PLC控制系統(tǒng)在石油化工中的應(yīng)用

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[摘要]石油化工是化學(xué)工業(yè)的重要組成部分，也是我國(guó)重要的支柱產(chǎn)業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著重要作用。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)生產(chǎn)力水平提出了更高要求，plc控制系統(tǒng)是一種便捷而高效的工具，并以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，被普遍應(yīng)用到社會(huì)各行各業(yè)。在石油化工行業(yè)中應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)有助于提高生產(chǎn)水平，推動(dòng)石油化工的自動(dòng)化發(fā)展。本文對(duì)PLC控制系統(tǒng)在石油化工中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)槭突どa(chǎn)實(shí)踐提供一些參考。

[關(guān)鍵詞]PCL；控制系統(tǒng)；石油化工；應(yīng)用

石油化工與人們的日常生產(chǎn)生活息息相關(guān)，但與此同時(shí)由于石油化工生產(chǎn)量比較大，又存在較高的危險(xiǎn)性，因此對(duì)每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)要求都很高。PLC技術(shù)是指可編輯邏輯控制器，結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，不僅能夠減輕人工作業(yè)的壓力，還能夠提高生產(chǎn)的安全性，可以應(yīng)用石油化工生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，PLC控制系統(tǒng)的功能也在不斷改進(jìn)和完善，在石油化工行業(yè)規(guī)模化和自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中，PLC控制系統(tǒng)能夠發(fā)揮出重要的價(jià)值，由此可見(jiàn)，研究PLC在石油化工中的應(yīng)用具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1PLC控制系統(tǒng)概述

1.1PLC技術(shù)特點(diǎn)。PLC技術(shù)不僅能夠編程，還能夠存儲(chǔ)程序?qū)崿F(xiàn)邏輯運(yùn)算的功能，所以說(shuō)，相比于傳統(tǒng)的控制技術(shù)來(lái)說(shuō)，PLC技術(shù)的應(yīng)用具有更強(qiáng)的靈活性，能夠滿足不同控制需求，因此能夠有效提高工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。除此之外，PLC技術(shù)還具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，在面對(duì)復(fù)雜的施工環(huán)境時(shí)，具備一定的抗干擾和抗沖擊能力，而且還能夠全方位監(jiān)控設(shè)備的有效信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和診斷系統(tǒng)運(yùn)行的故障，確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地運(yùn)行，所以更加可靠和安全。最后，PLC技術(shù)的操作更加便捷、維護(hù)也更加簡(jiǎn)單，由此可見(jiàn)，PLC控制系統(tǒng)在石油化工生產(chǎn)中有著非常可觀的應(yīng)用前景[1]。1.2PLC系統(tǒng)的主要構(gòu)成。在PLC系統(tǒng)中，主要由中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出單元、通信接口、擴(kuò)展結(jié)構(gòu)和電源等部分構(gòu)成。與一般的微機(jī)一樣，中央處理器（CPU）是PLC的核心，在該模塊中，按照系統(tǒng)程序所賦予的功能來(lái)控制PLC系統(tǒng)的工作，一是要接收從編程器輸入的程序，二是要對(duì)電源、內(nèi)部電路和編程中存在的問(wèn)題進(jìn)行診斷，三是要通過(guò)輸入結(jié)構(gòu)接收現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)并輸入到數(shù)據(jù)寄存器中，四是要從存儲(chǔ)器讀取用戶的程序并執(zhí)行，五是要通過(guò)輸出單元實(shí)現(xiàn)輸出控制，具體CPU的選型，需要石油化工企業(yè)根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)功能、速度和通訊能力方面的要求確定。存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，具體可分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器，主要用來(lái)存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作數(shù)據(jù)等等。輸入和輸出單元是PLC系統(tǒng)與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)連接的重要模塊，在輸入模塊中通過(guò)輸入傳感器獲取到各種信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為PLC系統(tǒng)內(nèi)部的工作信號(hào)，然后再由輸出模塊將系統(tǒng)處理之后的結(jié)果轉(zhuǎn)換為執(zhí)行指令，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。通信接口一般都帶有通信處理器，通過(guò)這些接口能夠?qū)崿F(xiàn)PLC與計(jì)算機(jī)、監(jiān)視器和其他PLC之間的通信。PLC配有的電源是供內(nèi)部電路使用的，相比于普通的電源，PLC電源的穩(wěn)定性和抗干擾能力較強(qiáng)[1]。

