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　PLC(Programmable Logic Controller) 继电器 延迟焦化

　　我厂30万吨/年延迟焦化装置，是由中石化洛阳设计院设计，于1992年动工，次年10月竣工投产。整个装置由反应、分馏、吸收稳定三部分组成，可生产瓦斯、汽油、柴油、蜡油和石油焦子等产品。其除焦方式为井架水力除焦。

　　一、 水力除焦电气控制系统简介

　　水力除焦电气控制系统是以除焦控制阀为整个系统的核心组件，综合使用了气动隔断阀、高压水泵、钻机绞车以及供水、供油等系统，由各系统协调动作运行和联络的电气控制系统。系统采用了先进的工业控制装置及技术，选用了日本Omron公司的C—200H型可编程序控制器(PLC)，美国A、B公司生产的无触点接近开关。通过采用可编程序控制器代替传统的继电器逻辑控制电路，

　　提高了整个控制系统的可靠性，同时，又使整个系统具有了良好的可维护性。

　　二、 可编程控制器

　　可编程控制器，简称PLC(Programmable Logic Controller)，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：

　　“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”

　　三、 水力除焦电气控制系统的组成

　　水力除焦电气控制系统包括高压泵房电气控制柜，塔顶正压防爆操作盘及塔底联络开关箱等组成。

　　四、 水力除焦电气控制系统的控制流程框图及工作原理

水力除焦电气控制系统的工作原理

　　1).泵房控制柜

　　接通泵房电气控制柜面板上的“控制电源”，控制电源接通，可编程控制器投入运行。启动润滑油泵、高位水罐供水泵，选择控制柜面板上的准备启动的高压水泵号，并选择准备除焦的焦塔号，确认无误后，按下面板上的“选定”按钮，再次确认除焦塔号。当油压及储水罐液位正常后，高压水泵具备起动运转条件，等待塔顶联络信号。收到塔顶要求启动水泵的信号后，泵房操作人员在现场启动高压水泵。

　　2).塔顶正压防爆操作盘

　　接通操作盘电源，在泵房控制柜上控制电源接通，完成选塔操作塔顶操作盘作钻具升降操作。钻具支点轴承的导轨上安装有接近开关1PS～8PS，钻具上升至上极限位置(1PS、5PS)，钻具绞车自动停止。钻具下降到塔内接近开关(3PS、7PS)的安装位置时，选定除焦塔的隔断阀自动打开，联合钻孔切焦器进塔后，操作人员根据需要选择除焦阀工作状态。当状态开关转向予充位置时，除焦控制阀开启以一定流量向上水管道充水，当塔顶管道内水压达到予充值时，予充压力开关接通，告示“予充完成”，此时操作人员可将状态切换开关拨向“全开”位置，进入水力除焦工作状态。联合钻孔切焦器到达塔底极限位置(4PS、8PS)时，钻机绞车自动停止下降，联合钻孔切焦器在塔内时，除焦控制阀可任选工作状态，切焦器自由升降。当联合钻孔切焦器上升到塔内上极限位置(2PS、6PS)时，若除焦控制阀处于“予充”或“全开”状态，联合钻孔切焦器自动停止上升。操作人员将除焦控制阀状态开关拨向“回流”位置，联合钻孔切焦器方可继续上升提出塔外，塔顶隔断阀在联合钻孔切焦器提出塔外之前已自动关闭。

六、 方案总结

　　上述是本系统的硬件设备及工作原理，可以看出，采用PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部接线，使控制系统的设计及建造周期大为缩短，而且在功能上也十分强大。同时，由于PLC采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路带有抗干扰技术，使得整个电气控制系统具有较高的可靠性和稳定性。

　在立式空调、电冰箱等大型工业生产线中，由于受到空间的限制，往往要将一条生产线分割为几个工艺段，分别安装在几个楼层中，这样各个工艺段的货物如果使用传统的货物电梯进行传送，将会给生产带来许多不便，而且还会影响生产效率。因此，设计一个直接连接不同楼层的生产线的提升机是必要的。由于在某一时间段内生产线的传送带都是向固定某一方向运行的，因此在工程设计上，把提升机设计为单向载货，但可以通过手动开关进行传送方向的转换。

