試論PLC控制的特點及其在化工過程控制的運用

陳繼勛

（甘肅能源化工職業(yè)學院，甘肅 蘭州 730207）

近些年，我國的化工行業(yè)正在迅速發(fā)展，各式各樣的新技術也被應用到實際生產(chǎn)中。其中，PLC控制系統(tǒng)能實時檢測、記錄并顯示化工生產(chǎn)過程中的各項參數(shù)，滿足不同的特殊要求。要想切實提高化工生產(chǎn)的質量、效率以及安全性，那么就需要深入分析和研究PLC控制系統(tǒng)。

1 PLC控制系統(tǒng)的特點分析

PC指的是可以編程的邏輯控制器，其核心為微處理器，集中了自動控制技術、計算機技術、通信技術等特點，屬于一種控制裝置[1]。該控制系統(tǒng)具有較為強大的功能，但是其體積較小，具有較為廣泛的應用。

從功能方面來說，PLC控制無論控制多么復雜，都可以借助程序完成編制；從控制內容變更方面來說，PLC控制只需改變程序，即可完成相應的操作；從控制速度來說，PLC控制運用的微處理器，可以快速完成處理；從計數(shù)控制來說，PLC控制具有較強的計數(shù)功能；從安裝施工來說，PLC控制的安裝較為簡單，施工起來較為便利；從可靠性方面來說，PLC控制使用的集成元件，該元件具有較小的體積、較長的壽命，同時還具有較強的可靠性；從可擴展性來說，PLC控制可以在I/O點的允許下，自由地進行擴充；從維護方面來說，PLC控制具有較強的自診斷功能，能迅速查到系統(tǒng)中的故障，維護起來也是較為方便的。

2 PLC在化工生產(chǎn)過程控制中的應用

在我國的國民經(jīng)濟中，化工是至關重要的組成部分，涉及到多個方面和環(huán)節(jié)，尤其是在輕紡、農業(yè)生產(chǎn)、國防等方面，有著不可缺少的重要作用，同時也是一種基礎性的工業(yè)。隨著科技的不斷發(fā)展、經(jīng)濟水平的不斷提高，化工生產(chǎn)逐漸朝著大型化、復雜化的方向不斷前進。此外，化工生產(chǎn)工過程中具有多種特點，如高壓、高溫、易爆、易爆等。要想保證化工生產(chǎn)可以更加安全地進行，切實提高產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性，就需要嚴格控制化工生產(chǎn)過程中的自動控制與參數(shù)檢測。因而可以在化工過程控制中采用PLC控制系統(tǒng)，借助PLC可以編寫相應的控制算法，保證化工生產(chǎn)中可以實現(xiàn)閉環(huán)控制。在化工生產(chǎn)過程中加入PLC控制系統(tǒng)，既能保證生產(chǎn)的最佳條件，切實提高生產(chǎn)的質量和效率，還能大大降低動力、原料等方面的消耗，幫助化工企業(yè)有效降低生產(chǎn)全成本。同時，PLC控制系統(tǒng)的應用，也有效控制各項工藝參數(shù)，保證生產(chǎn)的安全性。

例如，在生產(chǎn)硫酸的過程中，溫度控制是至關重要的，是控制關節(jié)中的關鍵部分。在生產(chǎn)硫酸時，爐前的燒焙強度以及因此而產(chǎn)生的爐前溫度，會對后續(xù)化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氣體濃度、氣溫等帶來直接影響。在后續(xù)的轉化過程中，氣體的濃度、溫度都會各個換熱器中管內外的溫度有著千絲萬縷的練習。因此，在實際的生產(chǎn)過程中，必須要格外重視溫度的控制。但是在硫酸的生產(chǎn)中，可以對溫度產(chǎn)生影響的因素有很多，同時各個生產(chǎn)工藝的參數(shù)存在相互影響、相互關聯(lián)的關系，如果只是依靠人工的方式進行操作和控制，那么無法實時控制所有的生產(chǎn)工藝參數(shù)。因而，在實際的生產(chǎn)過程中，必須要采用PLC控制系統(tǒng)。

