浅析PLC控制系统在输油站的应用

在今天, 计算机系统已经应用到我们生活中的各个领域。而在输油管道的运行和监测过程中, 自动化程度也越来越高, 由于自动化程序的广泛应用管道工作效率以及相关管理已经得到了质的飞跃。

一、认识PLC控制系统

PLC系统将微处理器作为整体核心, 通过软件编程得到可以代替传统继接硬接线逻辑的控制逻辑, 是一种新型控制设备, 将计算机、通信、自动化三大技术融为一体。

PLC具有广泛的适用领域、强劲的应用功能, 同时其本身也具有这小体积、轻重量、低能耗、高可信度、强抗干扰能力等一系列优点。而在编程过程中可以使用自然语言也使得PLC更容易上手和使用。同时对他的后期维护以及各种情况变化也很容易应对, 可以说PLC囊括了计算机和继电器各自的优点:一方面保留了容易控制、方便后期维护的特点, 另一方面又增加了计算机所具有的广泛性、灵活性。正因如此它已经被广泛的使用在各个领域。

在当前PLC主要在开关量逻辑控制、运动控制、过程控制 (PID闭环控制) 、数据处理、通信联网 (构成工业控制网络) 等方面发挥作用, 而在输油站中也主要是使用它的过程控制。

二、PLC控制系统在输油站的重要性

在输油站的控制系统中, 全性和保密性是对整个控制系统的核心要求。而PLC控制设备就是一种通过高科技集成电路技术、强劲的抗干扰技术以及优良的生产工艺而构成的具有极强可靠性与抗干扰能力的设备。相比其他规模相同的继电接触器系统:

1. PLC接线与接点数量极少, 可以减少故障率, 便于维护;

2. 同时自身的硬件故障自我检测也可以更加主动的发现问题, 避免故障发生;

3. 同时还可以通过对外围器件的自我检测程序的编入来实现整体的自我诊断、自我保护;

在今天PLC的规模在不断扩大, 其相关设备层出不穷也更加实用, 同时在逻辑处理、数据运算等各项功能上也在不断进行改善, 正因为如此其应用性也在不断拓宽。在这其中就主要包括对石油领域的工控设备, 由于其接口与编程都相对容易, 这就更加便于各项非专业工业控制领域的应用。在输油站的控制应用方面, 将一般的接线逻辑代替为储存逻辑, 这就加速了设计的速度, 同时在后期不论是进行维护还是根据实际性的改造都会更加便利。值得强调的是, 即使处在脱离上位好机的情况PLC仍然可以根据已经设定好的程序进行运行, 这就更加强化了系统的可信赖度。

三、PLC控制系统在输油站的运用

1. 输油站应用PLC系统背景

在一般的石油输油站内, 公司一般会以提升输油站站点的设备水平及相关控制的自动化程度为目的, 借助PLC对现有系统进行改造。通常在输油站内主要应用的是加压间歇的方式, 通过石油网络输送石油。当前站内大多数已经存在的主要控制系统有电动机、输油泵、储油罐、输油管、储油罐、拱顶罐等其他常见设备。而输油站的目的都是希望借助PLC对当前输油站的生产管理与监控系统的自动化进行质的提升。

2. PLC控制系统的设计

石油站的控制系统主要是借助PLC自动化监控系统进行控制、记录和存储站内的各项参数变化, 并对变化过程进行全程的监控。监控系统会对石油的温度、压力、流量、液位、泵阀和电控系统的电压、电流等各个相关参数以及变化情况进行严格的、动态的监控, 同时起到检测和预警的作用。在设计的时候关键是对硬件、软件、监测点、启停泵、扩展性的设计方面进行合理设计, 其中:

硬件设计部分主要包括工控机、现场执行部件、PLC下位机、传感器和配线;

软件部分由PLC、数据和监控软件构成;

根据实际情况选用合适的传感器及I O点、模块、统计表;

设计站控系统, 由启停泵对开关阀进行控制;

设计联锁、优先级、自动化PID密闭环等方便进行全程自动化监控。

PLC控制系统的执行

在一般具备十万立方的储油罐的输油站中, 通过雷达液位计对输油站的液位进行测量。在进行输油时, 储油罐内原油液位的自身压差给输油泵入口提供压力, 以保证输油泵正常运行。在这其中出站调节阀起到重要作用, 要求事先在PLC上位机设定好压力、流量等参数, 由气动调节阀自行调节, 在输油过程中通过出站调节阀对输油量进行控制。在PLC控制程序中, 要求主程序对输入、输出量程调用“SCALE”进行转换, 将输入A D转换后的数字量转换为上下限间的液位高度, 将输出的操作值转换为0-27648之间的一个数字量, 结果输出给模拟量输出存储器。PLC开始阶段运行初始化程序时, 对第一个扫描周期进行参数的初始化, 将水位设定值、PLC控制参数赋初值, 全面运行PLC系统执行。

3. PLC控制系统的监控

PLC对站控系统参数采集, 之后传送如上位机, 接受对应指令来控制输油站。采集的内容有开关量、标准的模拟量信号、脉冲信号、数字信号, 通过开关、模拟量和PLC调节量等控制输出信号。在PLC监控系统中包括输入指标、开关状态检测、输出指标等主要技术指标, PLC运用于在输油站站控系统中时, 一般按照500ms/周期对于当前的模拟量信号给予动态检测, 并把通道内容储存, 之后将指针加1, 并观察指针是否超出范围。如果超出便将00000再赋给指针, 令其再从存储区开始处存数。PLC将现场仪表输出的脉冲量当成高速计数输入, 通过单元采集并计算信号的频率。信号可由通讯口连接到PLC的ASCU模块, 进行整体控制以达到控制转换误差的目的。同时脉冲丢失及信号干扰问题可通过定时中断法执行采集子程序来避免。

摘要：在当今科技不断应用在各个领域的时代, 计算机系统也已经在输油管道的运行和监测过程中得到使用。自动化程度也越来越高, 由于自动化程序的广泛应用管道工作效率以及相关管理已经得到了质的飞跃。本文主要对PLC控制系统在输油站的应用进行了分析, 在认识了PLC控制系统同时了解到PLC控制系统在输油站的重要性以后对PLC控制系统在输油站的运用进行了分析。

关键词：PLC控制系统,输油站,系统应用