浅谈PLC在化工生产装置的作用
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摘 要：公司生产过程自动化程度要求较高，如果用传统的继电接触器控制只能是固定接线，一旦生产过程有所变动，就得重新设计线路连线安装，不利与产品的更新换代。但采用小型计算机实现工业控制价格昂贵，输入，输出电路不匹配，但如果用可编程控制器，输出应放大到工业控制水平，能为实际控制系统方便使用。
中盐常州化工股份有限公司，拥有30万t/a烧碱、28万t/a聚氯乙烯树脂、6万t/a双氧水、3万t/a氯代异氰尿酸系列消毒剂、4.3万t/a甲苯氯化物、1万t/a三氯氢硅生产装置。生产烧碱、盐酸、液氯、次钠、氢气、聚氯乙烯树脂、消毒剂、氯化苄、邻氯苯甲醛、邻（对）氯甲苯、三氯氢硅等十余种化工原料及产品。
一、可编程控制器（简称PLC）它的特点
1.继电控制系统设计周期短，更改容易，接线简单，成本低。
2.能把计算机的功能和继电控制系统结合起来。但编程又比计算机简单易学；操作方便。
3.系统性强。
所以选择一款适合自己公司电气设备的PLC。对公司是很重要的。现在公司的PLC主要有西门子S7-300，S7-200，欧姆珑系列，ABBPLC系列等。
二、对PLC的认识
1.可编程序控制器（简称PLC）是一种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置，其实质是工业控制专用计算机。因此，它的组成与一般的微型计算机基本相同，也是由中央处理单元（CPU）、存储器（EEPROM、RAM）、输入/输出（I/O）接口、电源等组成。用可编程控制器控制原理，其实质是按一定算法进行输入输出变换，并将这个变换予以物理实现。入出变换，物理实现可以说是PLC实施控制的两个基本点。而入出变换实际上就是信息处理，信息处理当今最长用的是微处理机技术。PLC也是用它，并使其专用化，应用于物理实现，正是它与普通微机相区别之处，普通微机大多是考虑信息本身，别的不多考虑。而PLC要考虑实际的控制需要物理实现要求PLC的输入应当排除干扰信号是应用于工业现场。这就要求I/O电路专门设计。根据PLC实施控制的基本点的分析，PLC采用了典型的计算机结构，主要是有COU、RAM、ROM、和专门设计的输入输出接口电路等组成。以我们公司西门子S7-300为例他的硬件分为下面几种：
2.中央处理机是PLC的大脑，它由中央处理器和存储器等组成。一般有控制电路，运算器和寄存器组成，这些电路一般都集成在一芯片上。
3.存储器，是具有记忆功能的半导体电路，用来存放系统程序，用户程序，逻辑变量和其它一些信息。系统程序是是用来控制和完成PLC各种功能的程序。西门子S7-300的存储器分为只读存储器ROM和随机存储器RAM。
3.1只读存储器ROM中的内容是由西门子厂家写入的系统程序并且永远驻留，作用是：
3.1.1检查程序。PLC加电后，首先有程序检查PLC个部件操作是否正常，并将检查结果显示给操作人员。
3.1.2翻译程序。将用户键入的控制程序变换成有微电脑指令组成的程序，然后再执行还可以对用户程序进行语法检查。
3.1.2监控程序。相当于总控程序。根据用户需要调用相应的内部程序。
3.2随机存储器RAM。RAM是可读可写存储器，读出时，RAM中的内容不被破坏；写入时，刚写入的信息就会消除原来的信息。西门子S7-300的RAM中存放以下内容：
3.2.1操作程序。选择PROGRAM编程工作方式时，用编程器或计算机键盘键入的程序经过预处理后，存放在RAM的低地址区。
3.2.2逻辑变量。在RAM中若干存贮单元用来存放逻辑变量，用PLC术语来说这些逻辑变量就是指输入、输出继电器、内部辅助继电器、保持继电器、定时器，移位继电器等。
3.2.3内部程序使用的工作单元。RAM与ROM越大，那么PLC一般来说也就越复杂。
4.输入接口电路。
西门子S7-300现场输入接口电路由光电耦合电路和微电脑输入接口电路组成。
光电耦合电路与现场输入信号相连是为了防止现场的强电干扰进入PLC。西门子S7-300的输入输出端是靠光信号耦合的，在电气上是完全隔离的，因此输出端的信号不会反馈的输入端，与不会产生地线干扰或其他串扰。
由于发光二极管的正向阻值较低，而外界干扰源的内阻一般较高，根据分压原理可知干扰源能馈送到输入端的干扰噪声很小。正是西门子S7-300在现场信号的输入环节采用了光电耦合，因而增强的抗干扰能力。
西门子S7-300的微电脑的输出接口电路。它一般由数据输出寄存器、选通电路和中断请求逻辑电路构成，这些电路集成在一个芯片上。现场输入信号通过光电耦合送到输入数据寄存器，然后通过数据总线送给CPU。
三、西门子S7-300的工作原理
西门子S7-300具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大的不同。微机采用等待命令的工作方式。S7-300则采用循环扫描工作方式，工作时CPU从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后又返回第一条。如此周而复始不断循环，这种工作方式是在系统软件控制下，顺次扫描各输入点的状态，按用户程序进行运算处理，然后顺序向输出点发出相应的控制信号。整个过程可分为5个阶段：自诊断，与编程器等的通讯，输出采样，用户程序执行，输出刷新。
每次扫描用户之前，都将执行故障自诊断程序。自诊断内容为I/O部分、存储器、CPU等，发现异常停机显示出错。若自诊断正常，继续向下扫描。
检查是否有与编程器和计算机的通讯请求，若有则进行相应处理，如接受由编程器送来的程序、命令和各种程序，兵把要显示的状态、数据、出错信息的发送给编程器进行显示。如果有与计算机等的通讯请求，也在这段时间完成数据的接受和发送任务。
中央处理器对各个输入端进行扫描，将输入端的状态送到状态寄存器中，这就是输入采样阶段。
中央处理器CPU将指令逐条调出并执行，以对输入和原输出状态进行处理，即按程序对数据进行逻辑和算数运算，再将正确的结果送到输入状态寄存器中，这就是输入采样阶段。
当所有指令执行完毕时，集中把输出状态寄存器的状态通过输出部件转换成被控设备所能接受的电压或电流信号，以驱动被控设备，这就是输出刷新阶段。
PLC经过这五个阶段的工作过程，称为一个扫描周期，完成一个周期后，又重新执行上述过程，扫描周而复始的进行，扫描的时间主要取决于程序的长短，一般每秒可以扫描10次以上。
四、结束语
总之PLC与继电器的重要区别之一就是工作方式的不同。继电器是按并行方式工作的，也就是说按同时执行的方式工作的，而PLC是反复扫描方式工作的，是串行工作方式，这种工作方式可以避免继电接触器控制的触点竞争和时序失配问题。我厂好多复杂工艺如果用继电器控制的话响应时间慢，工艺变更复杂，人员难以操作和监控而用PLC控制集成度高，工作速度快，功能越来越强，使用越来越方便，工作越来越可靠。
参考文献
[1] 钟肇新彭侃.可编程控制器原理及应用.华南理工大学出版社，2001.
[2]汪晓光等编.可编程控制器原理及应用.北京机械工业出版社，1994.