吴浩

摘 要：经济的快速发展促进了我国各行业的快速发展。化工生产是一个国家的重要的基础性的工业，其涉及到医药、化肥、石化等各个行业。化工生产的过程具有生产工艺复杂、危险系数较高的特点。在化工生产的过程中对于工艺参数的控制是确保化工生产质量的一个重要的环节。化工生产的过程控制主要指的是对于化工生产过程中的各项工艺参数的检测、显示、记录和控制等的各项功能的检测和控制，并对化工生产的正确生产进行详细的指导以确保化工生产的安全和产品的质量控制。做好化工生产中的过程控制关键是要做好对化工生产中的各项参数的检测和实时的控制。由于化工生产过程中所涉及到的各项参数众多且数据的处理量较大，因此需要引入PLC作为化工生产过程控制的核心。文章将在分析PLC过程控制特点的基础上对PLC在化工生产过程控制的应用进行分析阐述。

关键词：化工生产；PLC控制；过程控制；应用

前言

现今在国内化工生产中的过程控制中主要以PLC和DCS为主。同时随着电子技术的进步PLC和DCS在吸收对方特点的基础上新型的PLC和DCS有相互靠拢的趋势。在使用PLC来对化工生产中的过程控制的过程中，其通过对化工生产中的各项工艺参数的检测、显示、记录和调节、控制等来实现对于化工生产线的作业率的改善，在提高化工生产产品质量的同时降低因人为因素对化工生产所造成的影响。化工生产过程中所涉及到的控制量众多且各工艺参数的数据实时变化从而为数据的处理带来了较大的负担，且需要根据化工生产过程中过程控制的特点以及化工生产过程中的工艺改进的要求来对化工生产进行控制。通过使用PLC可以对化工生产中的温度、压力以及流量等的模拟量进行闭环控制以实现对于化工生产的合理化的控制。

1 PLC控制系统的特点

PLC（可编程逻辑控制器）主要以微处理器为控制核心并在吸收计算机、自动控制技术和通信技术特点的基础上所开发出来的一种优秀的工业控制装置，其具有体积小、功能强大、可靠性较高以及运行速度快等的特点。在PLC的应用过程中能够对工业生产中的实时顺序控制等进行良好的实现，且通过加装不同的I/O模块能够对工业生产过程中的各种数字量或是模拟量的参数进行处理控制。此外，通过使用PLC内配置的计数器、定时器等能够使得PLC的逻辑控制功能更为强大。

2 PLC在化工生产过程控制中的应用

化工是一个国民经济的重要的组成部分之一，其涉及到国民生产中的各个环节，其是农业生产、轻纺以及国防等工业发展中不可或缺的重要的基础性工业之一。随着经济的快速发展及科技的进步，现代的化工生产正在向着复杂化和大型化的方向发展，此外，在化工生产的过程中具有高温、高压、易燃、易爆等的特点，为更好的控制化工生产，确保化工生产产品质量的稳定性和可靠性需要对化工生产过程中的参数检测和自动控制进行更为严格的要求。因此使用PLC来对化工生产进行过程化控制，通过使用PLC根据化工生产中的工艺来编制相应的控制算法来实现对于化工生产的闭环控制。通过使用PLC来实现对于化工生产中的过程控制可以确保化工生产在最佳的工况条件下运行，在提高化工生产生产效率的同时有效的降低原料和动力的消耗，在提高化工生产效率的同时有效的降低生产成本。在化工生产的过程中做好对于各项工艺参数的控制对于确保化工生产的生产质量有着十分重要的意义。比如说在硫酸的生产过程中，温度控制是化工生产中各控制环节中十分重要的，在硫酸的生产过程中，炉前的烧焙强度以及由此所引起的炉前温度对于后续的加工工序中的气温和气体的浓度会产生影响，这一气体的温度和浓度在后续的转化段的生产过程中与后续的各换热器的管内外温度有着极为重要的联系。因此在化工生产的过程中需要做好对于温度的控制，同时由于炉前工段的烧焙温度与硫酸生产中的温度与气体浓度密切相关，而转化阶段中的气体的浓度与温度又对后续的硫酸生产中的转化率有着极为重要的影响。因此在化工生产的过程中需要做好对于温度的控制，而在硫酸的生产中影响温度的影响因素众多，且各生产工艺参数之间相互关联、相互影响，单靠人工控制与操作无法准确、实时的对化工生产过程中的各项生产工艺参数进行良好的控制，因此，使用PLC来对化工生产进行过程控制就显得十分必要。通过使用PLC作为控制核心，通过分布在化工生产中的各工段的各种检测传感器来对化工生产中的各工艺参数进行检测，并将检测到的数据输入到PLC中，PLC根据内部编制的程序根据检测到的数据来对化工生产过程进行控制。PLC中的内置程序是根据化工生产工艺的不同所编制的，在生产工艺改进时可以方便的通过更改程序来实现新工艺的应用。

