基于化工自動(dòng)化系統(tǒng)中PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用分析(1)

趙光叢

【摘要】隨著近年來我國社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的生產(chǎn)力水平也在初步提高。剛剛主要對(duì)PLC控制系統(tǒng)在化工自動(dòng)化系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用的情況進(jìn)行了簡單的探究， 并且依據(jù)實(shí)際的發(fā)展情況對(duì)PLC控制系統(tǒng)的概念、程序設(shè)計(jì)以及功能等各個(gè)方面進(jìn)行深入的分析和研究。在理論這一方面，對(duì)我國今后化工自動(dòng)化系統(tǒng)方面的發(fā)展提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】化工;自動(dòng)化系統(tǒng);PLC控制系統(tǒng)

與其他類別的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展過程相似。自動(dòng)化控制系統(tǒng)也適應(yīng)了時(shí)代的不斷進(jìn)步和生產(chǎn)需求的不斷提升，早在上個(gè)世紀(jì)30年代，在通訊電子工程這一方面上電子自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)將其技術(shù)的作用展現(xiàn)出來。并且得到了非常滿意的效果，也得到了高速的發(fā)展。近幾年來，隨著我們國家科技時(shí)代的不斷發(fā)展和進(jìn)步，自動(dòng)控制理論已經(jīng)得到了相應(yīng)的深化和延伸。而且這一技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)也在逐漸的擴(kuò)張自己的適用范圍。隨著在工業(yè)體系中運(yùn)用到更多的自動(dòng)化技術(shù)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)告別以前當(dāng)個(gè)穩(wěn)定的工藝時(shí)代。我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了可以同時(shí)對(duì)整個(gè)單元的運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行操控的程度，也促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)效益的增長。

1 PLC控制系統(tǒng)的概述

1.1 PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成及其工作的原理

PLC控制系統(tǒng)主要由輸入輸出模塊、工作方式、編程器、存儲(chǔ)器以及中央處理器這五個(gè)部分組成。PLC控制系統(tǒng)的工作原理也并不復(fù)雜。就是對(duì)開關(guān)進(jìn)行控制，進(jìn)而對(duì)程序順序控制達(dá)到實(shí)現(xiàn)，PLC控制系統(tǒng)可以說是一個(gè)可編程序的控制器。經(jīng)過對(duì)各類控制程序的編制，可以使控制化工的工藝在多機(jī)群、單機(jī)中進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。還可以對(duì)生產(chǎn)過程中的溫度、流量和壓力等各種工藝指標(biāo)進(jìn)行閉環(huán)控制?？刂粕a(chǎn)的流程可以通過這一方式達(dá)到最佳的工藝指標(biāo)。從而可以有效的降低動(dòng)力和原料方面的消耗，有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，還可以延長設(shè)備利用率的壽命。

1.2 系統(tǒng)的功能

PLC控制系統(tǒng)主要具有數(shù)據(jù)的采集和結(jié)合順序控制化工工藝流程這兩個(gè)功能。在數(shù)據(jù)的采集方面，主要體現(xiàn)在生產(chǎn)過程中，控制系統(tǒng)可以在生產(chǎn)過程中對(duì)自動(dòng)化化工進(jìn)行控制，還可以對(duì)模數(shù)的精度，才要模塊以及自動(dòng)化的掃描周期，速度等方面進(jìn)行適度的轉(zhuǎn)換。而且還可以讓操作人員對(duì)機(jī)組的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握，進(jìn)而以曲線、文字和圖表等各種形式，對(duì)相關(guān)模擬量生產(chǎn)出的流程信息進(jìn)行采集和處理。一個(gè)最終可以在我上飛機(jī)配備的顯示屏上，實(shí)時(shí)的表現(xiàn)出來。其次在化工工藝的流程功能上可以體現(xiàn)出順序控制的作用，根據(jù)PLC控制系統(tǒng)對(duì)可選功能以及相應(yīng)的單項(xiàng)功能進(jìn)行控制。對(duì)各個(gè)詞組集的控制功能“停止”和“啟動(dòng)”進(jìn)行獨(dú)立的運(yùn)行。如果在自動(dòng)執(zhí)行的過程中出現(xiàn)了程序故障，PLC系統(tǒng)就可以對(duì)有關(guān)的生產(chǎn)程序進(jìn)行中斷，保證自動(dòng)化工程序可以將生產(chǎn)過程控制在安全狀態(tài)下。與此同時(shí)，在中控室的顯示屏上，也可以將程序中斷的原因?qū)崟r(shí)顯示出來。