2PLC系統(tǒng)在石油化工中的應(yīng)用

PLC系統(tǒng)在石油化工的應(yīng)用有很多，例如鍋爐激波吹灰系統(tǒng)、氣體報(bào)警監(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)和藥劑自動(dòng)配制系統(tǒng)等等，有效提高了自動(dòng)化控制的工作效率，從而降低了控制成本，同時(shí)也減少不必要的人力和資源浪費(fèi)，提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。2.1鍋爐激波吹灰系統(tǒng)。在某石油化工企業(yè)催化裂化裝置的鍋爐控制中，利用了PLC控制的激波吹灰系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)吹掃、聲疲勞、清洗、局部振打等作用的設(shè)計(jì)要求，該系統(tǒng)由一個(gè)西門子S7-200系列PLC控制器、一個(gè)EM277智能通訊模塊、一個(gè)EM223數(shù)字量混合模塊、四個(gè)EM222數(shù)字量輸出模塊和一個(gè)西門子270系列觸摸屏構(gòu)成，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)交互，操作人員還能夠在觸摸屏上通過(guò)操作人機(jī)界面來(lái)實(shí)施把控生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制[2]。2.2氣體報(bào)警監(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)。在某石油化工企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采用了基于PLC控制的FS300氣體報(bào)警控制器用來(lái)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中可燃?xì)怏w和有毒氣體的濃度，利用該控制系統(tǒng)能夠?qū)⑹┕がF(xiàn)場(chǎng)電流轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的被測(cè)對(duì)象量的顯示，并連接到控制室內(nèi)的檢測(cè)報(bào)警裝置，一旦現(xiàn)場(chǎng)氣體濃度超標(biāo)便能夠及時(shí)地發(fā)出警報(bào)，從而石油化工生產(chǎn)的安全提供了保障。2.3藥劑自動(dòng)配制系統(tǒng)在石油化工生產(chǎn)的加藥系統(tǒng)中，采用PLC作為核心控制器能夠?qū)λ巹┑呐渲七^(guò)程進(jìn)行自動(dòng)的控制，不僅能夠保證配制比例的精確性，也能夠節(jié)約大量的人力成本，從而有效確保了藥劑濃度的準(zhǔn)確和系統(tǒng)工作的穩(wěn)定。某企業(yè)采用西門子S7-200系列PLC控制器完成裝置的自動(dòng)化控制，并在觸摸屏上顯示人機(jī)交互界面，由操作人員錄入配制參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)藥劑配制的遠(yuǎn)程控制[3]。

