PLC技術(shù)在化工裝置電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

劉 娟

(江西省贛華安全科技有限公司，江西 南昌 330000)

1 PLC技術(shù)及其在化工裝置中的應(yīng)用價(jià)值

1.1 PLC技術(shù)概述

PLC(Programmable Logic Controller)技術(shù)是當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)研究和實(shí)踐應(yīng)用中比較重要的一類技術(shù)手段，這種可編程邏輯控制器在多個(gè)方面都可以表現(xiàn)出積極作用價(jià)值。對于PLC技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，其主要涉及到了3個(gè)具體應(yīng)用環(huán)節(jié)，即采樣輸入、執(zhí)行環(huán)節(jié)以及刷新輸出。采樣輸入主要就是借助于必要的掃描方式，獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)信息，促使其能夠在后續(xù)得到有序分析和運(yùn)用；執(zhí)行環(huán)節(jié)則主要是結(jié)合所有獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析匯總，了解其具體需求和現(xiàn)狀，進(jìn)而也就能夠有助于做出較為準(zhǔn)確的判斷和決策，并且同時(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)；刷新輸出則是針對相應(yīng)判斷進(jìn)行信息輸出，實(shí)現(xiàn)對于相關(guān)控制對象的有效控制。

1.2 化工裝置中PLC技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

在化工生產(chǎn)中，各個(gè)化工裝置的自動(dòng)化控制同樣也可以借助于PLC技術(shù)予以實(shí)現(xiàn)，PLC技術(shù)在該方面的運(yùn)用可以較好促使化工裝置的自動(dòng)化控制更為可靠適宜，其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，化工裝置自動(dòng)化控制中運(yùn)用PLC技術(shù)可以具備較強(qiáng)普適性特點(diǎn)，PLC技術(shù)幾乎可以作用于所有的化工裝置，應(yīng)用價(jià)值突出；其次，PLC技術(shù)在化工裝置自動(dòng)化控制中的應(yīng)用還能夠具備更強(qiáng)靈活性和便捷性，在連接以及組裝中都比較方便，對于操作人員而言同樣也不存在較高要求，操作以及維護(hù)同樣較為簡單；最后，PLC技術(shù)在化工裝置自動(dòng)化控制中的應(yīng)用還表現(xiàn)出了較強(qiáng)的準(zhǔn)確度，不容易形成較為明顯的隱患故障[2]。

2 化工裝置自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

2.1 PLC控制系統(tǒng)配置在化工裝置自動(dòng)化控制中引入運(yùn)用PLC技術(shù)需要首先關(guān)注于相關(guān)控制系統(tǒng)的有效配置，促使其能夠表現(xiàn)出更強(qiáng)的匹配性效果，有助于形成較為理想的自動(dòng)化控制性能[4]。結(jié)合化工裝置自動(dòng)化控制需求，在PLC控制系統(tǒng)的配置中一般需要把握好以下幾點(diǎn)：首先，電源模板應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，確保其能夠針對電源以及電壓等進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，盡量避免可能出現(xiàn)的電源工作故障問題；其次，中央處理單元是整個(gè)PLC控制系統(tǒng)的核心，需要確保其具備更強(qiáng)的運(yùn)算以及控制協(xié)調(diào)作用，維系PLC運(yùn)行[1]；另外，整個(gè)PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行還需要重點(diǎn)圍繞著輸入和輸出接口進(jìn)行合理設(shè)置，確保相應(yīng)接口可以表現(xiàn)出更強(qiáng)的穩(wěn)定運(yùn)行效果，尤其是對于一些實(shí)時(shí)變化的信息，可以實(shí)現(xiàn)理想采集以及輸出效果；對于PLC控制系統(tǒng)中的底板以及接口模板也需要進(jìn)行合理設(shè)置，保障整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

2.2 PLC技術(shù)在開關(guān)量控制中的應(yīng)用

對于化工裝置自動(dòng)化控制工作的開展，PLC技術(shù)的應(yīng)用在開關(guān)量控制方面的作用效果較為突出，這也是當(dāng)前化工裝置運(yùn)行中比較關(guān)鍵的控制任務(wù)要求。結(jié)合開關(guān)量控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，其可以明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的控制模式，尤其是針對以往繼電器設(shè)備的應(yīng)用而言，完全可以借助于PLC技術(shù)進(jìn)行替代，并且還能夠較好縮短控制間隔，確保化工裝置自動(dòng)化控制更為可靠高效[4]。開關(guān)量控制方面PLC技術(shù)的應(yīng)用還能夠具備較強(qiáng)的可靠性，其不容易出現(xiàn)明顯的錯(cuò)誤和問題，可以依據(jù)采集到的各個(gè)方面信息進(jìn)行綜合探討，進(jìn)而也就必然可以保障整體開關(guān)量控制比較適宜合理，在快速反應(yīng)的基礎(chǔ)上提高反應(yīng)準(zhǔn)確度。

2.3 故障分析和處理

在化工裝置自動(dòng)化控制中應(yīng)用PLC技術(shù)還需要重點(diǎn)關(guān)注于常見故障問題的有效處理，避免相關(guān)故障問題可能對于化工裝置的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生明顯威脅。因?yàn)楫?dāng)前很多化工裝置的生產(chǎn)運(yùn)行環(huán)境并不是特別理想，自身運(yùn)行復(fù)雜性同樣也比較高，如此也就必然很可能會(huì)導(dǎo)致較為嚴(yán)重的系統(tǒng)故障問題出現(xiàn)；此外，電源系統(tǒng)方面的故障問題同樣也會(huì)形成嚴(yán)重影響[3]。PLC控制系統(tǒng)維護(hù)管理人員不僅僅需要重點(diǎn)把握好各類常見故障的明確，還需要細(xì)化具體形成原因，對于外界環(huán)境影響因素也需要進(jìn)行全方位分析，如此才能夠更好優(yōu)化PLC技術(shù)運(yùn)行效果。

