石油化工電氣自動化控制中的PLC 技術應用

史曉宇(北京石油化工工程有限公司西安分公司，陜西 西安 710075)

0 引言

PLC 技術通常也可以看作是一個整體及擴展的功能系統，能夠應用在許多領域，尤其在石油石化電氣化控制方面得到了廣泛的應用。PLC 技術有利于滿足石油化工生產中的不同需求，可以根據系統功能的不同需求來進行聯合的組裝和變換。

1 PLC 技術探析

1.1 PLC 技術的原理

PLC 技術指的是一種采用了微電腦技術的工業控制裝置技術。采用了能夠進行編程的存儲器及存儲著內部的邏輯運算、順序運算、算術運算等操作的指令。因為PLC 技術是一種可編程的控制器，在電氣自動化的控制當中，這項技術有輸入采樣，程序執行和數據輸出3 個主要的步驟。在輸入的時候會通過掃描數據的形式把數據傳送到映像當中，輸入所有的數據之后才會進行程序執行的操作，完成程序執行的過程是指微處理器進行邏輯端口的處理，這個過程往往是采用自上而下的處理順序。在處理完成數據之后，就會進行電路的封鎖，進一步驅動外界的設備來完成數據輸出。

1.2 PLC 技術的特點與優勢

PLC 技術具備較強的靈活性和通用性，當控制系統中的部分工藝發生了一定的變化之后，通過控制電路就可以做出相應的變動。整個技術系統的設計和建造工程量都是較小的，便于維護，也便于后續根據功能需求的變化而做出相應改變。PLC 技術的控制設備外部接線比較少，更加便于操作和維護。與此同時，PLC 技術的可靠性也比較強，其抗干擾的能力也比較強。在PLC 的控制系統之下，由于許多開關都是由無觸點的半導體電路完成，所以各方面的軟件都具備較強的抗干擾能力，同時可靠性也得到了相應的保證。除此之外，大多數的PLC 系統當中的模塊都非常豐富，并且具備較強的靈活性，因此在采用模塊化的硬件結構時，都能夠較大程度上適配于各種設施。同時，其配套較為齊全，功能相對完善，適用的范圍廣泛。

1.3 PLC 技術在電氣自動化控制中的應用方式

可以根據不同的應用軟件來更改相應的PLC 系統管控功能，通常以應用在數據控制領域。通過PLC編程技術對電氣自動化當中產生的數據進行合理的分析，并且通過相應的口令進行自動運行。PLC 技術還可以應用在閉環控制當中，閉環控制工業生產應用廣泛，具有較強的靈活性，因此適配于調整和優化系統內部的操作，可提升控制模式的可執行性[1]。PLC技術也應用在開關量控制當中，開關控制對于自動化系統而言相當重要，為了保證對其進行長效的保護，增加設備的壽命，減少故障的發生，可以應用PLC 技術提升效率。PLC 技術也應用在順序控制系統當中，合理規范地使用PLC 技術，將其應用在順序控制系統里，能夠使系統更為流暢運行，并且能夠實現遠程操控，主站層處理等不同的機制，能夠有效維持整個系統保持順序性操作。PLC 技術也可以用來取代傳統的機電控制器，這已經成為工程領域發展的必然趨勢，能夠讓自動化系統各個流程進行有效協調，對生產工作起著極大的促進作用。

2 石油化工電氣自動化控制技術解析

2.1 石油化工自動化控制技術的應用優勢

石油是工業的重要血液，也是非常寶貴的能源之一。近年來我國在石油化工業方面投入了非常多的精力，隨著石油工業方面的科研力度不斷增大，針對于石油化工相關的技術越來越豐富，在石油化工相關技術當中，自動化控制技術是十分重要的一項技術，它契合于石油化工生產中的實際需求。石油化工自動化控制技術的應用優勢主要體現在控制技術的類型十分多樣，并且自動化控制技術的綜合性與智能性都較強。自動化控制技術能夠應用于控制各類石油化工生產裝置上儀表等，能夠提升儀表的運行效率，提升機械的使用效率。人工操作變成自動化的操作，能更好地保證操作的準確性和效率，尤其是隨著石油化工生產不斷擴大，更加考驗技術的靈活性，因此出現了很多可集成化程度更高、可實現人機交互的自動化控制技術，能夠滿足相應的石油化工生產需求。

