化工自動化系統中PLC 控制系統應用研究

高中峰

（山東魯泰化學有限公司，山東 濟寧272000）

控制化生產在優化化工生產工藝與提高化工生產效率等方面有著積極意義，是現代工業技術發展的重要體現。PLC（可編程序控制器）在化工自動化系統中的應用，體現在聚合工序與調節生產中硫酸溫度等方面，提高了流程模擬等環節的自動化技術水平，具有較高的應用與研究價值。本文主要對PLC 特征與具體應用表現展開分析，希望對化工生產自動化系統優化起到積極推動作用。

1 PLC 控制系統概述

1.1 概念

PLC 控制系統是基于數字運算操作，用于提高工業生產設計效率的電子裝置。作為現代工業技術發展產物，通過在內部存儲程序中運用可編程存儲器，并執行邏輯運算與順序控制等面向用戶的指令，采取數字或模擬輸入輸出等模式，實現對各種機械生產過程的管控，從而提升化工生產質量與效率。

1.2 工作方式

化工生產對處理控制系統的要求較高，要想貫徹執行運行標準，實現對流量與壓力等因素的有效控制，還需結合PLC 確保控制系統的可靠性與穩定性，實現嚴格與有效控制。PLC 的應用能夠加大對系統參數設置的約束力度，根據實際控制狀況提出有效控制方式，確保化工自動化系統處于最佳控制狀態。

1.3 特征

PLC 控制器屬于電子信息系統，集合了通信技術與計算機技術等現代先進科技，特征優勢相對突出。首先是該控制裝置的抗干擾能力強，體積小且操作便利，維修保養難度小。其次是控制裝置的編程簡單，容易上手操作。在自身發展完善進程中，從以往對單臺設備的控制，逐步實現了對整個生產流程的自動化控制，對化工生產效益提升與產業運作優化有著現實意義[1]。

2 PLC 控制系統的應用

2.1 應用優勢

傳統化工控制系統問題體現在以下幾方面：①技術人員的整體素質偏低，專業技術能力與職業判斷能力有待加強。這些技術人員能應付簡單操作工作，但不能及時發現技術中的潛在問題與隱患。②控制設備的通用性有待加強。受化工行業特殊性質影響，材料與產品等對生產設備的要求較高。簡單的設備改造并不能勝任生產任務，而定制的設備體型較大且設計復雜，通用性與可移植性相對較低，直接造成資源浪費。③傳統控制系統設備的維修耗損大，資源與時間成本隨之增多，與收益嚴重不符。受專業人才短缺與設備技術含量高等因素影響，設備維修難度與投入成本較大[2]。

而PLC 控制系統的應用，有效彌補了傳統化工控制系統的不足，并通過以下改進措施實現。

技術原理與技術理念貼合行業發展。如在聚合車間控制工序中，嚴格按照車間錦綸化纖自動化生產要求設計PLC控制系統的工作原理，以滿足化工生產要求，規范工作人員操作行為，促使其充分掌握生產技術要點。采取了手動與自動雙控模式，優化了傳統控制系統設備的人工操控模式。根據手動方式特征與車間實際生產情況，實現控制與電路間的靈活變換。根據車間工作流程等實際情況，根據自動化的運行能力與系統硬件設置理念，實現車間一次性自動化下料生產，化工生產效率隨之提高，同時避免了職工素質水平參差不齊的問題。

PLC 控制系統憑借軟件設計理念，規避了傳統化工控制系統在通用性差方面的不足，更新軟件設計優化，重構生產控制程序，并通過程序共建有效區分PLC 控制系統對象，最終綜合模塊化程序與基本程序，實現雙重工藝流程優化設計。根據多種任務拓展控制軟件功用，迎合控制要求加大編寫與調試力度，最終實現強化通用性與可復制性等優勢特征。傳統化工控制系統的不足與弊端得到有效改進，資源浪費等問題得到有效處理，更利于化工企業效益提升與行業現代化發展。

PLC 控制系統按照模塊采樣速率、模數轉換精度、自動化掃描周期等要求，利用多種表現形式收集處理模擬量生產中的數據信息，在顯示屏中表示出來，讓操作與技術等人員了解設備運行狀況。尤其是在節能減排生產政策的號召下，通過數據信息分析實現對整個生產環節的優化控制，能夠促使其達到高層次的工藝指標，節約生產原料的同時，降低設備耗損，從而盡快達到減排等生產目標。

生產流程的順序控制。PCL 系統在程序運行故障中，單項控制方式會下達中斷指令，停止生產程序運行，確保控制系統安全。控制系統能夠在中控室顯示屏上顯示出故障原因，作為維修人員故障處理依據，提高了故障處理的依據性與科學性，是傳統控制系統通過主觀化判斷排除故障不能比擬的，更利于控制系統性能發揮與運行效率提升，最終實現化工生產工藝流程的順序控制[3]。