3 化工廠用電設(shè)備的控制

電動(dòng)機(jī)作為用電設(shè)備在自動(dòng)控制系統(tǒng)裝置中是受控對象，通過對電動(dòng)機(jī)的控制來達(dá)到生產(chǎn)的要求是設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)的目的[1]。電氣控制系統(tǒng)是由電氣設(shè)備及電氣元件按照一定的控制要求連接而成，通常每臺(tái)電動(dòng)機(jī)對應(yīng)一套控制線路圖，稱為電氣原理圖。

3.1 電動(dòng)機(jī)的控制特點(diǎn)

電動(dòng)機(jī)的控制一般分兩部分，主電路和控制電路[1]。1)主電路：主要由斷路器、接觸器、熱繼電器或相對應(yīng)的電器元件組成。主電路是電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，在控制電路的作用下，根據(jù)控制要求實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的開、停或正反轉(zhuǎn)。2)控制電路：主要由接觸器和繼電器線圈、各電器件動(dòng)合和動(dòng)斷觸點(diǎn)、操作器件合和斷觸點(diǎn)等組合構(gòu)成控制邏輯，滿足生產(chǎn)工藝流程的控制要求，實(shí)現(xiàn)需要的控制功能。2.2電動(dòng)機(jī)的操作地點(diǎn)和電動(dòng)機(jī)聯(lián)鎖的關(guān)系在化工廠磷復(fù)肥及其副產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程中，常見的電動(dòng)機(jī)控制電路是多地點(diǎn)、多機(jī)聯(lián)鎖控制。這種聯(lián)鎖控制是為了保護(hù)生產(chǎn)設(shè)備，使生產(chǎn)流程通暢無阻，而產(chǎn)生的各用電設(shè)備之間的聯(lián)鎖關(guān)系，它包括邏輯關(guān)系、順序條件、自動(dòng)循環(huán)等。電動(dòng)機(jī)的控制及其聯(lián)鎖關(guān)系是工藝流程中重要因素之一。除此之外，按工藝操作方式分類，電動(dòng)機(jī)通常要求就地和總控室集中控制兩種方式：1)就地控制：要求工人按生產(chǎn)程序操作規(guī)定到有關(guān)設(shè)備現(xiàn)場啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制按鈕(常開、常閉接點(diǎn))開車或停車。就地控制包括聯(lián)鎖和非聯(lián)鎖電動(dòng)機(jī)的控制。聯(lián)鎖電動(dòng)機(jī)的邏輯關(guān)系是由人工實(shí)現(xiàn)?；S的設(shè)備有的布置在露天，有的布置在室內(nèi)樓上樓下，操作工人的工作量大，開車速度慢。2)總控室集中控制：要求工人在控制室內(nèi)，通過控制電路常開接點(diǎn)反映在控制臺(tái)上的信號(hào)，按生產(chǎn)程序的要求啟動(dòng)控制臺(tái)上的控制按鈕(常開、常閉接點(diǎn))對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遙控。集中控制包括聯(lián)鎖和非聯(lián)鎖電動(dòng)機(jī)的控制。聯(lián)鎖電動(dòng)機(jī)的控制電路可以設(shè)計(jì)成自動(dòng)化程度高的控制系統(tǒng)，聯(lián)鎖關(guān)系通過操作控制臺(tái)上電動(dòng)機(jī)控制按鈕實(shí)現(xiàn)開車或停車，這樣減少了人工參與的不定因素。3)以上兩種控制方式可以同時(shí)存在于一套生產(chǎn)裝置中，由控制電路實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)控制。其控制量和電動(dòng)機(jī)聯(lián)鎖關(guān)系見表1。

表1 制量和電動(dòng)機(jī)聯(lián)鎖關(guān)系

電氣控制系統(tǒng)就是通過這些控制量——常開、常閉接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)的控制。

4 PLC控制系統(tǒng)的配置

有關(guān)部門對PLC作了如下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)[3]。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)?！盤LC主要是通過各種類型接口模塊的外接線，與控制電路連接。

最常用的是I/O接口模塊，對電動(dòng)機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)而言，I/O接口模塊就是電動(dòng)機(jī)接受PLC控制的通道。首先，操作人員根據(jù)生產(chǎn)要求操作控制電路中的控制元件，通過控制電路中的電器件(如繼電器等)動(dòng)合和動(dòng)斷觸點(diǎn)(即開關(guān)量)，或者經(jīng)過電量變送器轉(zhuǎn)換后的接點(diǎn)(即模擬量)，送至輸入模塊，輸入模塊將開關(guān)量和模擬量信號(hào)輸入至PLC，執(zhí)行控制程序。然后，通過輸出模塊將處理的信息傳送到控制電路的執(zhí)行元件，由執(zhí)行元件控制主電路的電器元件(如接觸器等)，實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)的控制。

5 結(jié)束語

綜上所述，化工裝置自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用可以表現(xiàn)出較為明顯的優(yōu)勢，為了更好提升PLC技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果，必然需要重點(diǎn)圍繞著PLC控制系統(tǒng)的布置進(jìn)行規(guī)范控制，并且加大維護(hù)管理力度，確保化工裝置運(yùn)行更為高效可靠。