石油機(jī)械液壓系統(tǒng)中的可編程邏輯控制器控制技術(shù)

摘要：結(jié)合可編程邏輯控制器（PLC）控制技術(shù)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)其在石油機(jī)械液壓控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和研究。

關(guān)鍵詞：石油機(jī)械 液壓系統(tǒng) 可編程邏輯控制器 控制技術(shù)

前言：隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)中對(duì)于石油機(jī)械產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的控制技術(shù)逐漸難以滿足產(chǎn)品的使用需求，存在著很大的不足和問(wèn)題。針對(duì)這種情況，采用可編程邏輯控制器控制技術(shù)，與石油機(jī)械液壓系統(tǒng)相互結(jié)合，可以成功實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化控制，從而有效提高石油機(jī)械的質(zhì)量和使用效率。

1.可編程邏輯控制器概述

可編程邏輯控制器，簡(jiǎn)稱PLC，是一種具有微處理機(jī)的數(shù)字化電子設(shè)備，可以應(yīng)用于自動(dòng)化化控制，采用一類可編程存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部程序的存儲(chǔ)，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、技術(shù)以及算數(shù)操作等指令，同時(shí)通過(guò)數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，對(duì)各種類型的機(jī)械或者生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。

PLC的基本結(jié)構(gòu)包括電源、CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、功能模塊和結(jié)構(gòu)模塊等，并通過(guò)控制總線、電源總線、數(shù)據(jù)總線等形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。

PLC具有以下幾個(gè)鮮明的特點(diǎn)：

1.1.結(jié)構(gòu)靈活：PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成靈活多變，可以很方便地進(jìn)行功能的擴(kuò)展，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)關(guān)量的控制和PID回路控制，通過(guò)與上位機(jī)構(gòu)的連接，形成更為復(fù)雜、功能更加豐富的控制系統(tǒng)。

1.2.易于使用：PLC采用簡(jiǎn)單明了的梯形圖、邏輯圖等作為編程語(yǔ)言，對(duì)于操作人員的要求較低，不需要掌握復(fù)雜的計(jì)算機(jī)知識(shí)，就可以輕松進(jìn)行操作，從而有效減少了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期，不僅能夠方便地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作，還可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制的方法，對(duì)程序進(jìn)行在線修改，隨時(shí)對(duì)控制方案進(jìn)行更新，而不需要進(jìn)行硬件的處理。

1.3.可靠性強(qiáng)：能夠在各種惡劣的環(huán)境下運(yùn)行，具有良好的抗干擾能力，可靠性強(qiáng)。

2.PLC技術(shù)在石油機(jī)械液壓控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

對(duì)于液壓控制系統(tǒng)而言，主要是通過(guò)上下兩個(gè)液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械的控制，不僅可以實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)極調(diào)速，而且設(shè)備自身具有體積小、重量輕、動(dòng)態(tài)性能好、運(yùn)動(dòng)慣性小等優(yōu)點(diǎn)，在石油機(jī)械中得到了極為廣泛的應(yīng)用。就目前而言，石油機(jī)械液壓控制系統(tǒng)的操作，主要包括手動(dòng)、調(diào)整和半自動(dòng)三種方式，通過(guò)頂出缸活塞和活動(dòng)橫梁的配合動(dòng)作，完成各種工藝。

要將PLC應(yīng)用到石油機(jī)械液壓系統(tǒng)中，可以利用頂出缸中的液壓油在溢流時(shí)對(duì)板材造成拉深是提供的壓邊力，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作。但是，壓邊力的控制是十分困難，原有的液壓系統(tǒng)無(wú)法滿足使用需求，因此需要進(jìn)行改造。通過(guò)電磁比例溢流流量控制閥，可以使得頂部氣缸在倒裝時(shí)可能提供相應(yīng)的壓邊力。在液壓控制系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)PLC控制技術(shù)，可以對(duì)頂出缸的壓邊力進(jìn)行控制，不僅可以提供相對(duì)穩(wěn)定的壓邊力，也可以提供一個(gè)能夠隨著拉伸情況變化而變化的動(dòng)態(tài)壓邊力。

PLC技術(shù)在石油機(jī)械液壓控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，需要結(jié)合實(shí)際情況，如系統(tǒng)工作的特點(diǎn)、對(duì)于控制方面的要求、控制目標(biāo)、控制范圍等，切實(shí)做好PLC的選型工作，確保其具備良好的性能和較高的性價(jià)比。在對(duì)PLC進(jìn)行選型的過(guò)程中需要綜合考慮以下幾點(diǎn)：