2 化工自動(dòng)化系統(tǒng)的產(chǎn)生及其構(gòu)建

根據(jù)自動(dòng)化與控制理論的生產(chǎn)指導(dǎo)，人類已經(jīng)在生產(chǎn)和發(fā)展的過程中，對(duì)技術(shù)和科研的知識(shí)構(gòu)建得到實(shí)現(xiàn)，在順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的過程中，需要在生產(chǎn)需求的方面對(duì)自動(dòng)化控制的構(gòu)建和延伸。進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。在近幾年來自動(dòng)化控制管理可以在大量的生產(chǎn)活動(dòng)和實(shí)踐活動(dòng)中應(yīng)用，早已轉(zhuǎn)變成SISO系統(tǒng)。并且在這一基礎(chǔ)上，可以對(duì)整個(gè)單元操作的系統(tǒng)。進(jìn)而有效的提升經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。這也體現(xiàn)了“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”這一論題。在應(yīng)用實(shí)踐這一角度，在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，對(duì)控制方法和控制技術(shù)進(jìn)行有效的滿足已經(jīng)不足以實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化。還需要在發(fā)展的過程中對(duì)數(shù)字化模型進(jìn)行構(gòu)建，這種方式復(fù)旦存在較大的誤差，還會(huì)給實(shí)際的應(yīng)用實(shí)踐帶來很多的問題。但是自動(dòng)化程序領(lǐng)域的不斷發(fā)展，可以對(duì)這兩個(gè)問題進(jìn)行有效的解決，還可以在一定的程度上對(duì)理論研究和應(yīng)用實(shí)踐的緊密結(jié)合進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。在使用調(diào)用的過程中，也需要對(duì)內(nèi)存的大小多加注意，要盡量減少內(nèi)存占用的空間和編程量，使PLC程序的編制可以高度優(yōu)化?？梢灾貜?fù)使用。提高各個(gè)子模塊的相對(duì)獨(dú)立性。簡化有關(guān)的連接關(guān)系，不斷優(yōu)化調(diào)試和修改。

3 在自動(dòng)化工系統(tǒng)中對(duì)PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究。

在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的過程中，需要對(duì)PLC控制系統(tǒng)以下幾個(gè)原則多加注意。第一，那些裝備要保證可以最大限度地實(shí)現(xiàn)和滿足控制對(duì)象控制的要求。第二，要使PLC控制系統(tǒng)在保證足夠可靠和安全。并且要有效的提高系統(tǒng)的工作效率。第三，讓工程的效益盡量擴(kuò)大。讓工程的成本降到最低，最終提高自動(dòng)化追求的指標(biāo)。數(shù)據(jù)采集的功能，可以使操作員對(duì)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的掌握。這一自動(dòng)系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度和周期掃描進(jìn)行自動(dòng)化的控制。還可以采集到較多的信息。例如曲線、文字和圖表等。最終對(duì)這些信息進(jìn)行處理和整合可以模擬出有關(guān)的公益用行流程。在自動(dòng)化化工系統(tǒng)的方面，由于對(duì)PLC控制系統(tǒng)的軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)在化工生產(chǎn)的過程中出現(xiàn)很多復(fù)雜的因素。對(duì)各項(xiàng)工作的要求也不一樣。通常來說，根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，可以將PLC控制系統(tǒng)程序分成模塊化程序與基本程序兩種?；境绦蚩梢詫?duì)生產(chǎn)工藝的過程進(jìn)行獨(dú)立的控制，并且還可以在組合的模塊結(jié)構(gòu)上單元程序進(jìn)行應(yīng)用。而模塊化程序根據(jù)它的結(jié)構(gòu)形式就可以看出。模塊程序是對(duì)總控制目標(biāo)的程序加以分解，然后對(duì)其進(jìn)行重新調(diào)試和編寫子任務(wù)。再重新調(diào)試和編寫子用五這兩個(gè)過程中會(huì)表現(xiàn)的十分明確。最后再將程序進(jìn)行完整的組合。雖然在各個(gè)模塊之間具有較高的獨(dú)立性。但是他們之間互相的連接關(guān)系卻非常簡單。這樣可以使設(shè)計(jì)者調(diào)試和修改程序的過程變得十分方便。在對(duì)程序的設(shè)計(jì)進(jìn)行開發(fā)時(shí)，首先需要做的就是要將化工生產(chǎn)的實(shí)際情況與設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)合。在PLC控制系統(tǒng)的過程中，對(duì)I/O進(jìn)行分配。通常I/O的點(diǎn)數(shù)是以從小到大的排列順序?yàn)橹?。為了更方便系統(tǒng)的維護(hù)，可以將相同的系統(tǒng)設(shè)備和I/O信號(hào)。進(jìn)行集中的編號(hào)。在計(jì)數(shù)器和計(jì)時(shí)器等各個(gè)方面上。為了使PLC系統(tǒng)更加的可靠，可以在對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)。要注意不能夠?qū)幪?hào)進(jìn)行重復(fù)的使用，還要對(duì)內(nèi)部的繼電器以及各種中間的標(biāo)志位進(jìn)行分配和編號(hào)。

