关于PLC控制系统在石油化工中的应用

发表时间:2021/7/12   来源:《科学与技术》2021年3月第8期   作者:邱悦
[导读] 石油化工是化学工业的重要组成部分,也是我国重要的支柱产业,
        邱悦
        中国石油天然气股份有限公司广东石化分公司 515200
        摘要:石油化工是化学工业的重要组成部分,也是我国重要的支柱产业,在国民经济发展中有着重要作用。随着社会的不断发展,对生产力水平提出了更高要求,PLC控制系统是一种便捷而高效的工具,并以其独特的优势,被普遍应用到社会各行各业。在石油化工行业中应用PLC控制系统有助于提高生产水平,推动石油化工的自动化发展。本文对PLC控制系统在石油化工中的应用进行了分析,希望能够为石油化工生产实践提供一些参考。
        关键词:PCL;控制系统;石油化工;应用
        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。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。
        1PLC控制系统概述
        1.1PLC技术特点
        PLC技术不仅能够编程,还能够存储程序实现逻辑运算的功能,所以说,相比于传统的控制技术来说,PLC技术的应用具有更强的灵活性,能够满足不同控制需求,因此能够有效提高工业生产的质量和效率。除此之外,PLC技术还具有较强的适应性,在面对复杂的施工环境时,具备一定的抗干扰和抗冲击能力,而且还能够全方位监控设备的有效信息,及时发现和诊断系统运行的故障,确保系统能够稳定地运行,所以更加可靠和安全。最后,PLC技术的操作更加便捷、维护也更加简单,由此可见,PLC控制系统在石油化工生产中有着非常可观的应用前景。
        1.2PLC系统的主要构成
        在PLC系统中,主要由中央处理器、存储器、输入和输出单元、通信接口、扩展结构和电源等部分构成。与一般的微机一样,中央处理器(CPU)是PLC的核心,在该模块中,按照系统程序所赋予的功能来控制PLC系统的工作,一是要接收从编程器输入的程序,二是要对电源、内部电路和编程中存在的问题进行诊断,三是要通过输入结构接收现场的数据并输入到数据寄存器中,四是要从存储器读取用户的程序并执行,五是要通过输出单元实现输出控制,具体CPU的选型,需要石油化工企业根据自动控制系统对功能、速度和通讯能力方面的要求确定。
        存储器是具有记忆功能的半导体电路,具体可分为系统程序存储器和用户存储器,主要用来存放系统程序、用户程序和工作数据等等。输入和输出单元是PLC系统与工业生产现场连接的重要模块,在输入模块中通过输入传感器获取到各种信号并将其转换为PLC系统内部的工作信号,然后再由输出模块将系统处理之后的结果转换为执行指令,从而实现系统的自动化控制。通信接口一般都带有通信处理器,通过这些接口能够实现PLC与计算机、监视器和其他PLC之间的通信。PLC配有的电源是供内部电路使用的,相比于普通的电源,PLC电源的稳定性和抗干扰能力较强。
        2PLC系统在石油化工中的应用
        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。
        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。
        3PLC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。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,再对相应的技术文件进行编制。
        4PLC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。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。
        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。
        参考文献:
        [1]赵起超.浅谈PLC控制系统在石油化工现场应用的抗干扰措施[J].化工管理,2018(10):173.
        [2]刘耀武.FCS控制系统的特点及在石油化工自动化中的应用探讨[J].化工管理,2020(15):81-82.
        [3]居玮.探究自动控制系统在石油化工中的应用—评《石油化工自动化及仪表》[J].电镀与精饰,2020,42(01):48.
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