車正江

摘要：石油天然氣是國民經(jīng)濟的重要經(jīng)濟支柱之一，為了保證天然氣安全運輸，必須對天然氣運輸中的各項參數(shù)要時刻關注。本文主要結合筆者多年的工作經(jīng)驗，提出了PLC控制在石油天然氣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中應用，指出了PLC應用于該系統(tǒng)中的優(yōu)越性，給廣大同仁今后工作提供借鑒和參考意義。

關鍵詞：PLC 石油天然氣 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 應用

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）11-0001-01

石油天然氣是一種新型能源，為了保證該能源安全輸送到全國各地，保障國民經(jīng)濟的穩(wěn)步有序發(fā)展，必須實時監(jiān)測天然氣的各項參數(shù)指標，如何及時準確獲取這些參數(shù)指標，以往通過人工現(xiàn)場測量，一方面由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，工作人員工作較為艱苦，另一方面手工測量也極為不準確[1]。如何準確及時獲取有效數(shù)據(jù)，已經(jīng)成為擺在廣大石油工作者面前的一大難題，為了解決這一難題，筆者結合自身多年的實際工作經(jīng)驗，提出了一種基于PLC控制的石油天然氣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以有效地收集由現(xiàn)場傳輸回來的數(shù)據(jù)，并且實時監(jiān)控，在西氣東輸項目中起到舉足輕重的作用。

1 PLC控制簡介

Programmable Logic Controller（PLC），可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程[2]。該控制器主要包括電源、中央處理單元、存儲器、輸入輸出接口電路、功能模塊以及通信模塊等單元。其具有工作方便、編程簡單、功能強大，可靠性較強、抗干擾能力強等優(yōu)勢。文章將PLC應用于石油天然氣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以大大提高了該系統(tǒng)的可靠性和準確性，使用方便，編程簡單，方便工作人員操作。

2 系統(tǒng)原理

2.1 系統(tǒng)組成

該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制框圖如圖1所示。現(xiàn)場測量儀器，包括流量計、溫度計，壓力傳感器等，將測量到的壓力、溫度、流量以及液位等參數(shù)值通過遠程傳輸方式傳送至工業(yè)控制計算機和PLC，上位機對所收集的數(shù)據(jù)進行計算，存儲，最終顯示在電腦屏幕中，在監(jiān)控界面顯示各個參數(shù)的實際值，顯示整個系統(tǒng)的實際工作狀態(tài)，同時，上位機通過PLC對現(xiàn)場采集系統(tǒng)發(fā)送控制指令[3]。PLC根據(jù)現(xiàn)場所采集數(shù)據(jù)以及上位機發(fā)送指令進行操作和運行。

2.2 系統(tǒng)工作原理

由圖1所示，在現(xiàn)場安裝相關的流量測量儀、溫度傳感器、液位傳感器、壓力傳感器等，通過測量現(xiàn)場的流量、溫度、流量以及壓力數(shù)值，通過模數(shù)轉化模塊將現(xiàn)場的模擬信號轉換成數(shù)字信號，通過無線傳輸介質(zhì)，傳輸至PLC和工業(yè)控制計算機，再經(jīng)過上位機數(shù)模轉換模塊，將接收的數(shù)字信號轉換成模擬信號，并且經(jīng)過計算機運算，顯示在大屏幕上[4]。這時，屏幕上會顯示整個系統(tǒng)的實時監(jiān)控界面，各個參數(shù)指標在相應的位置顯示，并且存儲數(shù)據(jù)。上位機還可以對PLC發(fā)送控制指令，PLC接受控制指令，控制電磁閥1至3做出相應的動作。

2.3 系統(tǒng)硬件

工業(yè)控制計算機配置為：奔騰800CPU，512MB內(nèi)存，120G硬盤、PLC選用擇西門子系列STEP7-200，輸入模塊是8路數(shù)字信號輸入，輸出模塊是8路模擬信號，溫度測量選用標準鉑電阻溫度變送器；流量測量選用脈沖量輸出的橢圓齒輪流量計，壓力測量儀選取0-2.5MPA，液位測量選用微差壓雙法蘭變送器，一個帶1個輸入端的常閉防爆電磁閥[5]。

2.4 系統(tǒng)軟件設計

計算機軟件主要分PLC編程和工控機編程，工控機編程部分主要采用VB編程，采用模塊化程序思想，對各個模塊進行程序設計，在主程序中進行調(diào)用；對于PLC編程部分，采用梯形圖進行編寫程序，實現(xiàn)對各個指令的操作。

3 結語

綜上所述，在原有的石油天然氣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中增加PLC控制模塊，對于該系統(tǒng)是一個很大的飛躍，為系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集和分析提供了可靠的保證。經(jīng)過多年的實際操作驗證，該系統(tǒng)給天然氣運輸提供了準確可靠的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還在一定程度上解決了以往手工測量的繁瑣性。該系統(tǒng)憑借其優(yōu)越性，為天然氣西氣東輸建設打下良好基礎，將不斷推動西氣東輸項目的有序穩(wěn)步發(fā)展。

參考文獻

[1]蘇鵬.基于PLC的石油儲運監(jiān)控系統(tǒng)的研究[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2013，（16）：115.

[2]許興貴，胡長松.基于PLC的油井計量站數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)設計[J].石油儀器，2005，19（2）：22-24.

[3]楊忠強，牟乃渠，顧亞雄等.基于PLC的天然氣壓縮機監(jiān)控系統(tǒng)設計[J].自動化應用，2013，（11）：74-75，82.

[4]施磊，王敏.石油儲運自動化系統(tǒng)的組成應用[J].中國化工貿(mào)易，2013，（11）：75.

[5]宗秀玲.基于PLC的螺桿泵檢測臺數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)研究[D].蘭州理工大學，2013.