　　1、工艺流程简介

　　由于向下运行和向上运行的控制方法是相同的，在此以向上运行为例说明工艺流程，工艺流程简化框图如图1所示。

　　当按下启动按钮后，位于传送线上的光电继电器开始检测传送带上是否有板，有板通过门控电机开门，传送带电机和提升机小车电机进板，实现自动进板;进板到位后门电机关门，提升机自动上升;上升到位，门控电机开门，传送带电机和提升机小车电机起动开始自动出板;出板完成 后进入下一个循环。

2、硬件设计

　　提升机的硬件设计包括信号检测环节、门控制环节、传送电机控制环节、提升机小车电机控制环节、变频调速及电机拖动环节。

提升机是典型的顺序控制，控制信号决定其运行状态。提升机信号检测主要由一系列的行程开关和光电传感器完成。本设计采用美国邦纳工程国际有限公司生产的光电传感器和LSX型行程开关。

　　门控电机和传送带电机实现自动门的开关和货物的传送，采用直流他励电机，工作时要求有简单的刹车过程。

　　提升机采用变频器的矢量自动转矩提升控制方式;变频电动机为松下标准的EM-FBH型，4极三相电动机。变频器选择松下DV707H-5500BC型变频器，其三相电源R、S、T经接线端子进入变频器为自身主回路和控制回路供电，输出端U、V、W接电动机的快速绕组，N、P端接制动单元和制动电阻，以减少制动时间，加快制动过程，制动过程中电梯机械系统的动能转换成热能，消耗在制动电阻上，因此电梯控制柜要保持良好的散热条件。

　　由于该系统的I/O量只有61个，属于小型控制系统，选用OMRON公司生产的CPM1A系列PLC组建系统时，单机容量还不能满足系统的要求必须附加扩展。由CPM1A系列PLC参数可知CPM1A-40CDR-A型PLC有24个输入接点和16个输出接点，CPM1A-20EDR1型PLC又有12个输入接点和8个输出接点，选用一个CPM1A-40CDR-A作为主控单元，然后串接两个CPM1A-20EDR1作为扩展，这样就可以得到48个输入点和32个输出点，足可满足控制系统40点输入21点输出的要求。

　　将输入信号40个，输出信号21个按各自功能类型分好，并与PLC的I/O编码一一对应，编排好地址。

　　3、软件设计

　　通过工艺流程图，可以看到该提升机如果按照典型的顺序控制编写程序将会给程序带来许多重复指令，但如果将提升机的PLC控制程序分为点动操作和自动控制两部分。点动操作是指手动控制模块;自动控制又可分为自动上升模块、自动下降模块和卡板自动调整模块三部分

　　(1)点动操作

　　点动操作主要用于调试或检修，这些操作包括手动开门/关门、手动进板/出板、手动上升/下降，但这些操作都必须满足一些特定的条件才能实现，因此在程序设计中使用连锁指令IL(02)与连锁清除指令ILC(03)，如图3所示，如果IL前的条件是OFF，那么在IL和ILC之间的那一部分程序就不执行;如果IL前的条件是ON，那么在IL和ILC之间的那一部分程序就正常执行。

(2)自动控制

　　由于急停或停电恢复后无须通过点动操作完成剩下的操作或者复位，因此辅助继电器采用断电保护型继电器，定时器也需要具备断电保护功能。自动上升模块和自动下降模块都可以通过两个条件来实现，一个是载货自动，另一个是被邀自动。载货自动是指传送货物时运行条件满足时自动运行，被邀自动是指出现传送方向转换时半周期空载自动运行，但无论哪种自动一旦遇到卡板信号或急停信号都会立即复位。

　　4、结束语

　　由于采用了PLC和变频器进行控制，使得控制精度提高，可靠性增强，提高了生产效率。在实际应用中取得了良好的效果。