2.2 石油化工中自動化控制技術的發展

石油化工中自動化控制技術已經朝著多元化的發展方向進一步推廣，控制裝置更多應用在開放分布式的監控系統當中。開放式控制系統能夠保障石油化工機械運行的可靠性與安全性，能夠提高石油化工機械運行的靈活性，同時使石油化工領域的過程控制檢測機械變得更加的智能化與精密化，安裝與維護更加便利，精確度也大大提高。自動化控制系統也正在更多與石油化工領域的先進技術相結合，促進共同的發展。在未來的發展中，石油化工在線信息化的分析控制機械系統將會得到更廣泛的應用，現場總線的控制系統也會得到更為迅速的發展。石油化工在線聯機監控系統將得到更大范圍的普及，安全控制系統將會得到進一步的推廣[2]。

2.3 提升石油化工電氣自動控制技術可靠性的措施

在實際生產過程當中，電氣自動化控制設備具備著非常多的使用途徑。想要讓石油化工電氣自動化控制設備或技術變得更為可靠，可以適當采取更多先進的計算機技術或者是通信電子技術等處理技術，來對整個系統進行優化和升級。要保證對整個石油化工電氣自動控制系統的保護，實現自動監測和遠程檢測等功能，應當事先對系統當中各個設備信息交互共享的工程，進行監督與管理，使石油化工電氣自動化設備的各個細節都能被及時巡檢，一旦發生故障必須及時得到解決。

石油化工工程必須注重安全性，應當及時對石油化工電器自動化控制系統的運行情況進行檢測，根據外部環境的變化，適當調整整個系統的運行情況，保證其穩定性。在發現故障的時候要及時進行識別和預報，避免石油化工電氣自動化系統發生安全隱患問題。

3 PLC 技術的具體應用

3.1 PLC 技術在順序控制中的應用

首先PLC 技術在石油化工電氣工程自動化控制中，通常應用于生產當中的自動化順序控制操作。因為PLC 技術能夠合理規范控制管理順序控制單元，同時能夠讓整個石油化工自動化系統的操作更加通暢。比如在石油化工自動化控制當中發電設備的順序控制器里，使用PLC 技術就可以更高效地分離出發電過程之中會出現的爐渣。在實際的應用過程里，石油化工順序控制系統需要滿足3 個條件，分別是轉移條件、工作任務和轉移的目標。實際應用時需要提前把順序編制好，在PLC 控制器發出指令之后，就會自動按順序執行指令。PLC 技術在生產過程里能夠有效地解決原料殘渣的分離問題，并且能夠讓石油化工主站實現數據管理工作和遠程管理工作，有效降低了工作人員的負擔。

3.2 PLC 技術在開關量控制中的應用

PLC 技術廣泛應用在石油化工產業電氣自動化控制中的開關量控制環節。開關量的控制環節主要是為了通過使用機械繼電器來實現開關的控制，通常利用PLC 技術，通過系統中的可編程存儲器作為繼電器，將實體的機械繼電器轉化為可操控的且靈活性較強的虛擬化開關量管理模塊[3]。使用PLC 技術后，能夠提升石油化工電氣工程系統內繼電器的操控反應速度，并且能夠規避傳統電氣工程管理中存在的一些弊端，極大提高了石油化工電氣工程自動化控制的管理水平。

