袁亞麗

【摘 要】PLC（可編程控制器）作為一套科學(xué)的控制器系統(tǒng)，在各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器控制方面得到了應(yīng)用。將PLC系統(tǒng)應(yīng)用在循環(huán)除鹽水控制系統(tǒng)中，達(dá)到對(duì)除鹽水溫度以及壓力等方面信息數(shù)據(jù)的采集與顯示，再對(duì)這些信息進(jìn)行全面、細(xì)致地分析與理解，達(dá)到對(duì)除鹽水溫度與壓力的控制。本文針對(duì)plc在循環(huán)除鹽水系統(tǒng)中的應(yīng)用展開(kāi)討論。首先簡(jiǎn)單分析了循環(huán)除鹽水系統(tǒng)的工作原理與功能，然后具體探究了如何將PLC應(yīng)用在循環(huán)除鹽水控制系統(tǒng)中，其中重點(diǎn)探究了PLC的設(shè)計(jì)方法。

【關(guān)鍵詞】可編程控制器；溫度；除鹽水控制系統(tǒng)；應(yīng)用；研究

循環(huán)除鹽水控制系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)加工的重要系統(tǒng)，多數(shù)的循環(huán)除鹽水控制系統(tǒng)都是通過(guò)繼電器來(lái)進(jìn)行控制，一般通過(guò)控制其電力系統(tǒng)達(dá)到對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的有效控制，而且通過(guò)PID儀表來(lái)對(duì)水體的溫度與壓力加以調(diào)控。然而，隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)械工藝的持續(xù)進(jìn)步，以往的繼電器控制系統(tǒng)已經(jīng)相對(duì)落后，由此開(kāi)發(fā)并利用了另外一套控制系統(tǒng)，主要是與計(jì)算機(jī)設(shè)備密切相關(guān)的，通過(guò)編寫(xiě)程序進(jìn)行控制的可編程控制器，也就是PLC。其具有自身的優(yōu)勢(shì)特征，例如：簡(jiǎn)潔、便利、安全、穩(wěn)定可靠等等，而且自身具有邏輯特征，能夠有效控制系統(tǒng)運(yùn)行。通過(guò)創(chuàng)造使用PID控制器，它能夠?qū)鋮s水進(jìn)行有效調(diào)控，無(wú)論是溫度方面還是壓力方面。

1.循環(huán)除鹽水系統(tǒng)的簡(jiǎn)單分析

循環(huán)除鹽水控制系統(tǒng)能夠發(fā)揮冷卻或者維持恒定溫度等調(diào)控作用，通過(guò)對(duì)聚合造粒需要的冷卻水的各種信息加以采集，例如：溫度、壓力、過(guò)濾器報(bào)警信號(hào)——這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)入控制器，對(duì)其進(jìn)行編程、運(yùn)算處理，然后再通過(guò)PID控制器、電磁閥、水泵以及帶狀過(guò)濾設(shè)備等器具來(lái)進(jìn)行調(diào)控，確保系統(tǒng)的恒溫穩(wěn)定。

這一系統(tǒng)工作原理如下圖所示：

位于水箱內(nèi)部的除鹽水需要不斷的補(bǔ)給，這一補(bǔ)給過(guò)程由浮球閥來(lái)完成，依照水位高度來(lái)自動(dòng)補(bǔ)給。需要測(cè)量水管中水的溫度時(shí)，則要在專(zhuān)門(mén)的傳遞溫度的傳感設(shè)備T的輔助下進(jìn)行，其中PID控制器負(fù)責(zé)對(duì)氣動(dòng)閥V4的調(diào)控，以此來(lái)控制低溫冷水的流量，這樣除鹽水就能夠從始至終處于一個(gè)穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)。

