２０１３年第５期总第１２５期 Ｓ＿Ｌ＿Ｃ０Ｎ ＶＡＬＬＩ：Ｙ ＰＬＣ控制系统在化工自动化系统中的应用 谢守邦 （青海盐湖海虹化工股份有限公司，青海格尔木８１ ６０００） 摘 要 当前，我国随着４￣－Ｖ－－行业不断的快速发展，其生产已经越来越走向自动化、复杂化以及向高速化发展，因 此，为了确保在生产的过程当中可以达到安全可靠以及稳定的目的，就必须在生产过程当中严格控制参数，从而达到 自动控制的规范要求，对此，ＰＬＣ控制系统对于在生产当中的机械安全、控制设计就起到十分关键的作用。通常在化 工生产行业当中，以生产锦纶化纤作为实例，由于在生产的过程当中，必须要控制好聚合的车间生产工序，所以应严 格控制硫酸在生产当中的温度问题，这是非常重要的一个作用。另外，在化工自动化的系统当中，由于ＰＬＣ控制系统 可以严格控制好硫酸的温度，因此这在生产化纤聚合方面就有着十分重要的作用。本文主要通过实践经验，对ＰＬＣ控 制系统所产生的工作原理以及构架框架进行了总结，并且对于系统当中的软、硬件设计也进行了探析。 关键词ＰＬＣ控制系统；化工自动化；应用 中图分类号：ＴＰ２７ ３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—７５９７（２Ｏ１ ３）０３１—０５卜０１ 现如今，由于现代工业在我国有着突飞猛进的发展，并且 化工生产过程里，所应用的自动化系统也越来越受到了广泛的 推广和关注，对此，为了加强提高对化工生产过程当中的工艺 ２ ＰＬＣ控制系统的工作原理 １）对于ＰＬＣ系统当中的硬件设计以及它的原理，可以通过 对化纤自动化生产进行分析研究。根据系统性能的具体规范要 稳定性以及安全性等方面得出了一定的结论，并且也在生产过 程当中对检测参数以及控制提出了一些规范要求。而应用ＰＬＣ 系统可以在化工行业当中的机械安全以及生产当中起到非常重 求，必须在现场要确保操作人员具有一定的控制能力，对此就 要设计以手动、自动这两方面进行有效的控制。应用手动方法 时，则必须要控制好电路转换的问题，在相应按钮下进行手动 控制下料。在应用自动的方法时，则必须在启动按钮后再通过 要的作用，这也是值得让我们进一步研究开发和应用的系统。 １关于ＰＬＣ的控制系统 １）对于ＰＬＣ控制系统具有两个主要功能，一个是在化工 系统的硬件设计与规定的顺和时间进行，必须要根据性能的具 体要求操作，同时操作人员必须要具有控制好现场的能力。在 应用手动与自动方法进行控制时，必须要应用相同的方式进行 转换。而在应用手动方法时，则必须要在相应正确的操作下进 行手动下料，并且输送相对应电磁阀。通过自动的方式进行操 作时，其系统必须要在启动以后才可以按照时间顺序进行输送 与下料，同时也要按照系统的具体要求，根据工艺流程进行管 自动化的控制当中具有控制工艺流程的功能，另一个是具有采 集数据的功能。①在控制工艺的流程当中，对于在控制顺序这 方面主要是通过对ＰＬＣ系统所具有的可选组级与单项的控制相 结合，从而可以独立运行对各个组级的控制。如果是在程序自 动执行时出现了运行故障，其控制系统则会马上发出中断信号， 并且在生产的运行程序当中立刻中断，从而可以保障自动化控 制一直处在相对安全的状态当中，并且在中控屏幕上也会出现 故障的具体原因。②数据采集功能主要的表现则是体现在自动 化的控制系统当中必须要按照要求对其模数的精度进行转换， 扫描周期以及显示模块速度，同时，它也可以通过图表、曲线 理操作。对于硬件的设计主要是便于在现场可以随时进行启动 和停止，通过这种方案的配置主要体现出分散系统所具有的控 制特点，它具有控制分散的功能也具有集中管理的功能。而对 于分散的控制功能的主要特点就是管理相对集中，响应较快， 便于管理等优势。 ２）ＰＬＣ系统可以作为编程的控制器，因为它可以编制不同 的程序，对于在化工生产当中所产生的压力以及温度等方面的 指标进行有效的控制。其控制系统也可以对开关进行有效的控 制，从而实现顺序控制的目的。通常在化工自动化生产系统当中， ＰＬＣ系统主要是通过开关逻辑进行控制处理的，所以在生产过 以及文字等不同种类形式进行相关的处理和采集，并且形成不 同生产工艺流程，再通过液晶显示屏，显示相应的画面，方便 操作员及时掌握实况。 ２）在ＰＬＣ控制系统当中主要由几个部分组成，包括了中央 处理器、输入、出模块、编程器、存储器等部分。其控制系统 也可以对开关进行有效的控制，从而实现顺序控制的目的。通 程当中也就实现了自动化系统，提高设备的使用率。 常情况下，ＰＬＣ系统可以作为编程的控制器，因为它可以编制 不同的程序，因此，也大量的应用在化工工艺的单机以及多机 ３关于ＰＬＣ系统的软件应用 由于ＰＬＣ控制系统在软件设计上突出了它的主要特点，同 时也方便技术人员了解掌握，并且也方便进行维护与调试工作。 软件的设计在实际工作当中对它的控制要求并不是十分的复杂， 它可以把程序结构分成模块化的以及基本程序两方面进行应用。 在这当中，作为基本程序可以把它当成是独立程序进行简单的 群当中，对于在化工生产当中所产生的流量、压力以及温度等 方面的指标进行有效的控制。通常在化工自动化生产系统当中， ＰＬＣ系统主要是通过开关逻辑进行控制处理的，所以在生产过 程当中也就实现了自动化系统，同时也降低了在生产当中所造 成的失误，避免事故的发生。此外，在这个生产过程当中，在 指标的有效控制下，可以减少原料消耗，提高利用率，也延长 了设备的使用期限。 控制，同时也可以把它当成是组合模块当中的一个单元程序进 行控制。作为模块化程序主要是通过把不同的控制程序又分为 （下转第２３页） ２０１３年第５期总第１２５期 个电阻的绕制。 ２．３实时检测技术 ３硬件的选型 电阻绕制过程中电阻的实时检测仍然是一个难点。传统方 ３．１激光测径仪的选型 法通过公式 Ｐ吾 ，计算绕制电阻的阻值， 由使用的电 阻丝型号决定，或者在绕制前测量一定长度的电阻丝的平均直 本系统要求激光测径仪的测量范围为０，００１ ｍｍ一２．０００ ｍｍ， 工作频率３ ｋＨｚ，我们选用北京华科瑞达科技有限公司生产的 径代替，在绕制过程中控制Ｌ为常量。由于电阻丝的直径 有一定的误差。据国外相关资料显示，每米电阻丝的误差有６％ ＬＭＤＤ一１０超细线激光测径仪。 左右，由于绕制在骨架上的阻丝的长度一般只有几十厘米，所 ３．２ ＰＬＣ的选型 以绕制出来的电阻误差会更大。 考虑到整个电阻绕线机机构对控制系统精密度、可靠度的 对此我们提出了“累加”检测法，即利用激光测径仪实 要求，选用三菱ＰＬＣ—ＦＸ３Ｕ和Ｆ９４０ＧＯＴ触屏板。 时检测电阻丝的直径，在每一个检测周期内，测径仪会在相互 ３。３圆编码器 两个垂直的方向检测电阻丝同一位置的直径，并取平均值由此 得到电阻丝的直径。设激光测径仪的扫描周期为Ｔ，测得电阻 圆编码器用来检测电机转速，由此计算电阻丝的绕制速度。 丝在第ｉ个周期的直径为ｄ。，则在该周期，电阻丝绕制的长度 经过比较，选用南京中科天文编码器生产的ＹＧＭ ６１０增量式圆 光栅编码器。 △‘＝７ ，其中ｖ 为该周期电阻丝的绕线速度。由速度合成定 本文提出来全新的电阻丝绕制系统，经过理论分析本系统 律可知，电阻丝的速度ｖ 由骨架的线速度 。和进给速度１， ２合 绕制的电阻丝精度可达到一５％一＋５％，满足高精度电路系统设计 成，即１于测径仪的检测频率很高（本文中选用的激光测径仪测径仪可 ，ｆ＝１，ｎ＋１，ｆ２，写成标量形式为 ＝√ｖ ｆｌ＋ｖ ２。由 的需求。成本低，值得推广。 以达到３ＫＨｚ），可以把每个周期的所测的直径近似看做整个微 参考文献 段的直径。所以笔盥阻丝的阻值为 ：ｐ ，总电阻 ［１】张戈．