PLC在油库泵房自动控制中的应用

2022-11-01

前言

集输站一个十分重要的组成部分是输油泵房, 泵房可以实现油库里面的发油、收油、转输、放空、倒灌等油罐车中底油的清扫工作。油库泵房的操作内容主要是指对油库内部的机泵的启停、阀门的开启以及检测和监视油泵的进出部的压力, 同时还需要对电动机的电流和轴承的温度进行监视, 泵房在工作的时候, 会因为所检测的点和阀门的数目太多会出现启停, 而程序启停会减少很多时间, 并且程序启停对就技术有较高的要求。此外, 泵房内往往有很大的振动、很高的噪音和严重的污染, 这些不利的因素会给操作的工人身体的健康带来一定的危害。所以, 提高泵房的工作效率, 油库实现程序自动化控制工作刻不容缓。

一、泵房使用PLC的益处

可编程序控制器 (PLC) 作为一种具备微处理器的控制器, 其是由西门子公司在20世纪60年代末期开发研制出来的, 而且在经过研究人员的改进后, 又具备了更强的数据控制功能, 且在控制逻辑顺序方面也有着独特的优越性, 可以很好地运用在安全保护系统内。另外, PLC与继电器组形成的控制装置之间的区别就在于PLC的逻辑功能较强, 灵活性较好, 可靠性较高, 且可以随意改变程序;而继电器组的功能就比较单一。

可编程序控制技术 (PLC技术) , 利用了继电器的许多技术优点, 是为现代的工业环境而产生的, 它可以直接去控制开关、启闭电磁阀、交流的接触线圈、指示灯和简单的设计器。另外一个方面它的中央处理的单元是微处理器, 有模拟量和数字量输出输入的功能之外, 还具有顺序控制、算法运算、人机对话、远程控制、显示、记录和自检的功能。它的硬件采用的是滤波、屏蔽、隔离以及模块的结构化和电源的保护和调整措施, 使PLC的稳定性和抗感扰能力大增。PLC软件可以设置信息恢复和保护、故障诊断、断电保护WDT和自检程序等, 这些设置使它的功能与可靠度要比普通的微机与继电器高很多。编辑器可以采用对话的方式开展程序的调试和输入。如果遇到工艺的流程和功能变化时, 在不改变原理的条件下, PLC可以进行修改, 而不是大幅度的重新编制, 这样就使PLC的柔性大大加强。

可编程序控制器它的特点是体积小、寿命长久、耗能低, 能采取之间嵌套的方式, 没必要进行特别的安置, 所以在条件恶劣、环境差, 对输入、出的响应没有多么高的要求, 机泵的启停、开闭的阀门控制的程序的场所, 完全满足其控制的要求, 要比继电器和微机控制性价比高很多。国外的工业早已经广泛推广了PLC技术。美国的一家石油公司在上世纪8年代已经把PLC应用在石油体系中, 而且还建立了控制中心和站之间的远程通信, 巨大的PLC网络控制形成了, 达到了泵站和输油管道自动控制的目的。

二、系统构架

石油泵房操控重点包含:开关的运作, 泵机的启动停止和泵机运作关联的变化的自主维护、监督、警报, 开关的压力、液体位置、流量、状况的表现等。

系统有各类传感器将现场工况传回, 由PLC采集分析后根据现场工况和输油要求控制泵房输油, 同时由上位机界面的内容设备的状态信息 (运行、停止、正常、故障等) , 现场数据 (现场传感器的反馈值等) , 控制功能 (实现控制功能的按钮等) , 设定信息 (报警值修改、保存等) 。如下图所示:

系统硬件以西门子S7-300PLC系统, 上位机采用力控组态软件上位软件, 实现工艺流程, 数据管理及报表打印等功能。本系统的设计思想是一个开放的系统, 其以总线为连接纽带, 将标准产品以结点的形式纳入系统。根据需要其总线可以扩展到工业以太网, 所以具有以上接口的产品都可以毫无障碍地纳入供系统使用。硬件系统如下图:

三、泵站装置PLC自主操控体系的若干情况

1. 泵房机器运作参考数目的监控、自主维护与警报

泵房机器运作参考书目重点包括泵轴承载的温度、泵机进出口的负荷、电动机的电流。对泵房机器的运作参考数只要采取监控, 无需精准的测试与体现, 如果发现数目不正常, 就进行警报与自主维护。在泵的开口处设计电力式的调整开关, 而不是设计自给力式调整压力的开关, 而电力开关的开合度是取决于泵器开口处所承受的压力来操控的, 所以就需要有泵器开口处精确的压力测量指数。运用装置PLC较为简单的就能完成泵站机器运行的监控、自主维护、警报, 它的联系如图所示。

可以选择电动机联合维护器来监督电机的电流, 它对于电动机的短路、堵塞、却压、过度承载、缺相、过度压力都有自主维护功效, 也能够对过度承载、缺相采取光声警报, 只要把自主维护信息录入PLC, 就可以操控和维护电机。机泵的承受温度能够采取间断的警报器, 如果承载高的温度, 熔丝断裂, PLC就可以输入断开的开关, 进而发出警报与维护操控讯息。能够采用压力转变器, 来缓解泵口承载的压力, 把承受压转换为4-20m A直接信息, 经由A/D转变录入PLC, 继续开展计算对比, 出来对应的操控信息操控泵机与电卡。如果无需测试泵机出入口承载力, 泵机出入口能够设计为自给力式的开关, 运用承压续电器检查泵机出入口承受压, 它的经常关闭出和PLC想接, 从而PLC来监控泵机的运作。

2. 检查和体现开关状况、压力、流量、液位

PLC对于阀门开关度的操控能够很好的完成, 而在操控参数形状方面则存在问题。由于它可以与电脑开展参数通讯, 因此泵站中例如开关状况、压力、液位能够经由不同的传输器、变送器传到PLC自己的A/D转接块, 运用PLC来计算对比, 进而经由上部电脑与PLC来开展参数通讯, 把参数录入电脑来体现。上部电脑依据状况发送操控命令给PLC, 它就可以通过显示出来的操作讯息操控泵机。同时也能够在电脑上位机建造泵站管制过程图, 提现泵站每个方面承载压、温度、流量等信息, 进而达到完整的检查泵站。体系如图6所示。

3. 配置PLC自主操控体系的避免爆炸与安全性

石油存储泵站是极为不安全的地方, 需要在泵站里边的所有电路开关、设施、转换器等一定是能够防止爆炸的, 一切线路都要运用钢制管道在地下布局。泵站内要和供电室用没有缝隙的墙彻底隔开, 全部的操控设备和监视台都在供电室里边, 供电室没有防暴的硬性规定。若配置的有上部电脑, 那就要把它安放在存油的核心操控室, 以避免电力带来的扰乱PLC的主机与I/O模块的可靠性都很高, 因此PLC油库的泵房自控具有可靠很高。所以在配置泵房的器件和自动控制时, 要注意选用可靠度高、性能好的器件和设备。

根据本文所介绍, PLC推广在泵房系统中是可行的。PLC所控制的泵房, 具有程度自动化高、维护方便、使用简单、系统功能强等等特点, PLC的功能可以去改变和拓展, 其优越性要比其他的设备要好。PLC无论是在泵房系统中还是在机床中, 都有广泛的使用, 此技术的广泛使用, 必将推起技术的革新, 其价格成本会大大降低。在此过程中, PLC的功能模块必有所增强, 和未来的电机软启动与变频技术相结合, 油泵库房的自动化程度会得到很大的进步。

摘要：传统的油库泵房是采用手工操作的, 但是具有较低的效率, 为了提高泵房的自动化程度, 采用了现在工业运用普遍的PLC控制程序。本篇论文重点介绍的是PLC在油库泵房中的自动化控制, 并且详细地阐述了PLC控制器的益处。此文提供了控制流程图和PLC系统控制的框架。

关键词：油库泵房,PLC应用,系统控制,益处