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[摘 要]随着现代工业的快速发展，在煤制油化工领域中，自动化系统正在得到越来越广泛的应用。为了加强煤制油化工生产工艺的安全性和稳定性，工业生产中对化工自动控制和参数检测等提出了更高要求。文章介绍了PLC自动控制系统的工作原理以及功能，然后主要介绍了PLC控制系统在煤炭化工自动化中的广泛应用，最后分析了如何应用PLC自动控制技术完成装煤、备煤。
[关键词]煤制油化工；化工自动化；PLC控制系统
中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0390-01
随着PLC控制技术的飞速发展，自动化领域也在不断变革。PLC技术主要用于生产过程总控制系统的控制和设计，是一种数字控制的电子计算机，通过程序的编排存储指令联通各种机械，完成对系统的控制。近几年的发展，随着 PLC 技术的不断完善，PLC控制技术在煤制油化工自动化中被广泛应用。
1 PLC控制系统综述
1.1 系统组成和工作原理
控制系统包括5 个组成部分，分别为编程器、中央处理器、输入输出模块、存储器和工作方式。
PLC控制系统的工作原理：通過对开关逻辑地控制，实现顺序控制。
PLC系统，即可编程序控制器，能编制各种控制程序，被广泛应用于控制化工工艺中的单机、多机群，实现对化工生产中的压力、流量、温度等工艺指标的闭环控制。在煤制油化工行业生产自动化系统中，PLC系统通过完成上述开关逻辑控制，得以实现化工生产过程的自动化，并且减少生产中因人为因素而造成的失误，预防发生生产事故。同时，在此过程中整个生产流程均被控制在预期的最佳工艺指标下，从而大大降低了动力和原料的消耗，实现节能减排的目标，进而提高设备利用率，延长设备使用寿命。
1.2 系统功能
PLC控制系统的功能，主要包括在化工自动化控制中的数据采集功能和化工工艺流程中的顺序控制功能这两方面。首先，数据采集功能在实际生产过程表现为，按照化工自动化控制系统所要求的模数转换精度、自动化扫描周期及模块采样速度等，通过曲线、文字、图表等各种形式采集和处理相关模拟量等生产流程实时信息，并组合成各种工艺运行情形实况，通过上位机配备的液晶顯示屏，展现出相应画面，从而使得操作员能够及时掌握机组运转状况。其次，化工工艺流程中的顺序控制功能这方面，将按PLC控制系统可选的功能组级及相应的单项控制方式，独立运行各子组级控制功能的启、停。在程序自动执行期间，如果出现任何运行故障，PLC控制系统将会立即发出中断运行的信号，可使正在运行的化工生产程序中断，并确保化工自动化控制处于安全状态，同时在中控室屏幕上将会显示出工艺程序中断的故障原因。
2 PLC控制系统硬件设计及工作原理
为了使 PLC 控制系统展现出的硬件设计更加形象化，我们可以从其的工作原理来进行分析。以 PLC 控制在工业混料的过程为例子来举例说明。混料自动控制系统主要包括上料称重/高混罐混合/冷混罐冷却降温等三个部分。控制过程如下：
按下循环开始按钮，开始上料，上料电机启动，PLC启动定时器通过负压依次将原料吸入称重料斗，称重并转存在料斗中，待设定时间到，PLC给出控制信号关闭上料电机，打开称重料斗的排料阀，将原料送入高混罐，此时高混电机启动。原来在高混罐中通过搅拌升温，直到达到混合的目的。在混合过程中热电偶遇将实时检测到的高混罐内的温度信号值，通过内部A/D转换器转换为数字信号，传给PLC系统。当到达高混罐设定温度，PLC发出控制信号，打开高混罐排料阀，将化合后的高温料送入冷混罐。此时，在PLC控制信号作用下，冷混电机启动，冷混水泵启动水循环使料降温，热电偶实时将冷混罐内的温度信号检测并转换为数字信号传送PLC，达到设定温度时冷混罐排料阀打开，进行排料，完成一次混料的过程。
3 PLC 控制系统的相关设计
3.1 硬件设计
硬件设计在 PLC 控制系统，由两部分组成 ：输入电路、输出电路。两者共同协作维持 PLC 控制系统的特性 ：安全性、可靠性、精确性等等。先以输入电路部分来说，其抗干扰能力的提升依靠加装电源净化原件的方式，采用双隔离技术进行脉冲干扰的发生频率。而对于其输出电路部分，由于其接触的通常是高频动作，因此有必要按照实际生产活动的工艺要求进行设计。
