化工自動化系統中PLC控制系統應用研究

劉海員

摘要：隨著工業程度的不斷提高，化工自動化的要求也越來越高。尤其是PLC在控制系統中的應用，在取代儀表設備的同時，彌補了化工自動化控制在設備通用性差與設備維護檢修難度大等方面的不足，化工生產控制能力顯著提升。本文通過對化工生產中的處理控制系統進行研究，分析 PLC 的應用和實際作用。希望從理論上對于我國化工自動化系統的研究有所幫助。

關鍵詞：化工自動化系統;PLC控制系統;概述;功能分析;應用

PLC 屬于專門為實現工業自動化控制的，一種數字化運算電子系統，能夠實現單機以及綜合聯動裝置的自動化控制過程?；どa中的環境較特殊，其中涉及大量的化學原料和元素，可能會為生產埋下安全隱患，這直接關系到化工生產的質量安全。因此，為了保障化工處理的控制能力和安全效益，引入 PLC 技術，強化 PLC 的應用能力是非常必要的。

一、PLC 控制系統概述

PLC 控制系統（Programmable Logic Controller，PLC）也就是可編程邏輯控制器，可以取代傳統繼電器控制裝置，實現模擬量處理和運動控制等功能構建。并在信號處理技術和計算機技術、控制技術上得到良好的發展及其應用。其中，PLC 控制系統包含了中央處理器和儲存器、輸入裝置、輸出裝置、電源等幾個部分。在操作的過程中需要滿足以下的幾個環節。

1.1采樣輸入

基于 PLC 控制系統輸入數據狀態下實現掃描和讀取的功能，并存入I/O 的映像單元，實現控制器的執行和輸出功能。

1.2程序執行環節

PLC 控制系統是一種自上而下的掃描形式，并在梯形空間的構建中，實現優化和掃描，并在觸點的構建上實現控制線路的順序構建。其中 I/O 在映像單元內的數據是保持不變的。

1.3輸出環節

在程序掃描之后，PLC 控制系統就會實現自動的刷新狀態，并在 I/O 的映像單元的外設驅動，完成 PLC 控制系統的輸出及其刷新。PLC 控制系統由于其內外部抗干擾能力強大，這樣才實現了功能上的強大和應用上的廣泛，保證了 PLC 控制系統優化的作用。

二、PLC 控制系統的功能分析

分析 PLC 控制系統發現，其主要有兩大功能，分別為數據采集功能以及順序控制功能。在當前我國各項工作之中，PLC 控制系統在進行數據采集時，需要首先制定數據采樣速度、掃描周期以及控制系統的模 / 數轉換精度等，然后按照具體的采樣流程，對生產過程的各種信息量進行采集、整理以及儲存等，最終通過上位機的液晶顯示屏以文字、圖表等形式組成的不同畫面顯示出來，然后系統操作員從這些圖片上觀察機組的運行狀態。而且順序控制 SCS 系統，幫助現不同的控制方式。系統運行人員能夠利用 CRT 鍵盤進行程序控制的選擇操作。當系統自動執行程序時，如果存在故障，系統能夠及時向運行人員發出中斷信號，然后系統中斷程序并返回安全狀態，同時在系統的控制顯示屏幕上出現程序中斷的原因。然而，如果系統式采用手動操作方式，順序控制 SCS 系統利用提前設置的許可文件防止工作人員誤操作行為的發生，而且在系統運行中，系統利用設備的聯鎖、保護指令等，實現了被控制設備向安全方向動作。

三、PLC 控制系統在化工自動化的應用

3.1 集中系統方面

PLC 本身能夠實現化工業自動化的控制和發展，并且還能夠適用于系統的本身，對于集中系統的控制等方面都非常方便和簡單?？刂葡到y相關涉及的原理，主要是根據時限中的故障檢測，以及邏輯錯誤檢測等原則進行系統的監控。另外，在化工設備運行時，與此相關的一些命令在執行的過程中需要準備一些的時間，同時在檢測機器運作的時候可以及時啟動與此相關的定時器，不僅如此，它還需要將已輸出的定時器的信號作為其自動停機信號或者是自動報警的相關性信號。由此可知，PLC 控制系統在工業自動化領域自動控制應用的過程中，在集中系統控制這一領域也能夠有不俗的效果。

3.2 開關量方面

PLC 控制系統本身是一種替代品，它替代了傳統的相關繼電器。由于其能夠對開關量進行自動控制，這大大的提高了控制的可靠性與準確性。通過采用邏輯函數及內部線圈對傳統的繼電器進行替代，有效的減少了控制回路故障點，使控制回路的制造更加簡單，PLC 控制系統對開關量自動控制子系統的可靠性進行了改進。除此之外，這一項改進也提高了控制的準確性和安全性。

3.3 模擬量方面

PLC 能夠在已知控制對象特征的前提下，提供多功能模塊組裝來成功地實現對系統的控制，還能夠靈活進行系統控制，其中模擬量的控制也是非常主要的一點。PLC 對于模擬量的控制在多功能模塊組裝的幫助下，能夠很明顯的提升過程控制系統的精確度，并且能夠對于熱處理過程中的升溫以及降溫等過程方面，進行相關的嚴格溫度時間控制，這是以往傳統的儀表控制系統很難達到的。因此，PLC 控制系統在促進化工業自動化的發展方面有著不可或缺的作用。

3.4 實際生產方面

化工生產過程中有些組分是不穩定的，這時就需要PLC 控制系統來進行控制，具體有以下幾點。

（1）強化控制調試，PLC 參與下的控制系統，需要借助控制調試，保障系統運行的效果，防止化工生產內部因素對系統造成沖擊影響。

（2）保持系統穩定，處理控制系統利用 PLC 的穩定功能，提高系統的防干擾性能，減少系統故障發生率，利用 PLC，保障系統效率，即使發生系統問題，也可維持系統控制，降低經濟損失。

（3）達到軟件驅動的效果，處理控制系統內除包括 PLC 外，還包含諸多控制程序，屬于可編寫類型，實現控制系統對多項軟件的兼容性，確保多項軟件同時工作。

（4）化工生產現場的設備比較多，各類設備的通信，需要借助穩定的通信系統，站在效率和效益的角度，借助PLC 系統的穩定性，支持系統通信，達成通信協議。以上就是 PLC 在化工生產中的各種應用，可見 PLC 在化工生產中起到了很大的作用。但與此同時，PLC 控制系統還存在少許不足，還有很大的發展前景。

結語：

綜上所述，PLC 控制系統在化工自動化系統中的應用十分廣泛，對于化工自動化的發展具有十分重要的價值和意義，值得相關研究者繼續深入研究。同時，PLC 控制系統的功能性多樣性和性能的強大，在化工自動化控制中呈現了很強的實用性。并在 PLC 控制系統的輔助上，提升安全性和質量性。不僅減少了大量的人力、物力、財力，還為化工自動化系統在生產中提升了經濟效益和社會效益。

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