借助PLC控制系統(tǒng)是溫度控制的核心所在，借助散布在整個工段中的各類檢測器、傳感器等，有效監(jiān)測各項工藝參數(shù)，同時還可以將這些參數(shù)存儲在PLC控制系統(tǒng)中，PLC控制系統(tǒng)借助內部的程序完成化工生產(chǎn)控制的有效控制。PLC控制系統(tǒng)中的程序，可以根據(jù)化工生產(chǎn)工藝的不同進行科學、合理的編寫。如果生產(chǎn)工藝發(fā)生改進或優(yōu)化時，PLC控制系統(tǒng)也可以隨之進行程序的更改，促使PLC控制系統(tǒng)能發(fā)揮出其真正的作用和功能。

2.1 PLC控制系統(tǒng)的硬件組成

在PLC控制系統(tǒng)中，CPU是至關重要的，屬于該系統(tǒng)的核心，同時也是處理數(shù)據(jù)、計算數(shù)據(jù)的關鍵部件。借助CPU可以有效控制、通信以及處理所有的系統(tǒng)控制和用戶，同時還能處理其他功能，保證整個系統(tǒng)具有較強的協(xié)調性。在PLC控制系統(tǒng)中，存儲器是極為重要的一種存儲設備，主要可以存儲處理一些用戶數(shù)據(jù)、程序等資料。PLC可以借助I/O模塊與控制設備、外部傳感器進行信息的傳遞。根據(jù)信號控制需求的不同可以分為幾個不同的類型，如模擬量、數(shù)字量等I/O信號[2]。相關人員需要根據(jù)不同的信號，選擇恰當?shù)哪K。

2.2 PLC在化工生產(chǎn)中的設計應用

在應用PLC控制系統(tǒng)中，首先需要分析和研究化工生產(chǎn)的工藝，統(tǒng)計各種控制器、傳感器的I/O信號點數(shù)，并根據(jù)這些內容選擇恰當?shù)腃PU型號。此外，還需要確定好店員的容量，要保證充足的電源供給[3]。在選擇PLC控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)中，需要在PLC的機架上安裝好電源、CPU、I/O模塊，并完成相應參數(shù)的設置，完成PLC硬件的組態(tài)。在完成硬件組態(tài)后，就需要根據(jù)實際情況進行相應程序的變成，要想保證PLC程度足夠簡潔，同時還能在后續(xù)進行拓展，那么在編寫PLC程序時，需要利用模塊化變成的方式，順利完成各個模塊的程序編制，之后再進行模塊之間的調試和連接。要想防止外界造成感染，形成雜波信號，那么就需要借助采樣信號平滑加工處理數(shù)據(jù)，盡可能避免出現(xiàn)信號干擾的情況。

例如，在化工生產(chǎn)中，氣壓、溫度、液位等都會發(fā)生一定的變化，而這就會導致數(shù)字之間出現(xiàn)較為嚴重的跳動，甚至可能會導致一些誤操作時間的發(fā)生。要想避免這一情況，那么就需要采取多個測量數(shù)據(jù)，并取這些數(shù)值的平均值，盡可能避免因參數(shù)出現(xiàn)波動而導致信號誤差的發(fā)生情況。

在完成PLC控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)以及程序的編制后，就需要在現(xiàn)場進行調試。在進行調試時，需要根據(jù)以下步驟進行：第一，認真核查接線，保證I/O的接入點無任何錯誤；第二，完成三個輸入輸出后，檢測是否會出現(xiàn)相應的動作；第三，在完成單步動作的測試后，就需要開展半自動的測試；第四，進入PLC控制系統(tǒng)的全自動調試，促使各個控制回路都保持最佳的工作狀態(tài)。

化工生產(chǎn)過程分為幾個不同的生產(chǎn)工段，即配料、公共工程、聚合、純化等，在不同的生產(chǎn)工段，需要設計不同的監(jiān)控界面以及相應的程序，需要根據(jù)生產(chǎn)流程的相關特點，實時讀取各個測控點的數(shù)據(jù)，并將其存儲在PLC控制系統(tǒng)中。針對一些生產(chǎn)過程中的關鍵參數(shù)，需要相關人員設置好狀態(tài)報警，一旦這些參數(shù)超過原本設定范圍，那么就會立刻報警。

3 結語

總而言之，化工生產(chǎn)是極為復雜的，會涉及到非常多的控制因素，同時還涉及到非常多的環(huán)節(jié)，控制起來較為復雜。這時就需要引入PLC控制系統(tǒng)，將其作為控制的核心所在，從根本上保證化工生產(chǎn)的效率，切實提高產(chǎn)品的質量。