2.1 PLC在化工生产过程控制中应用的硬件组成

CPU是PLC控制的核心也是数据计算、处理的主要部件，通过使用CPU可以实现对于用户和系统程序的所有控制、处理和通信以及其他的一些功能，并协调处理整个控制系统。存储器是PLC中的重要的存储设备，主要用来完成对于程序、用户数据等的存储处理。I/O模块是PLC与外部传感器与控制设备之间的重要的传递通道，根据所需要控制的信号的不同可以主要分为数字量、模拟量等的I/O信号，根据信号的不同可以选用不同的模块。

2.2 PLC在化工生产中的设计应用

在PLC的应用中，首先需要对化工生产的工艺进行分析，对化工生产过程中的各传感器和控制器的I/O信号点数进行统计，并根据所统计的信号点数来进行PLC中的CPU型号的选择，此外在选择的过程中对于电源的选择需要确保满足电源容量的供给。在PLC的硬件组态上，通过将CPU、电源和I/O模块安装在PLC的机架上，并通过设置参数等方式完成对于PLC硬件的组态。在完成了对于PLC硬件的组态后需要根据化工生产中的工艺来完成相应的程序的编制，为了确保PLC程序的简洁和后续扩展，在PLC程序的编制过程中采用的是模块化编程的设计方案，在完成了对于各模块之间的程序编制后将各模块之间进行连接调试。为避免外界干扰造成杂波信号，通过对采样信号进行数据平滑加工处理可以有效的降低信号干扰。比如说在化工生产的过程中，由于温度、气压以及液位等都处于不断的变化中，从而使得各数字的跳动现象较为严重，严重时甚至会引起误操作，因此在对于化工生产中的信号的读取上需要采用读取多个测量数据并取平均值的方式来减少参数波动所引起的信号误差。在完成了对于PLC的硬件组态和程序编制后需要在现场进行相应的调试，在PLC的调试过程中按照以下的步骤进行：（1）检查接线确保I/O点接入无误。（2）测试单个输入输出是否有相应的动作。（3）完成了单步动作后需要进行半自动的测试。（4）完成PLC进入的全自动调试，确保各控制回路处于最佳工作状态。在化工生产的过程中主要分为公共工程、配料、纯化和聚合等几个生产工段，在对各生产工段进行程序及监控界面的设计过程中，需要按照生产工艺流程的分布特点，在各测控点处对当前的实时读数进行显示，并将各数据输入到PLC中，对于工段中的影响化工生产过程中的关键参数进行状态报警设置，一旦超出设置的范围即显示报警。

3 结束语

化工生产是一项复杂的生产过程，在化工生产的过程中会涉及到温度、气压、液位、流量等的多种检测及控制因素，环节众多且控制复杂，为做好对于化工生产中的各要素的控制可以通过引入PLC作为控制核心来对整个化工生产进行过程控制，确保化工生产产品的质量与生产效率。

参考文献

[1]邢雪晶.浅析PLC技术在化工生产自动化中的应用[J].中国化工贸易，2015，7（33）.

[2]满海波.基于PLC、现场总线的化工化合生产线电气自动化改造[J].机电一体化，2005，11（6）：70-73.

[3]张健.化工企业机械化生产中PLC及电气系统的设计分析[J].中国科技博览，2015（45）：264-264.