3PLC系統(tǒng)在石油化工中的應(yīng)用策略

PLC系統(tǒng)的可靠性對(duì)石油化工的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要的影響，所以說(shuō)提升PLC系統(tǒng)的抗干擾能力非常關(guān)鍵。3.1加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)石油化工自動(dòng)化控制也提出了更高的要求，所以說(shuō)，要想完善PLC系統(tǒng)在石油化工中的應(yīng)用，就必須要加強(qiáng)技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，首先要合理地設(shè)計(jì)電纜敷設(shè)，針對(duì)不同的信號(hào)進(jìn)行分層敷設(shè)，從而減少動(dòng)力電纜產(chǎn)生的電磁波對(duì)PLC控制系統(tǒng)的影響；其次要對(duì)供給電源進(jìn)行優(yōu)化，采用抑制干擾能力較強(qiáng)的電源來(lái)消除電源耦合對(duì)PLC控制系統(tǒng)的影響，如果條件允許的話，還可以增加浪涌保護(hù)器來(lái)保護(hù)電源免受自然環(huán)境的損壞；再次要加強(qiáng)軟硬件的抗干擾能力，例如采用數(shù)字濾波和工頻整形采樣技術(shù)來(lái)一直周期性干擾、及時(shí)校正參考點(diǎn)電位避免發(fā)生電位漂移、優(yōu)化軟件來(lái)提升軟件的可靠性等等；最后要完善接地系統(tǒng)，接地系統(tǒng)對(duì)PLC控制系統(tǒng)的抗干擾能力影響非常大，單獨(dú)接地是做安全的做法，但是如果儲(chǔ)罐間距較大，為了保證施工安全也可以利用橫截面較大的銅線將各點(diǎn)儲(chǔ)罐連在一起再接地[4]。3.2正確的設(shè)備選型。在選擇設(shè)備時(shí)，要綜合考慮系統(tǒng)的各項(xiàng)性能，例如電磁兼容性、隔離性能高的產(chǎn)品，除此之外，還要對(duì)廠家給出的耐壓能力、模擬制比以及差模制比等抗干擾指標(biāo)進(jìn)行充分的了解，尤其是我國(guó)采用電網(wǎng)模式與國(guó)外不同，因此在選擇一些國(guó)外產(chǎn)品過(guò)程中要特別注意這方面的差異，選擇抗干擾能力較強(qiáng)的設(shè)備[5]。3.3提高技術(shù)人員的專業(yè)水平。對(duì)于石油化工生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，是一項(xiàng)較為系統(tǒng)的工作，而且存在許多安全風(fēng)險(xiǎn)，雖然PLC控制系統(tǒng)的可靠性較強(qiáng)，操作簡(jiǎn)便，但是由于PLC技術(shù)具有很強(qiáng)的專業(yè)性，對(duì)PLC控制系統(tǒng)技術(shù)人員的要求較高，不僅需要了解PLC控制系統(tǒng)相關(guān)理論知識(shí)，還要能夠熟練地操作各種類型的PLC控制設(shè)備，除此之外還要了解石油化工生產(chǎn)相關(guān)問(wèn)題。由此可見(jiàn)，要想提高PLC控制系統(tǒng)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用效果，就必須提高技術(shù)人員的專業(yè)水平，首先企業(yè)要積極引進(jìn)專業(yè)的、高素質(zhì)的PLC控制技術(shù)專業(yè)方面的人才，除此之外，企業(yè)還要組織相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，不斷地學(xué)習(xí)先進(jìn)的PLC技術(shù)知識(shí)和技能，了解PLC設(shè)備，對(duì)企業(yè)所選擇的產(chǎn)品能夠熟練的操作，從而為PLC控制系統(tǒng)在石油化工中的應(yīng)用提供可靠的支持[6]。

4結(jié)語(yǔ)

總而言之，PLC技術(shù)的控制性強(qiáng)、獨(dú)立性強(qiáng)、運(yùn)行成本低，而且能夠及那首控制系統(tǒng)故障的發(fā)生率，因此在石油化工中合理地應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)能夠提高生產(chǎn)能力，從而提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。但是在實(shí)際應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)的過(guò)程中，不可避免地會(huì)受到很多因素的干擾，所以為了能夠保證石油化工的安全生產(chǎn)，需要相關(guān)工作人員根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)提出的需求不斷進(jìn)行探索，完善PLC技術(shù)，提高系統(tǒng)的抗干擾性能，保證PLC系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)石油化學(xué)工業(yè)的平穩(wěn)、快速、安全地發(fā)展。

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[6]孫麗.PLC控制系統(tǒng)在數(shù)字化油田上的應(yīng)用探討[J].石油知識(shí)，2019(4):34-35.

作者:魏艷娟 單位:大連歐科膜技術(shù)工程有限公司