化工裝置電氣自動(dòng)化控制過程中PLC技術(shù)的應(yīng)用分析

曹文姝 王楠

1.煙臺(tái)力凱數(shù)控科技有限公司 山東 煙臺(tái) 264010；

2.萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司 山東 煙臺(tái) 264010

引言

在當(dāng)前自動(dòng)化控制運(yùn)行過程中，工業(yè)企業(yè)利用PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可編程控制的記錄和運(yùn)行，結(jié)合繼電接觸控制器技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)以及PLC控制系統(tǒng)等，解決傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的內(nèi)部接線復(fù)雜、運(yùn)行可靠性低及能耗高等問題，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的高效運(yùn)行。

1 PLC簡(jiǎn)介及發(fā)展

可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController，PLC)，是一種為在工業(yè)環(huán)境下使用而專門研發(fā)、內(nèi)置有微型處理器的自動(dòng)化控制的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，能夠?qū)⒖刂浦噶罴磿r(shí)寫入內(nèi)存進(jìn)行存儲(chǔ)和運(yùn)行。PLC大都由CPU、電源、指令和數(shù)據(jù)RAM、input/output電路、AD等功能單元組成。從20世紀(jì)60年代到21世紀(jì)的今天，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，PLC的發(fā)展越來越適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)化的需求。在世界各工業(yè)大國的研發(fā)下，PLC家族的大型機(jī)和微型機(jī)面世，同時(shí)還出現(xiàn)了種類繁多的特殊功能單元和功能各異的可拓展模塊，發(fā)明了各種人機(jī)交換界面單元、信息交換單元。PLC的技術(shù)發(fā)展和完善以及豐富的周邊配套設(shè)施，使得PLC技術(shù)在工業(yè)控制設(shè)備廣泛運(yùn)用，同時(shí)使設(shè)備操控越發(fā)簡(jiǎn)單[1]。

2 化工裝置的主要特點(diǎn)分析

化工裝置的主要特點(diǎn)表現(xiàn)為：其一，復(fù)雜性強(qiáng)；其二，危險(xiǎn)性高；其三，對(duì)操作的靈活性要求比較高等。從危險(xiǎn)性角度來看，在化工廠的生產(chǎn)過程中，由于產(chǎn)生的有害物質(zhì)較多，所以極易發(fā)生燃燒情況，加上部分化學(xué)氣體必須經(jīng)過有效處理才能夠使用，所以在一定程度上提高了化工裝置的危險(xiǎn)系數(shù)?；诖?，在化工裝置的電氣自動(dòng)化控制過程中需具備較高精確度，避免爆炸事故發(fā)生。從復(fù)雜性角度來看，不同的化工產(chǎn)品對(duì)化工裝置的性能要求也不同，化工裝置需與化工生產(chǎn)的要求互為適應(yīng)才能夠滿足生產(chǎn)需求[2]。

3 化工裝置電氣自動(dòng)化控制過程中PLC技術(shù)的具體應(yīng)用

（1）PLC控制系統(tǒng)用于開關(guān)量控制?？捎行Э刂贫噙_(dá)數(shù)萬點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)，按照固定順序進(jìn)行隨機(jī)工作。PLC控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及軟件程序，可以靈活控制多套和多組程序的編寫，依據(jù)需要進(jìn)行調(diào)用，還可以根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行變換。發(fā)揮PLC控制系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，能更可靠地控制開關(guān)量。

