关于PLC控制系统在石油化工中的应用

陈冬(河北化工医药职业技术学院机电工程系，河北 石家庄 050026)

0 引言

石油化工与人们的日常生产生活有着密切联系，同时，石油化工生产存在一定的危险性，因此，在生产过程中对每一个环节都提出了较高的要求。PLC技术采用了计算机技术与现代控制技术，其作为一种可编辑逻辑控制器，将其应用于石油化工生产中发挥重要作用，不仅能使人员作业的压力减小，且能在生产安全性方面具有一定优势[1]。在当前科技迅速发展的时代下，PLC控制系统的功能与以往相比更加完善，因此，在石油化工行业发展中采用PLC控制系统具有重要意义。

1 PLC的控制技术的特点及主要构成

1.1 PLC的控制技术的特点

PLC技术最为突出的特征包括这几个方面，一是编程，二是存储程序，三是实现逻辑运算功能。因此，该技术应用起来相比传统控制技术更加的灵活，其能使不同控制需求得以满足，将其应用于工业生产当中发挥重要作用，能够使生产效率大大提高。与此同时，该技术还有一个特点，就是适应性较强，一般情况下，施工环境比较复杂，该技术的使用能达到抗干扰的效果，还能实现相关信息的全方位监控，还能在较短时间内诊断系统运行故障；另外，PLC技术操作起来也比较便捷，因此，在石油化工产生中采用PLC控制系统具有重要价值。

1.2 PLC的控制技术的主要构成

PLC系统有着比较复杂的组成部件，其中核心部分是ICU，另外 还包括其他的构件，如，存储器、输入与输出单元、通信接口等，ICU是该系统的核心所在，将其应用于石油化工企业中，尤其要注重CPU的选型，一般情况下需要了解自动控制系统的功能、速度与通讯能力，然后再进行选型。存储器可分为两个部分，一是系统程序存储器，二是用户存储器，其是有一种具有记忆功能的半导体电路，主要作用是系统程序、工作数据的存放等[2]。PLC系统与工业生产现场连接的主要模块为输入、输出单元，在输入模式当中，主要是进行传感器的输入，由此实现各种信号的获取，并将这些信息转为PLC系统内，系统后的结果的处理主要是由输出模块负责，实现自动化控制系统时需要转为执行指令。通信处理器能实现接口与各种设备之间的通信，因为其位置主要是在设施在通信接口上，尤其体现在连接计算机、监视器以及其他PLC的通信方面，PLC电源与普通电源相比，其抗干扰能力、稳定性都比较强大。

2 PLC系统在石油化工中的应用

在石油化工中应用PLC系统所发挥的作用越来越显著，当前常见的比PLC系统有锅炉激波吹灰系统、药剂自动配置系统等，其能使自动化控制的工作效率有效提高，还能使控制成本大大降低，且在不必要的人力与资源方面发挥一定优势，能够使企业取得理想的经济效益。

2.1 锅炉激波吹灰系统

将PLC控制的激波吹灰系统应用于某石油化工企业催化裂化装置的锅炉控制中发挥重要作用，其能够实现各方面设计要求，包括吹扫、声疲劳、清洗等，该系统的组成比较复杂，其中，包括西门子S7-200系列PLC控制器、EM277智能通讯模块等，其在实现数据交互方面具有一定的优势，还能对生产过程有效把控，能够使远程控制得以实现[3]。

2.2 气体报警监测处理系统

PLC控制的FS300气体报警控制器具有的优势，将其应用于石油化工企业生产中发挥十分显著的作用，其不仅在监测生产中的有毒气体、可燃气体的浓度方面发挥显著优势，该控制系统的应用，且通过连接控制室内的检测报警装置，还能了解到生产中的气体浓度情况，如果存在有害气体浓度的超标现象，将会导致警报器自动发出响声，从而为保证生产安全奠定良好基础。

2.3 药剂自动配置系统

药剂自动配置系统在石油化工生产中的应用也十分广泛，其不仅能使配置比例的精确性得到保障，且在减人力成本方面具有显著的优势，另外，该系统还能有效保证药剂浓度的准确性。相关研究表明，通过在石油化工企业应用西门子S7-200系列PLC控制器，人们可以在触摸屏上看到人机交互界面，操作人员将相关的配置参数进行准确录入，能使药剂配置的远程控制目的得以实现。

3 PLC控制系统的基本思路

3.1 深入的了解与分析被控对象的控制要求与工艺条件

要深入的了解PLC控制系统要对被控对象的控制要求与工艺条件，比如，必须的保护与连锁、动作条件、动作顺序等，同时，还需要根据操作的安全性及方便性对操作方式进行确定[4]。根据被控对象对PLC控制系统的功能要求，对合适类型的PLC进行选择。PLC的I/0点数需要根据控制要求所需的用户输入、输出设备确定，同时将PLC的I/0端子的接线图进行设计。

