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

　　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。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。

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。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个转换触点接plc的输出触点，由plc编程控制。这个多路开关切换电路简单实用，而且节省了大量投资，实践证明，该电路在控制精度上完全满足用户的需要。

3.2　软件设计

　　在计算机与plc集成控制系统的软件设计中，也采用了许多新的设计思想。

　　仍以润滑油生产车间为例，按照用户提出的72种润滑油的生产工艺和技术要求，如果用常规方法编程，需要12台plc基本模块。为节约投资，我们充分利用plc的文件寄存器(2000点)，用逐项查表的方法编写了1个72种润滑油的通用程序，用1台plc基本模块带2台plc扩展模块的方式完成了过去需要12台plc才能实现的功能。

　　我们选用了三菱公司生产的fx系列的可编程序控制器，文件寄存器共计2 000点(d1000～d2999)。为节约程序内存，充分利用plc本身提供的指令资源，我们选用了字传送方式，用1个16bit的字来控制plc触点的16个输出触点，