（2）PLC控制系統(tǒng)配置。在化工裝置自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，應(yīng)用PLC技術(shù)需關(guān)注相關(guān)控制系統(tǒng)的配置情況，繼而提高匹配率，形成理想的自動(dòng)化控制性能。充分結(jié)合化工裝置的自動(dòng)化控制性能，在PLC控制系統(tǒng)的配置過程中需把握好以下幾點(diǎn)原則：①嚴(yán)格把控電源模板，確保電源和電壓能夠協(xié)調(diào)控制，盡量避免電源故障問題出現(xiàn)；②整個(gè)PLC控制系統(tǒng)的核心是中央處理單元，需確保其控制協(xié)調(diào)能力，維持PLC技術(shù)的合理運(yùn)行；③運(yùn)行PLC控制系統(tǒng)時(shí)需合理設(shè)置輸入輸出接口，確保相應(yīng)接口能夠表現(xiàn)出更強(qiáng)的穩(wěn)定效果，尤其要關(guān)注實(shí)時(shí)變化信息；除此之外，還需合理設(shè)置PLC控制系統(tǒng)中的接口模板和底板，繼而保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）對(duì)化工生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與故障診斷。由于化學(xué)生產(chǎn)過程經(jīng)常處于危險(xiǎn)之中，因此需要對(duì)許多因素進(jìn)行管理和控制，以便根據(jù)需要更好地控制化學(xué)生產(chǎn)過程。這是控制生產(chǎn)鏈和提高化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)能力的根本保證，而在應(yīng)用電氣自動(dòng)化之后，就可以控制和管理過程。通過系統(tǒng)控制進(jìn)行生產(chǎn)和監(jiān)控。可以分析信息和數(shù)據(jù)，以便根據(jù)生產(chǎn)控制要求對(duì)生產(chǎn)過程和設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制和管理。另外，有必要診斷和處理在系統(tǒng)控制期間可能出現(xiàn)的各種故障。在這種情況下，系統(tǒng)必須能夠?qū)崟r(shí)控制和管理。

（4）控制模擬量。提前對(duì)生產(chǎn)中的各項(xiàng)問題予以合理預(yù)測(cè)挑戰(zhàn)度較高，在化工生產(chǎn)時(shí)，化工裝置的運(yùn)行受到諸多因素影響，想要提高化工裝置的運(yùn)行效率，必須采取相關(guān)措施。PLC技術(shù)應(yīng)用在化工廠中可防控裝置運(yùn)行過程中的相關(guān)問題，模擬整個(gè)生產(chǎn)過程，確定極易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，最后通過數(shù)字化提高化工裝置的控制效率。

（5）完成對(duì)儀表的監(jiān)控。在化學(xué)生產(chǎn)中，有許多精密的儀器可以反映生產(chǎn)條件。因此，為了提高化學(xué)工業(yè)的質(zhì)量和效率，有必要對(duì)這些儀器和設(shè)備進(jìn)行控制。整個(gè)系統(tǒng)控制操作的基礎(chǔ)是使用自動(dòng)化電氣控制技術(shù)控制儀器和設(shè)備。這樣可提高總體控制能力，在監(jiān)視系統(tǒng)中實(shí)施過程階段的良好條件。在此過程中，必須根據(jù)相關(guān)要求處理控制操作，其中關(guān)鍵技術(shù)是微處理器，信息和通信技術(shù)以及集成電路控制技術(shù)。

4 具體應(yīng)用實(shí)例分析

在考慮自身規(guī)模基礎(chǔ)之上，某化工廠將PLC設(shè)備有效應(yīng)用到自動(dòng)化控制之中，該化工廠的化工裝置有13臺(tái)電動(dòng)機(jī)，對(duì)不同電動(dòng)機(jī)上的順序設(shè)置方面具有不同的安排。為了保證PLC技術(shù)的應(yīng)用具有高度靈活性，需優(yōu)化設(shè)計(jì)CPU。在該化工廠中，PLC系統(tǒng)的CPU主要組成部分為微處理器和集成電路等。該化工廠的PLC主要由以下部分組合而成：①處理單元；②電源模板；③輸入輸出口；④底板；⑤接口模板等。在處理單元中，主要功能是計(jì)算數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。在輸入輸出口中，主要功能是設(shè)計(jì)電壓參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的接收和轉(zhuǎn)換。在接口模板中，主要為機(jī)架提供接口。在底板中，主要處理固定設(shè)備。

5 結(jié)束語

總之，應(yīng)充分利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)在工業(yè)電化學(xué)生產(chǎn)中的作用，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的高度應(yīng)用。由于對(duì)化學(xué)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷，對(duì)電動(dòng)汽車停車系統(tǒng)的運(yùn)行控制系統(tǒng)的保護(hù)以及儀表設(shè)備監(jiān)控能力的不斷提高，為增加此類設(shè)備做出了貢獻(xiàn)。同時(shí)也可以提高化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)能力，為化學(xué)工業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展做準(zhǔn)備。