3.2 从根本上遵循生产工艺要求

如果过程控制系统比较复杂，画出其工作的循环图标，如果要求能清除的将动作的条件与顺序进行表明，则可以将详细的状态流程图表画出来。在设计PLC梯形图时，需要以动态流程图或工作循环表为依据，编程时应对指令的正确性进行考虑，不断验证程序是否与控制要求相符，还需要对控制算法是否出现预期意外的影响控制效果的次生结果进行考虑。

3.3 调试程序

首先需要将局部调试工作做好，然后再进行整体调试。对于灌区消防这些关键性的控制系统来说，程序调试应按照这三点实施：

(1)线下校验：通过仿真在软件层面上校验程序的正确性；

(2) PLC校验。也就是在PLC装上程序编译，进行PLC的运行，通过人为给值触发控制条件，对控制结果是否达到需求进行观察。这过程PLC与设备并不连接，在结果查看中主要采取以指示灯、人机界面等工具；

(3)试运校验：通过前面两步的调试成功，我们认为PLC的控制能取得理想的效果，其已经有效较低的出错率了，这时将PLC连接到设备如电磁阀，机泵等，最后进行校验，直到与实际需求相符之后，再对相应的技术文件进行编制。

4 PLC控制系统在石油化工中的应用策略

4.1 技术研发创新的加强

要想在石油化工中有效的应用PLC系统，对技术的研发与创新十分有必要，首先应对电缆敷设进行合理设计，需要分层敷设不同的信号，以此使动力电缆产生的电磁波得以减少；同时，电源的选择也是不可忽视的环节，一般情况下需将抑制干扰能力比较强的电源应用于实际中，其目的是为了达到消除电源耦合对PLC控制系统的影响，且还能通过增加浪涌保护器，达到减轻自然环境的损害。另外，加强软硬件抗感染能力也是需要引起重视的部分。

比如，将数字滤波与工频整形采样技术一直周期性干扰，能够达到优化软件，且能有效避免参数点电位发生漂移的现象，在一定程度上能够显著提高软件的可靠性[5]。最后，还需要对接地系统进行完善，其直接影响PLC控制系统的抗干扰能力的影响，为了使施工安全性得到保障，可采用横截面较大的铜线，将各点储罐连在一起然后再进行接地。

4.2 设备选型的正确选择

在设备的选择过程中，应当对系统的各项性能综合考虑，比如，隔离性高的产品、电磁兼容性等，另外，为了保证选型的科学性，对厂家给出的各项抗干扰指标进行了解十分有必要，包括耐压能力、模拟制比及差模制比等，与国外相比，我国采用电网模式有所差异，所以，在对国外产品选择时应对这方面的差异性全面考虑。

4.3 技术人员专业水平的提高

是由化工生产存在着很大的安全风险，其作为一个系统的工作，将PLC控制系统应用于实际生产中发挥重要作用。在应用PLC控制系统技术过程中，工作人员的较高的综合水平是关键，因此，工作人员需要不断提升自身的专业技术水平，要了解PLC控制系统的理论知识，以及掌握PLC控制设备操作，在日常中还要全面的了解石油化工生产过程中出现的各种问题。另外，企业应当在PLC控制技术专业人才培养方面下功夫，使其对先进的PLC技术知识予以掌握，且需要对操作企业所选择的产品全面了解，以此使石油化工企业采用的PLC控制系统取得良好效果。

4.4 PLC控制系统的抗干扰措施

电源在PLC控制系统中发挥重要作用，不过电源本身极易影响PLC控制系统，为了防止电网干扰串入PLC控制系统，可以将抑制干扰能力强的电源应用到实际当中，以此达到消除感染的效果。如果有着良好的经济条件，可以通过将浪涌保护器增加到电源处，这样做的目的是避免自然环境而导致损坏的现象发生，达到电源的有效保护[6]。

与此同时，还需要注重软件抗干扰能力的加强，信号接入计算机之前，在信号线与地间并接电容，以此有效的抑制共模干扰。为了使PLC控制系统的可靠性得到提升，还可以在信号两极间将加装滤波器。

5 结语

PLC控制系统具有诸多优势，将其应用于石油化工企业中发挥重要作用，其能使企业生产效率得到提升，还能保证企业生产安全，其能使工程自动化控制的死角得到有效填补，文章通过对PLC控制系统在石油化工中的应用进行探讨，以此为更好的发挥PLC控制系统的优势提供一些参考。