2.2 應用體現

PLC 控制系統在化工自動化系統中的應用，主要體現在以下幾方面。

在集中系統方面，PLC 對化工行業實現自動化生產控制有著積極促進作用，適用于化工自動化系統，可實現對集中系統的簡單與有效控制。控制系統能夠圍繞檢測邏輯錯誤與發現運行中的故障等監控系統狀態，對運行差錯與故障有提示修復作用。控制系統在化工設備運行期間執行命令需要時間緩沖，檢測設備運作工況與狀態時，能夠及時啟動定時器，定時器的信號可作為控制系統報警或停機等行為依據。在現代科技發展帶動下，PLC 控制系統的性能與功能逐步優化，在集中控制領域的應用價值將隨之增大。

在開關量方面，PLC 電子裝置取代了以往的繼電器設備，可自動控制開關量，控制精確度與可靠度隨之加強。傳統繼電器被PLC 內部的線圈與邏輯函數取代后，控制回路故障點逐步減少，回路制造的成效隨之加強。此外，強化了開關量自控子系統可靠性，提高控制精確度與時效性。

在模擬量方面，在明確被控制對象的特征與要求后，PLC 能夠通過提供的多功能模塊靈活控制系統，尤其是在模擬量控制方面效果理想。PLC 在控制模擬量時，通過組裝多功能模塊實現了對過程控制系統可靠性的強化。同時能夠嚴格控制熱處理中的溫度與時間等指標參數變化，在溫度時間控制方面的優勢也是傳統儀表控制系統不能比擬的，充分體現出了PLC 控制系統在化工業自動化、智能化發展進程中的應用價值。

在實際生產方面，化工生產涉及的產品與材料性質特征，需要利用PLC 控制系統控制生產中的不穩定組分，首先能夠強化控制調試，PLC 控制系統結合控制調試，確保系統穩定運行，避免因生產內部因素對系統造成的不良影響。PLC 功能穩定，規避了各種干擾因素對系統性能的影響，在降低故障率的同時，確保系統穩定運行。即使出現系統問題也能維持系統控制，確保系統運行效率的同時，減少對企業效益的影響。其次發揮軟件驅動作用，處理控制系統涉及多種可編寫類型的控制程序，強化了控制系統兼容性功能，確保多個軟件同時使用。化工生產設備種類雜多，需借助穩定的通信系統實現設備間的有效通訊。而PLC 系統穩定可靠，支持系統通信的同時，能夠從經濟與效率等角度促使通信協議達成。PLC 憑借自身優勢特征，在化工生產中得到了廣泛應用，但限制PLC 控制系統作用發揮的因素較多，尤其是自身技術局限性的影響，還需加大實踐經驗總結與研究力度，拓展PLC 控制系統功能的同時，推動PLC 控制系統的現代化發展[4]。

2.3 應用局限性

應用局限性體現在以下幾方面：①可靠性方面。基于順序循環掃描方式的PLC 控制系統，雖然提高了控制精度，但在實現模塊熱插拔操作與冗余控制程序等方面相對短缺，出現損壞故障后，需要停工維修，不利于企業經濟效益與運行效率提升。②功能擴展方面。PLC 裝置在設備中的應用，只需搭接操作且無需功能擴展，在系統兼容性與功能拓展方面有待優化完善。③數據庫方面。PLC 裝置設立了多個數據庫，能滿足各環節工作開展需要，但統一的大數據庫平臺尚未搭建，數據交換與信息共享相對局限，增加了各環節工作互動的阻礙與不確定性[5]。

2.4 應用完善方向

首先是綜合化發展趨勢。PLC 在化工業自動化方向發展的潛力較大，尤其是在綜合化發展方面。PLC 實現了綜合化延伸處理產品設計與功能拓展等，在滿足市場需求的同時，提高了市場占有率，更利于企業競爭力的提升。PLC 控制系統也在緊跟信息時代發展步伐，相關人員加大了產品種類與應用等方面的研究力度，對市場發展起到了積極推動作用。PLC 裝置運行效率高且容量大，不斷提高了裝置運算效益，降低了設備成本。當前PLC 在化工業自動化控制系統的應用，解決了傳統控制系統在通用性等方面的不足，在現代科技發展帶動下，將會朝著更深層次的態勢發展。其次是多樣化發展趨勢。基于梯形圖編程語言的PLC 控制系統，隨著編程語言理論體系的優化完善，PLC 將會向多樣化與高科技含量的方向發展，對于化工行業智能化發展起到了積極促進作用。

3 總結

自動化技術在現代化工企業廣泛應用，促使PLC 控制系統逐步向綜合化、產業化趨勢發展。為確保PLC 控制系統作用最大程度發揮，加強技術人員對系統維護與調試等知識技能的掌握尤為重要，并加大系統運行與軟件設計等方面的研發力度，實現對傳統控制系統的全面改革升級。