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关于PLC控制系统在石油化工中的应用分析

发表时间：2020/11/19 来源：《基层建设》2020年第22期作者：单振扬

[导读] 摘要：石油化工生产中PLC控制技术的应用提高了自动化系统运行水平，贯穿石油化工生产整个环节，具有自动化控制、设备故障监测等多方面优势。

        浙江省工业设备安装有限公司浙江杭州市 310000
        摘要：石油化工生产中PLC控制技术的应用提高了自动化系统运行水平，贯穿石油化工生产整个环节，具有自动化控制、设备故障监测等多方面优势。文章通过对PLC技术工作原理进行分析，探讨PLC控制系统在石油化工中的应用。
        关键词：石油化工；PLC；控制系统；自动化
        引言
        PLC控制技术会根据实践要求，将石化环境的数字运算系统建立起来，因而实现对石化自动化发展的适应。诸如在模拟量、位置控制方面，PLC控制技术的应用范围相对广阔。目前在石化自动化发展阶段，PLC控制技术应用还存在一定的问题，技术人员以及企业单位需要对该技术高度重视，提升编程控制能力，不断推进石化自动化的发展目标。
        1PLC控制技术的工作原理及特点
        和传统的继电器相比较，PLC拥有灵活度高，可靠性高，抗干扰力强，易上手操作等多种优，在石化自动化生产领域受到了诸多关注，PLC控制技术也改变了传统的生产制造方式。在操作者想要对PLC进行操作时，可以结合自己的实际需求来选择具体的PLC类型。PLC技术中常用的编程方法：有阶梯图编程、功能模块编程和指令列表编程等三类编程，除此之外，有两种较少使用的编程方法：函数流程图顺序编程和文本语言结构编程，虽然在PLC控制技术的编程中不常见，这二者与前三者的工作原理是相同的。在PLC的内部处理阶段，PLC会在复位时自动对定行监控，在运行也会自行对硬件及用户内存等进行自动诊断，如果正常则会顺利运行，如果检测错误，PLC会根据错误的严重程度报警，非常严重会立即停止运行。PLC的外围通信阶段会响应编程工具的命令输入，并且根据对待微处理器的外部智能装置进行通信的情况，更新显示的内容。PLC控制技术具有较为完善的功能，且适应性非常强，带有很强的逻辑处理功能以及数据硬伤功能，且产品配套也非常齐全，因此，这一特点也使得PLC控制技术得到了广泛关注和应用，在石化自动化生产中有着重要地位，推动着石化自动化的发展。因其具备了大规模的集成电路，抗干扰性和可靠性也非常强。同时，PLC技术也具备了严格的生产与制造工艺，能够帮助企业生产出质量更好的产品。由于内部电路中配备的抗干扰技术非常强大，因此PLC控制技术也能够有效的减弱外部信息的干扰。最重要的是，PLC控制技术还可以自动对故障设备进行诊断，当检测出设备发生故障时，就会及时发出警报，工作人员就能够及时进行处理。PLC控制技术所用到的编程方式也十分简单并不复杂，这也方便了操作人员的快速掌握和理解。
        2PLC控制系统在石油化工中的应用分析
        2.1锅炉激波吹灰系统
        在某石油化工企业催化裂化装置的锅炉控制中，利用了PLC控制的激波吹灰系统能够实现吹扫、声疲劳、清洗、局部振打等作用的设计要求，该系统由一个西门子S7-200系列PLC控制器、一个EM277智能通讯模块、一个EM223数字量混合模块、四个EM222数字量输出模块和一个西门子270系列触摸屏构成，不仅能够实现数据交互，操作人员还能够在触摸屏上通过操作人机界面来实施把控生产过程，实现了远程控制。
        2.2人机交互界面技术的应用
        在石油化工仪表控制系统中，传统类型的控制模式是“一对一”，而在人机交互界面技术的作用下，“一对多”控制模式得以顺利实现，由此便直接降低了石油化工企业的生产成本投入，同时有效缓解了工作人员的工作压力。在石油化工仪表控制中应用人机交互界面控制技术，能直接提升仪表自动化远程控制目标的应用效果，在CRT显示屏与指示灯的作用下，能对石油化工仪表的相关情况进行及时有效的检测，并将石油化工的操作信息回传给操作人员，使操作人员及时掌握生产过程与生产流程的具体运行情况，保障生产环节中的各类问题能得到及时的发现与科学的处理，提升石油化工产业生产过程的安全性与稳定性。

