PLC控制系统在化工自动化系统中应用分析

吴伟

辽宁荣大实业有限公司124000

摘要：随着科学技术的快速发展，我国的工业自动化系统也在日新月异的提高。因此，新技术、新材料不断被应用到工业化生产中，而化工产业是工业领域的重要分支之一，对国民经济建设有着重要的贡献。当前的化工行业的生产过程已经向着高复杂，高精密，高效率的方向发展，越来越多地采用先进的PLC自动控制技术，促进了化工行业向自动控制领域迈进，实现了化工行业的高效、快速的发展。因此，通过分析PLC自动控制系统的特点与功能原理对PLC控制系统在化工自动化系统中的应用作重点介绍。

关键词：PLC控制系统；化工自动化系统；应用

引言

为了提高化学工业的规模和生产的技术。于是许多化工的自动化项目纷纷展开。重点研究优化计算机控制以及自动化的调度，其中还有许多问题有待解决。好比在技术领域在理论研究方面尚未完善。需要改进的应用涉及到理论的研究成果与实践方面。这种状况也是因为应用服务与两者的紧密联系造成的。

1PLC控制系统综述

1.1PLC控制系统组成及工作原理

在化工自动化系统中PLC的系统主要由中央处理器、存储器、输入输出模块、编程器、工作方式等五部分组成。它主要是将开关逻辑控制，通过实现顺序控制广泛应用于单机控制、多机群控制乃至自动化生产线控制，以及对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。PLC系统能编制各种控制算法程序，完成闭环控制，使化工生产过程实现自动化，把生产过程控制在最佳工况下，从而减少了原料和动力的消耗，降低生产成本，实现优质高产。它能减少人为差错，保证生产安全，防止事故发生和扩大，达到延长设备使用寿命、提高设备利用率的目的。

1.2PLC控制系统的特点

PLC控制系统与其他控制系统相比有以下几个特点：(1)可以适应不同类型的产品加工。PLC控制系统由于其可编程及采样的功能，可以完成不同类型产品操作与加工。(2)对机器的控制灵活，可以实现人工与自动相结合的生产与操作模式，适应性更强。(3)自动加工期间不需要人的参与，可以替代人的大部分工作，并且准确性更高，可靠性更高，不受人为因素的影响。(4)生产及操作的效率更高。由于PLC控制系统不需要人的参与，机器自动控制与完成，生产节拍完全按预先的设定完成，效率更高，一致性更好。

1.3PLC控制化工自动化系统功能

数据采集功能和顺序控制功能，两者共同组成PLC控制系统，实现其功能。这两者分别属于化工程序自动化的控制过程和化工工艺流程中的。数据采集功能能够使操作员能够及时地掌握机组运转的状况。因为它能根据化工自动化控制系统的要求，调整模数转换精度、实现周期扫描的自动化以及加强采集模块的速度等。于是得以采集到更多形式的信息，如：曲线、文字、图表等。然后通过各种形式将这些信息整合和处理，模拟出相关的实时信息再通过工艺运行的形式展现出来。所以，我们通常通过液晶显示屏就能看到相应的画面了。至于顺序控制的功能，这是一种允许PLC控制系统进行选择和单项控制的功能。支持各子组级系统的启，停选项能够独立运行。若在程序正在执行时出现运行故障，PLC控制系统为了确保自动化控制系统的安全，则会立即发出关于中断运行的信号，控制运行的化工生产程序中断，并确保化工自动化控制处于安全状态。若中控室屏幕上显示工艺程序的中断信息，便就是因为这种原因。

