化工自动化系统中PLC控制系统的应用分析

化工自动化系统中PLC控制系统的应用分析

胡云韬

（皖维高新材料股份有限公司安徽合肥238000）

摘要：当前，我国化工业的生产方式越来越走向复杂化、自动化和高速化的发展。所以，在这样的一个大环境下，为了实现在生产过程中能够达到经济、可靠、安全性的目的，严格地对生产过程中各种参数的控制就显得十分的重要。因此，PLC控制系统在化工自动化系统中对于机械安全、控制设计的作用是十分关键的。本文对PLC控制系统在化工自动化系统中的工作原理及PLC控制系统设计应用进行了总结，希望能为今后的研究方向提供借鉴。

关键词：化工自动化系统；PLC控制系统；应用

引言

化工过程控制对于提高化工工艺水平，提升化工产能、产量和质量，以及改善化工企业劳动效率等方面都将发挥越来越主要的作用。在化工自动化系统中，PLC控制系统对于控制硫酸生产中的温度、以及化纤生产中聚合工序等方面起着最关键最重要的作用，比如说，在控制硫酸生产中的温度、控制锦纶化纤生产中的聚合车间工序等方面有着重要的作用。开发和推广集成化管理程度更高的化工自动化控制系统，提高流程模拟和过程中的自动化优化技术，需要加大有关的科研进度。

一、PLC控制系统在化工自动化系统中的应用情况

我国的自动化控制应用中，以使用自己独立开发的模型为主，导致自动化系统不同模型之间的数据交换存在不规范的混乱局面。加强对化工过程的有效控制能够促使化工工艺水平得以大幅度提升，并提高化工产量、产能，并改善治理，同时还能促进企业全面提高劳动效率，因而加强化工过程的控制对于企业的长远发展来说有着十分重要的作用。目前，在化工自动化系统中，PLC控制系统的使用范围逐渐扩大，例如自动仪表控制在控制硫酸生产温度方面发挥着巨大作用。而且随着市场竞争的日益加剧，当前化工自动化控制工作中的一个突出重点就是开发和推广更完善的化工自动化控制系统。

二、PLC控制系统的工作原理

当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序

执行和输出刷新三个阶段。为了安全，PLC控制系统需考虑自动、手动这两个方面的控制。自动方法按照系统的硬件设计与规定的顺序时间进行控制，必须根据不同性能的具体要求和根据工艺的流程来进行操作管理和进行相应的控制。手动控制的时候最重要的就是手自动的转换问题，并且还要在相应的按钮之下进行手动控制生产的操作是以控制相应的电磁阀、电机、气动阀等以达到控制生产的目的。PLC控制系统的硬件的设计要求在现场可以随时启动和停止。这种配置方案的设计具有良好的控制分散和集中管理的功能，体现出了分散系统所具有的那些控制特点。其中对于分散的控制功能的特点就在于响应时间短、管理很集中、而且便于进行管理等这些优势。PLC控制系统能够编写许多不同的程序，所以能够用来充当编程的控制器来用。这样就可以运用与化工生产当中所产生的压力以及温度指标等方面来进行有效、合理地控制。在实际的化工自动化的生产中，PLC控制系统主要是由开关逻辑对生产的过程进行控制的，实现生产过程中的自动化，同时提高了相应设备的使用效率。

三、PLC系统的功能

PLC控制系统的功能，主要包括在化工自动化控制中的数据采集功能和化工工艺流程中的顺序控制功能这两方面。首先，数据采集功能在实际生产过程表现为，按照化工自动化控制系统所要求的模数转换精度、自动化扫描周期及模块采样速度等，通过曲线、文字、图表等各种形式采集和处理相关模拟量等生产流程实时信息，并组合成各种工艺运行情形实况，通过上位机配备的液晶显示屏，展现出相应画面，从而使得操作员能够及时掌握机组运转状况。其次，化工工艺流程中的顺序控制功能这方面，将按PLC控制系统可选的功能组级及相应的单项控制方式，独立运行各子组级控制功能的启、停。在程序自动执行期间，如果出现任何运行故障，PLC控制系统将会立即发出中断运行的信号，可使正在运行的化

工生产程序中断，并确保化工自动化控制处于安全状态，同时在中控室屏幕上将会显示出工艺程序中断的故障原因。

四、PLC控制系统设计应用

4.1硬件设计。

本文认为硬件的设计在这两个设计中是较为重要的，在设计中又分为输入和输出电路这两部分的内容，它关乎着PLC控制系统运行的稳定性、可靠性和安全性。先来看它的输入电路部分的设计。它的电源我们一般采用AC85—240V的，在具体的使用中我们为了抗干扰性的发生一般会加装电源净化元件，另外隔离变压器我们也可以采用双隔离技术，用来减小高低频脉冲干扰的发生。另外一方面在负载时我们一定要注意它的容量，要及时作好防短路现象的发生。为什么会这样说呢，因为这个电源的过载或短路它都会在一定程度上影响PLC的整体运行。在实际的使用中我们一般采用电源的容量为输入电路功率的两倍这个标准，这样做的目的只有一个，那就是防止短路。说到它的输出电路部分的设计。我们一定要根据实际生产工艺要求，包括像指示灯的启动等等都要适应于高频动作。文章需要指出的是如果PLC系统输出频率在每分钟6次以下，那么我们就要首先考虑的是继电器输出，这样做也是防止抗干扰和带负载能力的增强。还需要注意的是，如果是它的扫描频率在10次/min以下这个区间时候，我们就可选取继电器输出方式；或者为PLC输出驱动中间继电器或者固态继电器。

4.2软件设计

在进行PLC控制系统软件的设计时，应当遵循一定的原则，首先，最大程度上满足和实现控制对象的控制要求；其次，保证PLC控制系统的运行具有足够的可靠性与安全性，并能够在提升系统工作效率方面发挥巨大作用；最后，加强成本的合理控制，能够科学化地扩大工程效益，在化工自动化系统中，由于化工生产过程受影响的因素比较多，因而PLC控制系统的软件设计的控制要求也不尽相同。一般来说，PLC控制系统的程序安装结构形式可以划分为基本程序以及模块化程序。另外，基本程序除了能够独立控制简单的生产工艺过程，还能够在组合模块结构中的单元程序中得以应用。设计者根据这种程序设计思想来进行程序的设计，使各模块之间保持相对独立性，同时又能够存在简单的连接关系，以方便程序的调试与修改。

五、结语

总之，由于工业现代化在我国有着突飞猛进的发展，并且化工生产过程里，所应用的自动化系统也越来越受到了广泛的推广和关注，对此，为了加强提高对化工生产过程当中的工艺稳定性以及安全性等方面得出了一定的结论，并且也在生产过程当中对检测参数以及控制提出了一些规范要求。而化工自动化技术的在现阶段也得到了广泛的应用，并且在工业化生产过程当中应用PLC控制系统必将成为未来发展的主要趋势，也是实现工业产业化的重要目标。

参考文献：

[1]刘金龙.PLC控制系统在化工自动化系统中的应用[J].中国新技术新产品，2012（20）.

[2]赵敏鹏.PLC控制系统可靠性设计[J].科技风，2012（11）.

[3]俞乐.浅谈PLC控制系统的安全设计[J].中国科技博览，2012（33）.

[4]姚振龙.浅析PLC在电气自动化中的应用与发展[J].科技创新导报，2011（26）：24-26.

作者介绍：

胡云韬（1987.7.11）；男；巢湖；汉族；本科；助理工程师；电仪技术员。