PLC系統在化工工藝控制中的應用

張明

摘要：當前，我國隨著化工行業不斷的快速發展，其生產工藝已經越來越走向自動化、復雜化，因此，為了確?；どa的安全性和穩定，必須在生產過程中排除人為因素影響，嚴格控制各項參數，實現自動控制要求，PLC控制系統在化工生產中大規模應用勢在必行，本文對PLC系統的構成、功能和原理分別進行了介紹，并對其軟件應用、設計進行了詳細闡述，借以推廣PLC控制系統在化工工藝控制中的應用。

關鍵詞 PLC控制系統；自動化；化工

前言：

從我國目前的情況來看，化工領域的發展已經取得了十分顯著的成就，無論是從生產規模上還是生產技術方面都獲得了巨大的進步。隨著信息技術與科學技術的不斷發展，自動化技術逐漸成為了工業技術發展的主流，工業化工產業為適應時代的發展，也逐漸向自動化的方向進行轉型[1]。PLC控制系統（可編程控制器）1969年油美國數據設備公司研制成功，它是一種以CPU為核心，計算機技術、自動控制技術、網絡通信技術為一體的可編程控制器，近年來在世界各個領域獲得大規模推廣，因此，將PLC控制系統引入到化工工業生產當中，可有效的實現工業化工產業的自動化控制與管理[2]。

1、PLC控制系統概述

PLC控制系統的功能主要由兩部分所組成，一個是實現對數據的采集，另一個是實現在化工自動化過程中對工藝流程的控制。數據的采集功能主要是為了在自動化的控制系統中按照要求實現其對模數的精度的轉換。這個功能還可以對曲線、圖表以及文字等各種不同形式進行采集并加以處理，實現不同的工藝流程的生產，在人機界面顯示出相應的數據畫面，幫助相關人員對信息的及時監控。工藝流程的控制方面，主要是由PLC系統中的可選組級和單項控制進行結合，以實現對獨立運行的各個組級的管控。生產運行的過程中發生設備故障或其他不滿足條件，相應的生產程序立即中斷，提高了生產的安全性，同時相應的故障發生的原因也會適時地顯示在控制屏幕上，故障代碼可發送至維護人員手機上，實現系統集成商遠程監控，及時解決故障，減小生產損失[3]。

PLC控制系統硬件主要是由輸入/出模塊、存儲器、電源模塊、通訊模塊以及中央處理器CPU等構成。其順序控制目的主要體現在其對于開關的有效的控制。PLC控制系統能夠大量地運用在諸如化工工藝的單機以及多機群這些模塊，并且對生產中產生的流量、溫度、液位以及壓力方面進行有效的控制[4]。PLC控制系統在化工自動化生產系統中主要是通過開關量進行控制，也能對溫度、液位、壓力、流量等模擬量進行控制，從而實現了生產過程中的自動化。PLC能夠進行有效邏輯控制，同時也能對整個生產的過程中的流量、溫度、物位、壓力等進行有效的控制。從而，使得生產效率和控制精度都得到了大幅提高，有效地降低原材料的消耗，降低能源消耗，減少勞動者人力操作，也就相應地延長了設備的使用期限。

2、PLC控制系統的工作原理

當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。為了安全，PLC控制系統需考慮自動、手動這兩個方面的控制。自動方法按照系統的硬件設計與規定的順序時間進行控制，必須根據不同性能的具體要求和根據工藝的流程來進行操作管理和進行相應的控制[5]。手動控制的時候最重要的就是手自動的轉換問題，并且還要在相應的按鈕之下進行手動控制生產的操作是以控制相應的電磁閥、電機、氣動閥等以達到控制生產的目的。PLC控制系統的硬件的設計要求在現場可以隨時啟動和停止。這種配置方案的設計具有良好的控制分散和集中管理的功能，體現出了分散系統所具有的那些控制特點[6]。其中對于分散的控制功能的特點就在于響應時間短、管理很集中、而且便于進行管理等這些優勢。

PLC控制系統能夠編寫許多不同的程序，所以能夠用來充當編程的控制器來用。這樣就可以運用與化工生產當中所產生的壓力以及溫度指標等方面來進行有效、合理地控制。在實際的化工自動化的生產中，PLC控制系統主要是由開關邏輯對生產的過程進行控制的，實現生產過程中自動化，同時提高了相應設備的使用效率。

3、PLC控制系統的軟件應用和軟件設計

在PLC控制系統的軟件設計中，各部分的設計并非是一成不變的，而是要根據不同的生產過程和工藝技術的復雜程度來設計，可以分為基本程序的設計和模塊化的程序設計?；境绦蛑饕褪窃趯嶋H生產過程中，就可以把軟件當成是一個比較獨立的程序來進行相對簡單的控制，還可以作為組合模塊程序中的某個單元程序來進行相應的控制。作為模塊化程序方面，這是由于把各個不同的控制程序細化為具有多個程序的子模塊進行的設計，而且進行了相應的編寫與調試，來到達一個完整的應用程序的目的[7]。PLC的各項程序都是獨立且具有專門的編寫語言，比如在模塊程序的編寫過程中，將一個主任務分成多個子任務來完成，同時進行獨立的編寫和調試，在兩個模塊的對比調試中，可以采用二分頻的模式，正反對比后將它們封存成一個模塊反復調試，在不斷的重復試驗中，不僅可以減少編程工作人員的工作量，同時還減少了程序占用的內存，提高設備運轉的效率。PLC自動化控制系統在實際的化工生產中不斷改進，在數據交換過程中，不同模型之間充分磨合以減小差距及沖突，實現融合后還應進行多次調試和實驗才能滿足化工生產的要求。

4、結論

隨著我國科學技術水平的提高，化工自動化系統取得了飛躍發展?；どa中不僅要注重經濟性，更要注重安全性與穩定性，因此應對生產過程中的檢測參數以及控制的過程做出更加規范化的要求，我們有理由相信PLC控制系統的應用肯定會成為化工生產未來發展的主要趨勢。當然，在提高化學工藝規模以及生產技術時，這個過程并不會是一帆風順的，所以在未來的發展道路上，PLC控制系統需要考慮的問題將會更多，所設計的軟件也會更加的趨于完善。

參考文獻

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（作者單位：大慶煉化公司電儀運行中心設備及控制技術研究所）