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        2.3PLC技术在石化制氢应用的技术
        在该化工制氢应用中，各个装置的自动控制可由PLC技术实现，PLC在一个扫描周期内运行完成输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段。在化工制氢系统运行期间，PLC的CPU以特定的运行速度循环不断地扫描。在该化工制氢应用中，闭环控制被普遍应用在自动控制系统中，如对运行中的氢气泵进行自动控制，又如在水加热控制系统，液位、温度、压力、流量、散热等的控制系统等等，都是采用了闭环控制系统。在该化工制氢应用中，顺序控制的应用将一个控制系统分解为几个相互之间独立的控制动作，且为了保证生产的运行正常，各独立控制动作能不出差错地按照给定的先后顺序依次执行任务。制氢系统使用顺序控制可以有效提升制氢的稳定性与效率。在该化工制氢应用中，PCL系统可以对系统的每一个部件、每一个流程进行监控，并在检测到发生故障时迅速自动停止系统运行，以防止故障导致事故，保证生产安全。观察远程监控的人机交换界面的参数，用户可以迅速判断故障的类型和位置并消除故障。
        2.4故障分析和处理
        在应用PLC过程中，主机系统发生故障的概率比较高。有关研究资料显示，主机系统故障主要在电源系统之中。连续控制化工装置，电源必须长时间运行，而长时间使用电源会导致系统的散热效果降低，最终发生故障。为了有效解决上述问题，必须保证合理通风。系统总线的损害也是常见的系统故障，总线损害一般体现在以下方面：其一，塑料老化；其二，接触点氧化。塑料老化一般是因为使用时间过长所致，接触点氧化主要是因为与环境密切相关，需加强对空气和灰尘的有效控制，以延长系统总线的使用寿命。
        2.5电动机控制
        PLC控制技术应用期间，将其指令系统进行优化，与电动机变频器组合应用起来，电动机的控制效果因此得到保障。需要将速度控制、运转强度控制等基础工作做好。通过在系统中设置变频器的形式，将电压平滑电路组合添加应用，各个环节的操作完成之后，系统在接收到指令之后，会考虑电压波纹输出是否会受到相应的影响，所以操作人员在应用PLC控制技术阶段需要理清侧重点。
        2.6在化工企业报警系统的有效应用
        在化工企业中，因为化工原料和产品生产都有比较高的风险系数，所以安装报警系统是极为重要的安全生产措施，大部分化工企业只要出现安全事故，就极易引起火灾以及爆炸现象。基于此，在报警系统中，应将传感设备与PLC控制技术进行有效融合，进一步完善报警阀与水喷头设备，以便一旦出现生产设备运转异常现象，报警设备就会发出警报。与此同时，PLC控制系统就会随之启动消防设备及时扑救火情，对于报警系统的具体设置，就是利用单机片对PLC电路进行有效控制，在出现火情的情况下，传感设备可以及时进行信息反馈，自动控制系统的单机片感应到警报信号也会随之做出反应，通过对传感设备数据的有效分析，合理调整消防设备的喷水效果，以此实现PLC灭火。警报系统及时控制火灾的过程中，还可以同时传递火情信息，以便相关消防管理部门能够快速得到信息并指挥专业消防人员展开消防救灾，避免出现火情蔓延而造成更大的经济损失和人员损伤。。化工企业报警系统还可以在人工操作出现失误、机械温度过高或者设备出现故障的情况下迅速发出警报信号，提示维修技术人员进行故障处理，为一线作业人员和生产设备提供安全保障。
        结语
        综上所述，PLC技术的控制性强、独立性强、运行成本低，而且能够及那首控制系统故障的发生率，因此在石油化工中合理地应用PLC控制系统能够提高生产能力，从而提升企业的经济效益。针对当前PLC自动化控制在石油化工企业生产与安全管理中的应用优势，还应该做好技术管理与人员技术培训等工作，根据实际要求提高PLC自动化系统运行水平。
        参考文献：
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        [3]庞伟.PLC在煤矿提升机电控系统中的应用[J].黑龙江科学，2020，11（02）：62-63.