计算机与plc集成控制系统在石化行业的应用.docVIP

本文由gdturui贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 计算机与 PLC 集成控制系统在石化行业的应用 陈 勇 张华平 赵显红 摘 要：计算机与 PLC 集成控制系统的基本组成、功能、系统软硬件设计与 通信技术以及该系统在石化行业的应用。 关键词：计算机 PLC 可编程序控制器 控制系统 通信技术 关键词 近年来，国际市场上石化产品的竞争日趋激烈。与国外同类产品相比，我国 的石化产品无论在生产工艺上，还是产品质量上，都存在着相当大的差距。为改 变我国石化产品发展严重滞后的局面， 国内石化行业的许多厂家已开始向产品的 多样化、添加剂材料和配方的高科技化迈进。我们应有关厂家提出的技术要求， 针对石化产品生产工艺复杂、 添加剂配比要求严格、 品种多样、 互换性差的特点， 开发研制了计算机与 PLC 集成控制系统。 该系统控制可靠、 操作简便、 开放性强、 性能价格比高，在国内石化系统的数家企业推广应用后，受到好评。 1 系统组成 计算机与 PLC 集成控制系统由生产系统和非生产系统二部分组成(如图 1)。 生产系统主要由微型机、适配器、PLC、执行机构及现场仪表等部分组成。非生 产系统主要由工艺流程模拟显示屏、电视监视设备、现场通话设备、质量检查系 统、管理信息系统等部分组成。中央控制室负责处理来自生产系统和非生产系统 的大量信息。通过计算机与 PLC 集成控制系统，将润滑油厂的各生产车间、附属 部门以及总厂厂部联成了密不可分的整体，从而最大限度地利用了信息资源。 图1 计算机集成控制系统的组成 2 系统功能 为满足用户提出的技术要求和现场的工况，此控制系统的设计具有以下功 能： 1.根据用户提出的技术要求， 按照添加剂配方的比例精确地配制生产各种型 号的石化产品，并且通过微型机和现场 PLC 控制系统实现整个生产过程的自动 化。 2.通过自行开发的计算机软件， 实现生产现场的动态监控。 良好的人机界面、 清晰的组态图形，使得操作人员通过计算机屏幕，对于现场的各种工况变化一目 了然。 3.在现场生产中，为提高整个控制系统的精确性，在搅拌器、电动机、电动 阀、电磁阀等设备上均设计了局部反馈功能，这些相互独立系统的局部反馈功能 构成了对总系统反馈控制的有力支持。 4.当系统出现压力报警或油面报警时，一方面通过 PLC 程序实现自动停车， 另一方面借助于语音卡，在控制间的操作人员可以立即听到报警信号，及时采取 相应措施。 5.考虑到生产现场某些部位属于高温、 有害气体残留处， 技术人员不宜靠近， 在现场设置了电视监视设备，让技术人员实现远程监控。为便于管理，还安装了 现场通话设备。 6.在中央控制室设置了 1 个大屏幕模拟显示屏， 在屏幕上不仅可以显示总厂 所有管道线路，而且能够动态显示油的液位、流向，让高层管理人员从宏观上掌 握全厂的生产状况。 7.通过微机联网，质量检查部门可以直接得到工业现场的信息，各管理部门 之间也可以实现数据通信与数据共享。 3 硬件与软件设计 3.1 硬件设计 在本系统中，工业现场控制是核心，而工业现场控制主要由 PLC 系统完成， 所以如何合理有效地使用 PLC 技术就成了设计的关键。PLC 的特点是控制可靠， 编程简单，但程序内存不大，不能进行复杂的编程；而石化产品的特点是生产工 艺复杂，产品型号繁多，往往 1 条生产线就能够生产几十种型号的产品。这就形 成了一对矛盾。如果设计时采用常规的 PLC 控制系统，那么 1 条生产线就需要 20 几台 PLC 基本模块和 A/D 转换模块。投资巨大，而且按照现代控制理论，在 1 个控制系统中配置的控制模块越多，控制越不可靠。为了减少投资和增强控制的 可靠性，在 PLC 控制系统的硬件配置上进行了多项创新。 以润滑油生产线为例，在润滑油生产车间，有搅拌温度、添加剂温度、输油 泵压力、油罐的液面等共计 32 路模拟信号需要检测。如果按常规设计，需要 8 块 FX-4AD 模块。为减少投资，设计了多路开关切换电路，只用 2 块 FX-4AD 模块 就完成了全部功能。图 2 为 FX-4AD 模块的多路开关切换示意图。 图2 FX-4AD 模块的多路开关切换示意图 图 2 中，FX-4AD 模块为 12 位 4 通道模拟量输入模块，Y0、Y1、Y2、Y3 为 PLC 的任意输出触点。FX-4AD 模块的多路开关切换电路的设计实质上是通过 1 个多路开关控制 FX-4AD 模块分别去完成搅拌温度检测、添加剂温度检测、输油 泵压力检测及油罐液面检测 4 项功能， 其中多路开关的 4 个转