2PLC控制系统硬件设计及工作原理

为了形象化说明PLC控制系统硬件设计及工作原理，以锦纶化纤自动化生产过程中的聚合车间控制工序来加以论述。按照系统性能的要求，为了保证操作人员的现场控制能力，事先我们设计“手动”和“自动”2种控制方式。在“手动”方式时，需进行控制及电路间的转换，采用对应的按钮“手动下料”控制相应的电磁阀。而在“自动”方式时，系统则会在启动后按PLC控制系统硬件设计及工作原理规定的时间与顺序，来依次进行“下料”与“输送”。即EV1阀得电，开启“下料”阀，一定时间后关闭，启动EV2进行“输送”，再过一定时间后再启动EV1，如此周而复始，直至接到“停止”指令。同时系统在EV1得电时，EV5亦得电，EV2得电时，EV3亦在得电，以便同时进行氮气的“充气”与“排气”为便于整个化工自动化工艺流程管理的集中性，我们在锦纶化纤自动化生产管理中设计了既可在现场进行近地“启动”与“停止”的操作方式，也可在远地进行“启动”与“停止”的操作。控制功能分散意味着操作管理集中，便于管理。

3PLC控制系统在化工自动化系统中应用

3.1PLC控制系统在焦炭生产过程中的应用

焦炭生产是化学工业的重要内容之一，当前的煤化工企业广泛使用可编程的自动控制系统进行煤焦的生产加工。比如，焦炭的整个加工流程中需要按比例将各种成分的煤粉进行混合，并输进焦炉中进行焦化，焦炭的品质主要取决于各种煤粉的混合比例与焦炉中焦化的控制。通过PLC控制系统可以实现煤场的无人化选煤、配煤。在配煤时，对各种比例的煤粉进行数据信息采集，通过采集与处理器分析，将各种配比的煤粉成分含量进行精确控制，通过混合下料输送到焦炉中。最后，经过软件的编程与数据信息的采集后，通过自动控制系统自动完成煤炭的采集、比例配置、输送、焦炉炼制，最终生产为符合要求的焦炭。相比传统的控制系统单一，固定的加工过程，PLC控制系统通过采样与中央处理器的分析与处理，对工艺进行精确控制，保证了生产过程中的一致性，提高了焦炭的质量及生产效率。

3.2PLC控制系统的软件设计中的应用

PLC控制系统优秀的软件设计便于工程技术人员理解掌握、调试系统与日常系统维护。在实际设计中由于生产过程控制要求的复杂程度不同，可将程序按结构形式分为基本程序和模块化程序。其中，基本程序它既可以作为独立程序控制简单的生产工艺过程，也可以作为组合模块结构中的单元程序。模块化程序它是把一个总的控制目标程序分成多个具有明确子任务的程序模块，分别编写和调试，最后组合成一个完成总任务的完整程序。这种方法叫做模块化程序设计。我们建议经常采用这种程序设计思想，因为各模块具有相对独立性，相互连接关系简单，程序易于调试修改。在进行PLC控制系统的程序设计时。我们以PLC控制系统I/O分配，并依据生产流水线从前至后，I/O点数由小到大；尽可能把一个系统、设备或部件的I/O信号集中编址，以利于维护。定时器、计数器要统一编号，不可重复使用同一编号，以确保PLC工作运行的可靠性。程序中大量使用的内部继电器或者中间标志位(不是I/O位)，也要统一编号，进行分配。在地址分配完成后，应列出I/O分配表和内部继电器或者中间标志位分配表。

结语

PLC控制系统是当今工业化生产的主要控制系统，在化学工业生产中也有着非常广泛的应用。可编程系统通过程序代码的编写，数据信息的采集，软件的控制，按序操作，以其较低的成本和极强的适应性，操作的灵活性在促进了化工行业的发展与生产效率的提升。

参考文献

[1]方鹏迪,孙小方,陈武,赵杰夫,潘海天.安全控制系统发展概述及其可靠性提高的研究现状[J].工业仪表与自动化装置,2011.

[2]隋金尊,李善起.马鞍山砂石加工系统中PLC控制系统的应用[J].建筑机械,2011.

[3]王明炎.电力系统中PLC控制系统的抗干扰分析[J].电子世界,2011.

[4]刘金龙.PLC控制系统在化工自动化系统中应用[J].中国新技术新产品,2011.

[5]李德平.碳钢薄板厂计算机炼钢技术的应用[J].酒钢科技,2011.