3.2 软件设计
软件设计在 PLC 控制系统，由两种程序构成 ：基本程序和模块化程序两种类型，又可以分成3种最为常见的结构方式，顺序结构、条件分支结构、循环结构。对此种程序进行设计时，一定要将独立程序对简单工艺的控制体现出来，严格的表现出计算机程序设计思想。
3.3 抗干扰设计
在 PLC控制系统中，一般通过采取屏蔽、布线以及隔离等设计方式来实现系统具有较强的抗干扰能力的目标。屏蔽指的是利用金属外壳将 PLC 控制系统包裹在内； 布线指的是将强电线路与弱电线路分开走线；而隔离指的是采用1：1的超隔离变压器把中性点经电容接地。
4.在煤制油化工自动化控制系统中的应用
4.1 备煤环节的PLC控制
备煤环节就是准备焦化原料，主要是在备煤车间进行相关工作备煤车间包括了受煤工段、破碎工段、配煤工段、混合室、传输机械等组成，还有部分辅助生产的设施部分企业使用先配煤冉粉碎的流程进行备煤处理，然后在混合室直接进行混合。备煤过程的设备众多、流程复杂，每个环节之间都形成了一定交叉PLC系统是自动化控制系统，在备煤车间中容易受到粉尘、空气等外界因素影响，导致控制功能出现障碍备煤控制对PLC系统的指令反应会受到诸多环境因素的影晌，比如压为、电流、温度等，即便PLC系统正在不断完善和升级，在备煤环节中仍显得控制吃力。
备煤环境的PLC控制关键在于强化PLC系统的抗干扰能为，可以从PLC系统的常见故障入手制定对应的措施PLC系统常见故障可以分为内部故障和外部故障两类，内部故障来自PLC系统自身，是其抗性能为不强的表现，需要增强PLC系统硬软件的抗性外部故障主要是由备煤车间环境因素引起的，可以对PLC系统设置保护装置，减少外界因素造成的影响不仅如此，还可以对备煤车间的生产环境进行优化，引入降尘系统、温控系统等，促进PLC系统的运行环境逐步改善。 4.2 装配煤系统中PLC的应用
在生产焦炭的过程中，需要将焦煤、肥煤、瘦煤和气煤按照一定比例进行混合，在焦炉中完成焦化焦化质量的关键在于四种煤的配比，因此，需要优化配比控制，提升焦化成效通常情况下，煤炭配比是根据四种煤的水分值和流量值来进行确定的，先设计配煤方案，再进行实际配煤在PLC系统的思想下，就可以设计出自动化的配煤系统。在配煤过程中，PLC系统主要是对配煤的停止启动、自动化配料、皮帶运输、速度等进行控制，其控制部分主要就是由配料控制模块和开关量构成的皮带停止启动信号和配料模块信号通过开关输入模块，可以实现对配料的选择和控制将配料模块的采样信号和给定流量进行对比，就可以使电机转速自动调整，按照信号改变下料量，以便实现精度控制。
现阶段，装车系统是煤炭行业实现利益最大化的关键因素，传统的装车系统是一种半自动化系统，很容易出现装车不均匀等问题，影响煤炭的运输成本，所以，通过 PLC控制系统对煤炭装车系统的改进能有效地提高企业的经济效益。为了节省时间，可以在火车倒车时利用轨道衡对每节空车厢的毛重进行记录及编号并用计算机对其进行动态跟踪，并且详细记录每一节车厢所需要的煤种和煤的需求量。最后进行自动化装煤，根据车厢编号所对应的数据信息启动事先编好号码的电机，所需煤经过煤仓到给煤皮带，最后到达卸料口装煤。通过给煤机设置不同的给煤量，铁牛牵引的速度和皮带传输的速度计算出车厢的毛重后再进行煤的平滑装卸。由于装卸不同的给煤量，所以应当根据情况实现传送带的跑空以免发生煤的浪费和污染。PLC控制系统的自动化装煤提高了装车的速度，也保证了装车系统的质量。
总结
PLC控制系统对于煤炭化工企业的自动化系统具有十分重要的作用。随着改革开放的不断加深，自动化技术越来越廣泛的被各行各业使用，而 PLC 控制系统可极大地提升自动化生产活动的可靠性，同时还能提升生产安全性，大大促进了企业的发展。本文对化工企业自动化系统中 PLC控制系统在煤炭应用进行了仔细分析，并客观详细地探讨了其原理和特点，为相关研究人员提供了一定帮助。
参考文献
[1] 卢恩贵，赵冬梅.矿井自动化排水的PLC实现[J].工矿自动化.2006（2）.