4 PLC控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)和工作原理

以棉綸化纖生產(chǎn)過程中的聚合車間控制工序來對(duì)PLC控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)和工作原理進(jìn)行說明。首先，根據(jù)系統(tǒng)性能的實(shí)際要求，需要對(duì)人員在現(xiàn)場控制和操作的能力進(jìn)行保證。通過手動(dòng)和自動(dòng)這兩種控制方式來對(duì)工序進(jìn)行控制。用其中一個(gè)方式來對(duì)轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在使用手動(dòng)的方式是控制相應(yīng)的電磁閥需要手動(dòng)按下對(duì)應(yīng)的按鈕，也就是“手動(dòng)下料”和“手動(dòng)輸送”。在使用自動(dòng)化的方式是需要按照規(guī)定的時(shí)間和順序?qū)ζ溥M(jìn)行啟動(dòng)。然后再依次的進(jìn)行下料和輸送的工序。如果EV1法得電，就可以開啟下料閥并且在一定的時(shí)間后和對(duì)其進(jìn)行關(guān)閉的操作。再啟動(dòng)EV2閥進(jìn)行輸送的操作。然后再過一段時(shí)間之后，再次對(duì)EV1閥進(jìn)行啟動(dòng)。一次程序，多次實(shí)驗(yàn)。直到接到了停止的指令，同時(shí)系統(tǒng)在EV1閥得電時(shí)，因?yàn)槲乙部梢缘秒?。EV2得電時(shí)，EV3也可以得電，這樣就可以便于對(duì)氮?dú)獾某錃夂团艢馔瑫r(shí)進(jìn)行。根據(jù)系統(tǒng)的有關(guān)要求，為了對(duì)整個(gè)工藝流程的操作管理進(jìn)行集中，此次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了可以在現(xiàn)場進(jìn)行啟動(dòng)和停止操作的方式，也設(shè)計(jì)了可以遠(yuǎn)程的進(jìn)行啟動(dòng)和停止的操作。這一方案的配置對(duì)風(fēng)扇控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了充分體現(xiàn)。那也就是說，控制功能越分散，操作管理就越集中。控制功能分散代表可以對(duì)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng)，進(jìn)而使操作管理越集中。

5 結(jié)語

綜上所述，PLC控制系統(tǒng)在自動(dòng)化化工工程中的應(yīng)用是十分廣泛的，并且具有非常重要的價(jià)值和意義，并且要使PLC控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)方面進(jìn)行深入的研究，實(shí)現(xiàn)更多的自動(dòng)化控制手段，進(jìn)而對(duì)自動(dòng)化化工工程工作的效率進(jìn)行提高。

【參考文獻(xiàn)】

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