3.3 PLC 在輸煤系統中的應用

PLC 技術也可以運用于輸煤系統之中，在應用的過程里有不同的生產作業線，通常分為3 級分布式的控制系統，結合PLC 技術的輸煤自動控制系統，具備較強的安全性和可靠性，結合了操作臺以及配電室等相應的設備。通過上位機控制系統和管理系統，完成輸煤控制系統的運輸管理，對輸煤運輸的煤礦信息進行收集，除此之外匯總了運輸過程的生產、控制、故障處理的信息。整個輸煤運輸系統的程序當中，使用了許多不同類型的診斷與處理程序，能夠用來檢測傳感器的故障，同時能夠檢測設備運行的好壞程度。

總之，利用了PLC 的組網技術之后，能夠使得輸煤系統各層級之間更好地進行銜接，上一級與下一級之間的分布式連接關系，能夠更好地幫助輸煤系統的計算機控制子模塊系統提升工作效率，提高了碼頭運輸煤礦設備的運輸能力，增加了輸煤系統的可靠性和可維護性。

3.4 PLC 技術在機電電氣控制中的應用

PLC 技術也經常運用在石油化工的機電電氣控制領域。PLC 技術之所以能廣泛應用在機械機電功能管理當中，是因為且具備較強的靈活性和較強的應用優勢，能夠縮減電氣工程自動化機電電氣工程控制的時間，降低石油化工自動化生產當中機械設備的故障，提升企業的生產效率。采用PLC 技術的管理系統，來對石油化工整個生產環節當中的機電主機設備進行實時的定期監控，并且根據監控的情況有效完成相應工作的調整和控制。結合石油化工裝置的自動化控制需求，利用PLC 技術把控電源模板等相關的協調控制器件，盡量避免電源出現問題，通過中央處理單元，也就是PLC 控制系統的核心，來實現各個模塊的控制協調運轉，以保證理想的輸出效果，保證整個石油化工控制系統的穩定可靠。

3.5 PLC 技術在石油化工工藝生產中的應用

PLC 技術作為石油化工生產當中的重要技術，能夠為化工工藝生產提供良好的裝置。在石油化工生產當中可以使用PLC 技術的自動控制裝置來對整個工藝進行系統化的生產，一般控制系統當中的硬件部分比較簡單，功能也比較強，在系統當中運行的時候，可以采用PLC 技術實現集散控制系統[4]。通過這個系統能夠接受現場的總線技術，來完成對整個石油化工工業的集體監控管理，使得在進行產品生產的石油化工工藝系統具備一定的自我控制能力，能夠幫助石油化工工藝技術進行全面升級，提高整體系統的可操作性與便捷性。

3.6 PLC 技術在粉體原料和成品輸送中的應用

PLC 技術也常用于粉體原料和成品的輸送系統之中，傳統的技術機械自動化水平較低，并且故障頻發，為了改變這種落后的模式，可以采取PLC 的方式來實現系統的控制功能，能夠保證系統維修更加方便，運行更為簡單，功能更強大，保證粉體或原料在運輸的過程當中，有一定的緩存周期，并且能夠輕松的完成開關時間順序的控制。針對PLC 技術的計算機控制系統，也要根據相應的標準選擇合理的處理器、內存和硬盤，設置不同的I/O 單元，通過編程器來控制不同的模塊，對電機要制定好開啟和停止的控制模塊。在這個系統之中的應用軟件有上位機和下位機兩部分組成，合理地利用PLC 程序，使得系統的控制回路合理運轉。在調試的過程之中，可能會出現一些程序錯誤，需要及時解決各回路之間有著交叉的部分。很多原料輸送電氣自動化設備和PLC 技術在運行的過程里相輔相成，能夠有效消除安全隱患，提高石油化工電氣自動化系統在運行過程之中的穩定性。

4 結語

綜上所述，石油化工電氣自動化控制當中，PLC技術的具體應用有：系統順序控制、開關量控制、輸煤工程系統、機電電器控制、工業生產中和工廠通風排水系統以及石油化工工程粉體原料和成品輸送控制的應用。因此，PLC 技術在石油化工自動化控制系統中的應用越來越廣泛。