[2] 刘金龙.PLC控制系统在化工自动化系统中应用[J].中国新技术新产品，2011.
[3] 马云峰，樊俊秀. PLC系统设计分析[J].自动化技术与应用， 2006（2）.
[关键词]煤制油化工；化工自动化；PLC控制系统
中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0390-01
随着PLC控制技术的飞速发展，自动化领域也在不断变革。PLC技术主要用于生产过程总控制系统的控制和设计，是一种数字控制的电子计算机，通过程序的编排存储指令联通各种机械，完成对系统的控制。近几年的发展，随着 PLC 技术的不断完善，PLC控制技术在煤制油化工自动化中被广泛应用。
1 PLC控制系统综述
1.1 系统组成和工作原理
控制系统包括5 个组成部分，分别为编程器、中央处理器、输入输出模块、存储器和工作方式。
PLC控制系统的工作原理：通過对开关逻辑地控制，实现顺序控制。
PLC系统，即可编程序控制器，能编制各种控制程序，被广泛应用于控制化工工艺中的单机、多机群，实现对化工生产中的压力、流量、温度等工艺指标的闭环控制。在煤制油化工行业生产自动化系统中，PLC系统通过完成上述开关逻辑控制，得以实现化工生产过程的自动化，并且减少生产中因人为因素而造成的失误，预防发生生产事故。同时，在此过程中整个生产流程均被控制在预期的最佳工艺指标下，从而大大降低了动力和原料的消耗，实现节能减排的目标，进而提高设备利用率，延长设备使用寿命。
1.2 系统功能
PLC控制系统的功能，主要包括在化工自动化控制中的数据采集功能和化工工艺流程中的顺序控制功能这两方面。首先，数据采集功能在实际生产过程表现为，按照化工自动化控制系统所要求的模数转换精度、自动化扫描周期及模块采样速度等，通过曲线、文字、图表等各种形式采集和处理相关模拟量等生产流程实时信息，并组合成各种工艺运行情形实况，通过上位机配备的液晶顯示屏，展现出相应画面，从而使得操作员能够及时掌握机组运转状况。其次，化工工艺流程中的顺序控制功能这方面，将按PLC控制系统可选的功能组级及相应的单项控制方式，独立运行各子组级控制功能的启、停。在程序自动执行期间，如果出现任何运行故障，PLC控制系统将会立即发出中断运行的信号，可使正在运行的化工生产程序中断，并确保化工自动化控制处于安全状态，同时在中控室屏幕上将会显示出工艺程序中断的故障原因。
2 PLC控制系统硬件设计及工作原理
为了使 PLC 控制系统展现出的硬件设计更加形象化，我们可以从其的工作原理来进行分析。以 PLC 控制在工业混料的过程为例子来举例说明。混料自动控制系统主要包括上料称重/高混罐混合/冷混罐冷却降温等三个部分。控制过程如下：
按下循环开始按钮，开始上料，上料电机启动，PLC启动定时器通过负压依次将原料吸入称重料斗，称重并转存在料斗中，待设定时间到，PLC给出控制信号关闭上料电机，打开称重料斗的排料阀，将原料送入高混罐，此时高混电机启动。原来在高混罐中通过搅拌升温，直到达到混合的目的。在混合过程中热电偶遇将实时检测到的高混罐内的温度信号值，通过内部A/D转换器转换为数字信号，传给PLC系统。当到达高混罐设定温度，PLC发出控制信号，打开高混罐排料阀，将化合后的高温料送入冷混罐。此时，在PLC控制信号作用下，冷混电机启动，冷混水泵启动水循环使料降温，热电偶实时将冷混罐内的温度信号检测并转换为数字信号传送PLC，达到设定温度时冷混罐排料阀打开，进行排料，完成一次混料的过程。
3 PLC 控制系统的相关设计
3.1 硬件设计
硬件设计在 PLC 控制系统，由两部分组成 ：输入电路、输出电路。两者共同协作维持 PLC 控制系统的特性 ：安全性、可靠性、精确性等等。先以输入电路部分来说，其抗干扰能力的提升依靠加装电源净化原件的方式，采用双隔离技术进行脉冲干扰的发生频率。而对于其输出电路部分，由于其接触的通常是高频动作，因此有必要按照实际生产活动的工艺要求进行设计。
3.2 软件设计