电阻绕线机总傣Ｌ方案及结构设计［Ｄ］．成都：西南交通 为 ＝ ＝∑ｐ ＋Ｒ（其中Ｒｏ为焊点处的电阻值）。当 大学，２０１１． ＰＬＣ计算阻值达到规定阻值时，ＰＬＣ控制电机停转，继续下一 【２】杨涛，王启江，康海霞，高殿斌．基于ＰＬＣ绕线机控制系统设 计［Ｊ］．组合机床与自动化加工技术，２００５（８）：５８－５９． （上接第３９页）？ （上接第５１页） 电气与机械设计过程中，电源对外接口应选择馈通滤波器。此外， 了具有多个子程序的模块进行设计，并进行了调试和编写，从 还应对盒体进行分腔设计，为有效降低电磁波外泻，应提高机 而形成了一个完整的应用程序。由于设计ＰＬＣ的控制软件时， 加工精度，确保盖板严密、平整。在设计ＰＢＣ电路版图时，应 主要是针对于在生产过程当中应控制好化工自动化的各种程度， 确保电路的合理布局，并将电源直流电路与微波电路分开。对 对其具体要求也有所不同，对此，可以把ＰＬＣ的控制系统主要 于电磁屏蔽设计而言，应在放大器正背面设置独立盖板，以在 分成模块化与基本程序两个方面。而基本程序则是ＰＬＣ控制系 避免微博信号泄露的同时，防止外部电源干扰，在必要时还可 统当中的一个独立程序，也是一个组合模块的主要程序。而在 以采取进一步的屏蔽措施。 模块化程序当中必须要把总的控制目标在应用ＰＬＣ系统进行设 ２．５可靠性设计 计，例如，应用一个按钮，并且根据二分频对其进一步达到控 在可靠性设计过程中，应注意以下几个方面：１）尽量简 制系统的停启工作，同时，各个模块也应具有一定的独立性， 化电路图结构，减少元器件种类，选用质量较好的元器件，并 由于连接关系是相对简易的，所以也方便进行修改和调试工作， 对电路进行优化设计Ｏ对于电连接线而言，应采用温性能好的 因此，在生产过程当中建议应用该设计程序。另外，在应用 高温导线。２）保护电路的设计。保护电路的设计能确保放大器 ＰＬＣ程序时，一般是可以进行重复调试的，所以它也可以减少 的正常工作，并且能防止电压的短时间骤变对器件造成的损坏。 一定的编程量，降低了内存的占用量，方便程序的编制工作。 对于放大器的设计而言，还应设有微波信号出现不正常时，放 大器的自动断功能，以对放大器进行有效保护。３）放大器的热 ４结论 设计。对于放大器而言，应在其内侧设置散热凹槽，使其所产 由于工业现代化在我国有着突飞猛进的发展，并且化工生 生的热量及时发散出去。 产过程里，所应用的自动化系统也越来越受到了广泛的推广和 ３结束语 关注，对此，为了加强提高对化工生产过程当中的工艺稳定性 总之，Ｌ波段大功率固态放大器组件的设计还有很多要注 以及安全性等方面得出了一定的结论，并且也在生产过程当中 意和考虑的问题，如上的设计是根据多年的工作经验和理论知 对检测参数以及控制提出了一些规范要求。而化工自动化技术 识总结出来的，要达到设计方案的设计效果，还有许多要测试 的在现阶段也得到了广泛的应用，并且在Ｔ业化生产过程当中 的项目。在今后的过程中，应加强对于Ｌ波段大功率固态放大器 应用ＰＬＣ控制系统必将成为未来发展的主要趋势，也是实现工 组件设计的优化与完善，以设计出更高质量的固态放大器组件。 业产业化的重要目标。 参考文献 参考文献 ［１】张凯，马晓华，韩红波，等．Ｌ波段平衡式功率放大器的设计 ［１］刘金龙．ＰＬＣ控制系统在化工自动化系统中的应用［Ｊ］＿中国新 与实现［Ｊ］．电子器件，２０１１，３４（６）：６７２－６７６． 技术新产品，２Ｏ１２（２０）． 【２】王亚松，张海兵，赵海涛，等．一种Ｌ波段宽带功率放大器的 设计［Ｊ】．雷达与对抗，２０１２，３２（３）：４０－４１． ［２］赵敏鹏．ＰＬＣ控制系统可靠性设计［Ｊ］．科技风，２０１２（１１）． ［３］俞乐．浅谈ＰＬｃ控制系统的安全设计［Ｊ］．中国科技博览，２０１２（３３）．