帶狀過(guò)濾設(shè)備中安裝了液體傳感設(shè)備，也就是H1，這一設(shè)備的主要作用為：分析與衡量過(guò)濾設(shè)備有無(wú)堵塞現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)了堵塞現(xiàn)象，就要通過(guò)開(kāi)啟過(guò)濾設(shè)備的電機(jī)，憑借其力量來(lái)拉動(dòng)濾布左右移動(dòng)，直到達(dá)到需要的時(shí)間時(shí)就會(huì)停下來(lái)。

水箱中同時(shí)配備了低液位傳感設(shè)備，這一設(shè)備是同水泵聯(lián)系起來(lái)的，要通過(guò)壓力傳感設(shè)備P2對(duì)管道系統(tǒng)中水的壓力值的衡量來(lái)確保除鹽水系統(tǒng)的水壓與切粒系統(tǒng)保持一致，再通過(guò)PID控制器來(lái)對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥V3進(jìn)行調(diào)控。由于板式換熱設(shè)備經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，需要頻繁進(jìn)行清理，基于這樣的狀況，該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)這一設(shè)備實(shí)行在線切換處理。而且系統(tǒng)內(nèi)配置了兩個(gè)電磁閥，分別為：V1與V2，兩個(gè)電磁閥輪流工作，也就是說(shuō)當(dāng)換熱設(shè)備1運(yùn)行時(shí)，電磁閥V1進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)的V2則處于斷開(kāi)狀態(tài)，根據(jù)壓力傳感器P1、P2的數(shù)值大小來(lái)判斷換熱器有無(wú)堵塞情況，當(dāng)P1>P2時(shí)，則預(yù)示著換熱器1可能已經(jīng)出現(xiàn)了堵塞現(xiàn)象，此時(shí)電磁閥V1停止了工作，V2開(kāi)始工作，進(jìn)而使第二個(gè)換熱器取代堵塞的換熱器1開(kāi)始工作。

從這一系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀況來(lái)看，需要一個(gè)安全穩(wěn)定、質(zhì)量又高的除鹽水循環(huán)系統(tǒng)，而且這個(gè)系統(tǒng)每年接連工作的時(shí)間要在八千小時(shí)以上。而且對(duì)于水溫的要求也極為嚴(yán)格。因此，對(duì)水溫的調(diào)節(jié)精度也就要求十分嚴(yán)格，整個(gè)除鹽水循環(huán)系統(tǒng)具有較高的自動(dòng)化功能，無(wú)需認(rèn)為的操作、控制，其中一切數(shù)據(jù)信息都要同中控室加以交換，這樣來(lái)確保中控室發(fā)揮監(jiān)控功能。

2.PLC在循環(huán)除鹽水控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

參照以上循環(huán)除鹽水系統(tǒng)的工藝需求，通過(guò)對(duì)各個(gè)國(guó)家、各個(gè)品牌與型號(hào)的plc進(jìn)行綜合分析，從其價(jià)格、功能水平等方面的對(duì)比等等。最后決定選擇西門(mén)子S7-200類(lèi)型的可編程控制設(shè)備來(lái)充當(dāng)關(guān)鍵控制部件，使用226中央處理器，其輸出能夠分組直接接在220v的電磁閥與三相控制的固體繼電器控制泵電機(jī)上面。因?yàn)楸仨殞?duì)溫度壓力加以采集，同時(shí)也要對(duì)調(diào)節(jié)閥加以控制，就要采用EM231以及EM232模塊。此處所選用的中央處理器具有特殊的優(yōu)勢(shì)特征與功能，具體表現(xiàn)在：極具穩(wěn)定性，操作簡(jiǎn)單、方便，工作效率高，內(nèi)部集成良好——而且系統(tǒng)內(nèi)部配置了PID控制器，其中可以使用的指令數(shù)量最多達(dá)八條，所有的指令擁有各自的回路號(hào)，不會(huì)影響各個(gè)PID的運(yùn)算，這樣就能夠保證各個(gè)運(yùn)算之間的彼此獨(dú)立，也能夠?qū)Ω嗟恼{(diào)節(jié)閥進(jìn)行同步進(jìn)行調(diào)控，從更多的點(diǎn)來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行控制。226中央處理器包含兩個(gè)通訊口，其一同顯示器之間進(jìn)行通訊聯(lián)系，其二則是被用來(lái)對(duì)電腦的調(diào)試。