软件设计在 PLC 控制系统，由两种程序构成 ：基本程序和模块化程序两种类型，又可以分成3种最为常见的结构方式，顺序结构、条件分支结构、循环结构。对此种程序进行设计时，一定要将独立程序对简单工艺的控制体现出来，严格的表现出计算机程序设计思想。
3.3 抗干扰设计
在 PLC控制系统中，一般通过采取屏蔽、布线以及隔离等设计方式来实现系统具有较强的抗干扰能力的目标。屏蔽指的是利用金属外壳将 PLC 控制系统包裹在内； 布线指的是将强电线路与弱电线路分开走线；而隔离指的是采用1：1的超隔离变压器把中性点经电容接地。
4.在煤制油化工自动化控制系统中的应用
4.1 备煤环节的PLC控制
备煤环节就是准备焦化原料，主要是在备煤车间进行相关工作备煤车间包括了受煤工段、破碎工段、配煤工段、混合室、传输机械等组成，还有部分辅助生产的设施部分企业使用先配煤冉粉碎的流程进行备煤处理，然后在混合室直接进行混合。备煤过程的设备众多、流程复杂，每个环节之间都形成了一定交叉PLC系统是自动化控制系统，在备煤车间中容易受到粉尘、空气等外界因素影响，导致控制功能出现障碍备煤控制对PLC系统的指令反应会受到诸多环境因素的影晌，比如压为、电流、温度等，即便PLC系统正在不断完善和升级，在备煤环节中仍显得控制吃力。
备煤环境的PLC控制关键在于强化PLC系统的抗干扰能为，可以从PLC系统的常见故障入手制定对应的措施PLC系统常见故障可以分为内部故障和外部故障两类，内部故障来自PLC系统自身，是其抗性能为不强的表现，需要增强PLC系统硬软件的抗性外部故障主要是由备煤车间环境因素引起的，可以对PLC系统设置保护装置，减少外界因素造成的影响不仅如此，还可以对备煤车间的生产环境进行优化，引入降尘系统、温控系统等，促进PLC系统的运行环境逐步改善。 4.2 装配煤系统中PLC的应用
在生产焦炭的过程中，需要将焦煤、肥煤、瘦煤和气煤按照一定比例进行混合，在焦炉中完成焦化焦化质量的关键在于四种煤的配比，因此，需要优化配比控制，提升焦化成效通常情况下，煤炭配比是根据四种煤的水分值和流量值来进行确定的，先设计配煤方案，再进行实际配煤在PLC系统的思想下，就可以设计出自动化的配煤系统。在配煤过程中，PLC系统主要是对配煤的停止启动、自动化配料、皮帶运输、速度等进行控制，其控制部分主要就是由配料控制模块和开关量构成的皮带停止启动信号和配料模块信号通过开关输入模块，可以实现对配料的选择和控制将配料模块的采样信号和给定流量进行对比，就可以使电机转速自动调整，按照信号改变下料量，以便实现精度控制。
现阶段，装车系统是煤炭行业实现利益最大化的关键因素，传统的装车系统是一种半自动化系统，很容易出现装车不均匀等问题，影响煤炭的运输成本，所以，通过 PLC控制系统对煤炭装车系统的改进能有效地提高企业的经济效益。为了节省时间，可以在火车倒车时利用轨道衡对每节空车厢的毛重进行记录及编号并用计算机对其进行动态跟踪，并且详细记录每一节车厢所需要的煤种和煤的需求量。最后进行自动化装煤，根据车厢编号所对应的数据信息启动事先编好号码的电机，所需煤经过煤仓到给煤皮带，最后到达卸料口装煤。通过给煤机设置不同的给煤量，铁牛牵引的速度和皮带传输的速度计算出车厢的毛重后再进行煤的平滑装卸。由于装卸不同的给煤量，所以应当根据情况实现传送带的跑空以免发生煤的浪费和污染。PLC控制系统的自动化装煤提高了装车的速度，也保证了装车系统的质量。
总结
PLC控制系统对于煤炭化工企业的自动化系统具有十分重要的作用。随着改革开放的不断加深，自动化技术越来越廣泛的被各行各业使用，而 PLC 控制系统可极大地提升自动化生产活动的可靠性，同时还能提升生产安全性，大大促进了企业的发展。本文对化工企业自动化系统中 PLC控制系统在煤炭应用进行了仔细分析，并客观详细地探讨了其原理和特点，为相关研究人员提供了一定帮助。
参考文献
[1] 卢恩贵，赵冬梅.矿井自动化排水的PLC实现[J].工矿自动化.2006（2）.
[2] 刘金龙.PLC控制系统在化工自动化系统中应用[J].中国新技术新产品，2011.
[3] 马云峰，樊俊秀. PLC系统设计分析[J].自动化技术与应用， 2006（2）.