化工自动化系统中PLC控制系统应用研究

刘海员

摘要：随着工业程度的不断提高，化工自动化的要求也越来越高。尤其是PLC在控制系统中的应用，在取代仪表设备的同时，弥补了化工自动化控制在设备通用性差与设备维护检修难度大等方面的不足，化工生产控制能力显著提升。本文通过对化工生产中的处理控制系统进行研究，分析 PLC 的应用和实际作用。希望从理论上对于我国化工自动化系统的研究有所帮助。

关键词：化工自动化系统;PLC控制系统;概述;功能分析;应用

PLC 属于专门为实现工业自动化控制的，一种数字化运算电子系统，能够实现单机以及综合联动装置的自动化控制过程。化工生产中的环境较特殊，其中涉及大量的化学原料和元素，可能会为生产埋下安全隐患，这直接关系到化工生产的质量安全。因此，为了保障化工处理的控制能力和安全效益，引入 PLC 技术，强化 PLC 的应用能力是非常必要的。

一、PLC 控制系统概述

PLC 控制系统（Programmable Logic Controller，PLC）也就是可编程逻辑控制器，可以取代传统继电器控制装置，实现模拟量处理和运动控制等功能构建。并在信号处理技术和计算机技术、控制技术上得到良好的发展及其应用。其中，PLC 控制系统包含了中央处理器和储存器、输入装置、输出装置、电源等几个部分。在操作的过程中需要满足以下的几个环节。

1.1采样输入

基于 PLC 控制系统输入数据状态下实现扫描和读取的功能，并存入I/O 的映像单元，实现控制器的执行和输出功能。

1.2程序执行环节

PLC 控制系统是一种自上而下的扫描形式，并在梯形空间的构建中，实现优化和扫描，并在触点的构建上实现控制线路的顺序构建。其中 I/O 在映像单元内的数据是保持不变的。

1.3输出环节

在程序扫描之后，PLC 控制系统就会实现自动的刷新状态，并在 I/O 的映像单元的外设驱动，完成 PLC 控制系统的输出及其刷新。PLC 控制系统由于其内外部抗干扰能力强大，这样才实现了功能上的强大和应用上的广泛，保证了 PLC 控制系统优化的作用。

二、PLC 控制系统的功能分析

分析 PLC 控制系统发现，其主要有两大功能，分别为数据采集功能以及顺序控制功能。在当前我国各项工作之中，PLC 控制系统在进行数据采集时，需要首先制定数据采样速度、扫描周期以及控制系统的模 / 数转换精度等，然后按照具体的采样流程，对生产过程的各种信息量进行采集、整理以及储存等，最终通过上位机的液晶显示屏以文字、图表等形式组成的不同画面显示出来，然后系统操作员从这些图片上观察机组的运行状态。而且顺序控制 SCS 系统，帮助现不同的控制方式。系统运行人员能够利用 CRT 键盘进行程序控制的选择操作。当系统自动执行程序时，如果存在故障，系统能够及时向运行人员发出中断信号，然后系统中断程序并返回安全状态，同时在系统的控制显示屏幕上出现程序中断的原因。然而，如果系统式采用手动操作方式，顺序控制 SCS 系统利用提前设置的许可文件防止工作人员误操作行为的发生，而且在系统运行中，系统利用设备的联锁、保护指令等，实现了被控制设备向安全方向动作。

三、PLC 控制系统在化工自动化的应用

3.1 集中系统方面

PLC 本身能够实现化工业自动化的控制和发展，并且还能够适用于系统的本身，对于集中系统的控制等方面都非常方便和简单。控制系统相关涉及的原理，主要是根据时限中的故障检测，以及逻辑错误检测等原则进行系统的监控。另外，在化工设备运行时，与此相关的一些命令在执行的过程中需要准备一些的时间，同时在检测机器运作的时候可以及时启动与此相关的定时器，不仅如此，它还需要将已输出的定时器的信号作为其自动停机信号或者是自动报警的相关性信号。由此可知，PLC 控制系统在工业自动化领域自动控制应用的过程中，在集中系统控制这一领域也能够有不俗的效果。

3.2 开关量方面

PLC 控制系统本身是一种替代品，它替代了传统的相关继电器。由于其能够对开关量进行自动控制，这大大的提高了控制的可靠性与准确性。通过采用逻辑函数及内部线圈对传统的继电器进行替代，有效的减少了控制回路故障点，使控制回路的制造更加简单，PLC 控制系统对开关量自动控制子系统的可靠性进行了改进。除此之外，这一项改进也提高了控制的准确性和安全性。

3.3 模拟量方面

PLC 能够在已知控制对象特征的前提下，提供多功能模块组装来成功地实现对系统的控制，还能够灵活进行系统控制，其中模拟量的控制也是非常主要的一点。PLC 对于模拟量的控制在多功能模块组装的帮助下，能够很明显的提升过程控制系统的精确度，并且能够对于热处理过程中的升温以及降温等过程方面，进行相关的严格温度时间控制，这是以往传统的仪表控制系统很难达到的。因此，PLC 控制系统在促进化工业自动化的发展方面有着不可或缺的作用。

3.4 实际生产方面

化工生产过程中有些组分是不稳定的，这时就需要PLC 控制系统来进行控制，具体有以下几点。

（1）强化控制调试，PLC 参与下的控制系统，需要借助控制调试，保障系统运行的效果，防止化工生产内部因素对系统造成冲击影响。

（2）保持系统稳定，处理控制系统利用 PLC 的稳定功能，提高系统的防干扰性能，减少系统故障发生率，利用 PLC，保障系统效率，即使发生系统问题，也可维持系统控制，降低经济损失。

（3）达到软件驱动的效果，处理控制系统内除包括 PLC 外，还包含诸多控制程序，属于可编写类型，实现控制系统对多项软件的兼容性，确保多项软件同时工作。

（4）化工生产现场的设备比较多，各类设备的通信，需要借助稳定的通信系统，站在效率和效益的角度，借助PLC 系统的稳定性，支持系统通信，达成通信协议。以上就是 PLC 在化工生产中的各种应用，可见 PLC 在化工生产中起到了很大的作用。但与此同时，PLC 控制系统还存在少许不足，還有很大的发展前景。

结语：

综上所述，PLC 控制系统在化工自动化系统中的应用十分广泛，对于化工自动化的发展具有十分重要的价值和意义，值得相关研究者继续深入研究。同时，PLC 控制系统的功能性多样性和性能的强大，在化工自动化控制中呈现了很强的实用性。并在 PLC 控制系统的辅助上，提升安全性和质量性。不仅减少了大量的人力、物力、财力，还为化工自动化系统在生产中提升了经济效益和社会效益。

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