3.PLC軟件設(shè)計(jì)

因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)需要進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理，鑒于這一點(diǎn)，通過(guò)采用STL語(yǔ)句表來(lái)編寫(xiě)程序代碼，通過(guò)模塊結(jié)構(gòu)編程法來(lái)確保各個(gè)PID不相互影響，這樣就方便更改與擴(kuò)充。

3.1 PLC的I/O口分配

下圖展示了這一系統(tǒng)輸入與輸出信號(hào)，以及I/O口分配

3.2程序功能

此控制系統(tǒng)的程序包括主程序與子程序，其中子程序有針對(duì)于除鹽水的壓力與溫度控制的子程序，也有控制子程序，帶狀過(guò)濾設(shè)備子程序等等。

其中主程序，第一次掃描調(diào)動(dòng)PID初始化子程序。然后通過(guò)通訊、顯示等過(guò)程確保其被初始化，將所設(shè)定的溫度值、壓力值以及PID參數(shù)等變量數(shù)值通過(guò)TD400C的組態(tài)處理將其輸送到已經(jīng)確定的寄存器內(nèi)部；然后再對(duì)溫度加以采集，然后做報(bào)警處理。主程序的后部，需要參照液位以及壓力值等來(lái)進(jìn)行分析、探究，進(jìn)而決定使用哪些子程序比較合理。

在整個(gè)的程序中，安裝了基于可編程控制器的PID控制設(shè)備，事先要對(duì)溫度與壓力的采集值與設(shè)定值等加以轉(zhuǎn)換，使其更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。在被轉(zhuǎn)換過(guò)以后，PID會(huì)輸出再控制調(diào)節(jié)閥，以此來(lái)確保溫度與壓力的數(shù)值相等，也就是說(shuō)使給定值與過(guò)程變量相同，這樣來(lái)保證水體無(wú)論是溫度、還是壓力等方面都趨向穩(wěn)定。

要將EM277模塊的GDS文件配設(shè)在DCS內(nèi)部，將主站內(nèi)部的通訊地址等組織好，以及接口數(shù)據(jù)方位也要組織好。

本文所采用的PLC型號(hào)是經(jīng)過(guò)比較、鑒別后所使用的，將其作為除鹽水控制系統(tǒng)的核心，在PID控制器、調(diào)節(jié)閥等的作用下達(dá)到對(duì)水體溫度與壓力的調(diào)節(jié)，使之維持恒定狀態(tài)，確保構(gòu)建一個(gè)單一、便捷的系統(tǒng)，所編制的程序容易被控制，而且控制作用也發(fā)揮的相對(duì)完備，能夠發(fā)揮出聯(lián)動(dòng)控制、聯(lián)鎖保護(hù)以及通訊等作用。這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，在人機(jī)的良好配合與互動(dòng)下，不斷進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，并同操縱機(jī)器達(dá)到對(duì)數(shù)據(jù)的分析與處理，這一系統(tǒng)具有多方面的優(yōu)點(diǎn)，例如：簡(jiǎn)單、便捷——而且這一系統(tǒng)能夠進(jìn)行故障問(wèn)題的自行診斷與修復(fù)，能夠?qū)σ磺泄收线M(jìn)行最直接的分析與修繕。

4.總結(jié)

通過(guò)以上對(duì)除鹽水系統(tǒng)以及plc控制系統(tǒng)的詳細(xì)描述與分析，可以很明顯看出，PLC可編程控制系統(tǒng)在維護(hù)除鹽水水體溫度與壓力穩(wěn)定等方面具有十分重要的作用，是一個(gè)值得提倡應(yīng)用的技術(shù)，完善其優(yōu)勢(shì)功能，將其應(yīng)用在更多的控制系統(tǒng)，確保優(yōu)勢(shì)功能得到更好的發(fā)揮。

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