自動(dòng)化控制系統(tǒng)配置原則和方法介紹

自動(dòng)化控制在自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)儆谥匾?a href="http://ttokpm.com/v/tag/" target="_blank">話(huà)題，自動(dòng)化控制一定程度上決定了控制系統(tǒng)的好壞。為增進(jìn)大家對(duì)自動(dòng)化控制的認(rèn)識(shí)，本文將基于3點(diǎn)介紹自動(dòng)化控制相關(guān)內(nèi)容：1.PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)配置原則介紹，2.PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)配置方法闡述，3.鹽酸再生自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

一、PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)配置原則

PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的最基本的配置原則是：

從粗到細(xì)。當(dāng)某一配置操作完成好后，可以重復(fù)配置，并對(duì)配置進(jìn)行更新，從而實(shí)現(xiàn)不斷完善的配置處理。具體的配置原則如下描述：

1）借助于類(lèi)比法基本確定一下所選擇的產(chǎn)品以及對(duì)應(yīng)的機(jī)型，選擇產(chǎn)品時(shí)應(yīng)該按照可繼承、可發(fā)展的基本原則。

2）計(jì)算模塊數(shù)的時(shí)候應(yīng)該遵循完整性原則，并充分考慮備份的相關(guān)設(shè)置，確定系統(tǒng)的可靠性。

3）PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的投入都要有經(jīng)費(fèi)的支持，因此經(jīng)濟(jì)可行性原則是選擇配置方案的一個(gè)重要方面，必要的時(shí)候可以選擇一些實(shí)物性的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，對(duì)配置作進(jìn)一步修正處理。

二、PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)配置方法

1）PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸入與輸出點(diǎn)。

PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸入可按下式（1）進(jìn)行配置：

其中，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸入件的個(gè)數(shù)由加以表示;輸入器件的工作狀態(tài)由加以表示，而輸入器件的類(lèi)型個(gè)數(shù)則是由I參數(shù)加以表示。

PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸入可按下式（2）進(jìn)行配置：

其中，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸出件的個(gè)數(shù)由加以表示;輸出器件的工作狀態(tài)由加以表示，而輸出器件的類(lèi)型個(gè)數(shù)則是由I參數(shù)加以表示。

2）PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的模塊數(shù)。

配置好PLC系統(tǒng)的輸入與輸出點(diǎn)后，還要明確系統(tǒng)的模塊。針對(duì)輸入點(diǎn)，必須確定電壓的不同，主要區(qū)別一下是交流電還是直流電，電壓信號(hào)之間有沒(méi)有相應(yīng)的隔離條件;針對(duì)輸出點(diǎn)，必須確定輸出的具體模式，主要涉及到：半導(dǎo)體、回路以及繼電器等輸出模式。最后，在確定模塊數(shù)的基礎(chǔ)上，選擇合適的槽位，并確定對(duì)應(yīng)的機(jī)架數(shù)。

3）PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)。

PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的通訊涉及到不同地理位置的控制裝置，因此必須借助于通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)介質(zhì)的連接與信息的傳遞。通常情況下，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)涉及到三大方面：設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層、控制網(wǎng)絡(luò)層以及信息網(wǎng)絡(luò)層。分別實(shí)現(xiàn)設(shè)備、PLC間以及管理層之間的信息連通。

三、鹽酸再生自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）工藝分析

鹽酸再生站采用噴霧焙燒工藝，廢酸在焙燒爐內(nèi)噴成霧狀，在550-650℃的高溫環(huán)境下，氯化亞鐵分解為氯化氫氣體和氧化鐵粉，氯化氫氣體經(jīng)噴水吸收形成再生酸回收用于酸洗機(jī)組，氧化鐵粉回收利用，主要用于涂料及磁性材料工業(yè)、粉末冶金業(yè)作為原料使用。由于焙燒爐的高溫環(huán)境和鹽酸對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的腐蝕性，鹽酸再生工藝對(duì)安全聯(lián)鎖和自動(dòng)控制設(shè)備的可靠性要求極高。

（2）設(shè)計(jì)思路

針對(duì)鹽酸再生工藝的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了以邏輯處理功能強(qiáng)大的西門(mén)子S7-400系列PLC為核心的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備均采用耐酸、防腐蝕產(chǎn)品?？傮w設(shè)計(jì)思路如圖1所示。

（3）系統(tǒng)構(gòu)成

PLC系統(tǒng)處理所有從現(xiàn)場(chǎng)壓力開(kāi)關(guān)、液位開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)以及按鈕等采集到的數(shù)字信號(hào)，并接收來(lái)自壓力、流量和液位變送器以及熱電偶的模擬信號(hào)。系統(tǒng)通過(guò)繼電器邏輯和PID控制邏輯給出各種輸入來(lái)執(zhí)行電機(jī)的回路或使電磁閥和控制閥動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)各種操作。整個(gè)系統(tǒng)包括儀表系統(tǒng)的模擬量和數(shù)字量的控制、PID控制、聯(lián)鎖控制及過(guò)程控制。

儀表系統(tǒng)的模擬量和數(shù)字量控制模擬量和數(shù)字量控制包括對(duì)過(guò)程容器液位、過(guò)程流量、過(guò)程壓力、過(guò)程溫度的控制。儀表的數(shù)字量控制包括電磁閥、燒嘴控制、噴射量控制、馬達(dá)和設(shè)備準(zhǔn)許、安全連鎖等控制。數(shù)據(jù)由現(xiàn)場(chǎng)傳到PLC后，在操作人員的監(jiān)視下，控制通過(guò)PLC控制環(huán)路自動(dòng)調(diào)節(jié)。

PID控制PID控制環(huán)路既可以單獨(dú)控制，也可以實(shí)現(xiàn)串級(jí)控制，所有PID控制環(huán)路既可手動(dòng)也可自動(dòng)方式運(yùn)行。當(dāng)在手動(dòng)方式時(shí)，操作人員通過(guò)選擇適合這個(gè)環(huán)路的控制閥的打開(kāi)來(lái)控制輸出。當(dāng)在自動(dòng)方式時(shí)，PID控制器比較操作員給定的設(shè)定值和測(cè)量的過(guò)程變量，并調(diào)節(jié)輸出直至兩者相匹配。它包括控制容器液位的PID控制回路、控制噴射流量的PID控制回路、控制焙燒爐壓力的PID控制回路。

聯(lián)鎖控制包括培燒焙燒爐壓力和溫度的聯(lián)鎖、泵的聯(lián)鎖、燃燒系統(tǒng)的聯(lián)鎖和主風(fēng)機(jī)的聯(lián)鎖等一系列聯(lián)鎖控制，各聯(lián)鎖之間相互制約相互影響，保證整個(gè)系統(tǒng)的順利生產(chǎn)。
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