2.1.輸入輸出點(diǎn)數(shù)的估算

這是影響PLC選型的重要因素，需要充分考慮適當(dāng)?shù)挠嗔俊ＭǔＧ闆r下，要針對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際要求，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，在計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，增加10%-20%左右的可擴(kuò)展余量，并將該余量作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)的估算依據(jù)。

2.2.估量存儲(chǔ)器容量

存儲(chǔ)器容量是指PLC自身提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量則是用戶在開(kāi)啟和應(yīng)用項(xiàng)目時(shí)，在存儲(chǔ)器中使用的存儲(chǔ)單元大小。一般來(lái)說(shuō)，為了保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，存儲(chǔ)器的容量必須大于程序的容量，因?yàn)樵趯?duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)中的應(yīng)用程序并沒(méi)有進(jìn)行編寫或者沒(méi)有編寫完全，所以并不能明確知道程序的容量，只能通過(guò)存儲(chǔ)器的容量進(jìn)行替代和估算。

2.3.CPU的選擇

在對(duì)CPU進(jìn)行選擇時(shí)，要充分考慮存儲(chǔ)器的容量，以保證CPU運(yùn)行的效率。CPU存儲(chǔ)器的容量必須比實(shí)際需求的容量更大，對(duì)于一些對(duì)CPU運(yùn)算速度和處理能力要求較高的大型設(shè)備，如機(jī)械防搖系統(tǒng)的軟件，可以考慮雙CPU的冗雜系統(tǒng)。同時(shí)，由于生產(chǎn)廠家不同、生產(chǎn)出的產(chǎn)品規(guī)格、性能等也有著很大的差異，使得部分CPU存在不同的通訊接口和通訊方式，對(duì)于這種情況，要從經(jīng)濟(jì)性和可用性方面進(jìn)行綜合考慮，結(jié)合系統(tǒng)需求的通訊方式，進(jìn)行整合，最好可以選擇能夠進(jìn)行功能擴(kuò)展的CPU。另外，要合理考慮PLC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)布局，從而切實(shí)保證主站與子站之間的可靠對(duì)接。

2.4.輸入輸出模塊的選擇

在對(duì)輸入輸出模塊的選擇方面，需要考慮統(tǒng)一的應(yīng)用需求，以保證系統(tǒng)的可用性。例如，在對(duì)輸入模塊進(jìn)行選擇時(shí)，要對(duì)信號(hào)電平、信號(hào)傳輸距離、信號(hào)隔離、信號(hào)供給方法等的實(shí)際應(yīng)用要求進(jìn)行綜合考慮，保證輸入模塊的合理性。在對(duì)輸出模塊進(jìn)行選擇時(shí)，通常情況下，需要通過(guò)對(duì)比分析的方法，對(duì)不同的輸出模塊進(jìn)行分析。例如，繼電器輸出模塊價(jià)格相對(duì)較低，同時(shí)電壓范圍寬，但是使用壽面短，響應(yīng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)；可控硅輸出模塊能夠滿足頻繁開(kāi)關(guān)、低電感的功率因素的負(fù)載的場(chǎng)合，但是成本更高，過(guò)載能力相對(duì)較差。同時(shí)，輸出模塊交流輸出、直流輸出和模擬量輸出必須與應(yīng)用程序的要求保持一致。

3.結(jié)語(yǔ)

總而言之，在石油機(jī)械液壓控制系統(tǒng)中，應(yīng)用PLC控制技術(shù)，不僅可以有效解決傳統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)中的各種安全問(wèn)題，如機(jī)械磨損、線圈燒毀等，還可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，規(guī)避系統(tǒng)安裝復(fù)雜，維護(hù)困難等缺點(diǎn)，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)控制，在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加警示和保護(hù)功能，有效提高設(shè)備操作的可靠性和安全性，降低設(shè)備在操作中存在的風(fēng)險(xiǎn)。因此，相關(guān)技術(shù)人員要充分認(rèn)識(shí)到PLC技術(shù)在石油機(jī)械液壓控制系統(tǒng)中的重要作用，推動(dòng)石油機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張貴濱.PLC在石油機(jī)械液壓控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].科學(xué)與財(cái)富，2013，（7）：263.

[2]任海江.淺析PLC在石油機(jī)械液壓控制系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，33（13）：46.