孟鵬云 甘霖 劉?。ㄩL慶油田第一采油廠，陜西延安716000）

PLC在油庫泵房自動控制中的應(yīng)用

孟鵬云 甘霖 劉?。ㄩL慶油田第一采油廠，陜西延安716000）

傳統(tǒng)的油庫泵房是采用手工操作的，但是具有較低的效率，為了提高泵房的自動化程度，采用了現(xiàn)在工業(yè)運(yùn)用普遍的PLC控制程序。本篇論文重點(diǎn)介紹的是PLC在油庫泵房中的自動化控制，并且詳細(xì)地闡述了PLC控制器的益處。此文提供了控制流程圖和PLC系統(tǒng)控制的框架。

油庫泵房；PLC應(yīng)用；系統(tǒng)控制；益處

前言

集輸站一個十分重要的組成部分是輸油泵房，泵房可以實(shí)現(xiàn)油庫里面的發(fā)油、收油、轉(zhuǎn)輸、放空、倒灌等油罐車中底油的清掃工作。油庫泵房的操作內(nèi)容主要是指對油庫內(nèi)部的機(jī)泵的啟停、閥門的開啟以及檢測和監(jiān)視油泵的進(jìn)出部的壓力，同時還需要對電動機(jī)的電流和軸承的溫度進(jìn)行監(jiān)視，泵房在工作的時候，會因?yàn)樗鶛z測的點(diǎn)和閥門的數(shù)目太多會出現(xiàn)啟停，而程序啟停會減少很多時間，并且程序啟停對就技術(shù)有較高的要求。此外，泵房內(nèi)往往有很大的振動、很高的噪音和嚴(yán)重的污染，這些不利的因素會給操作的工人身體的健康帶來一定的危害。所以，提高泵房的工作效率，油庫實(shí)現(xiàn)程序自動化控制工作刻不容緩。

一、泵房使用PLC的益處

可編程序控制器（PLC）作為一種具備微處理器的控制器，其是由西門子公司在20世紀(jì)60年代末期開發(fā)研制出來的，而且在經(jīng)過研究人員的改進(jìn)后，又具備了更強(qiáng)的數(shù)據(jù)控制功能，且在控制邏輯順序方面也有著獨(dú)特的優(yōu)越性，可以很好地運(yùn)用在安全保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)。另外，PLC與繼電器組形成的控制裝置之間的區(qū)別就在于PLC的邏輯功能較強(qiáng)，靈活性較好，可靠性較高，且可以隨意改變程序；而繼電器組的功能就比較單一。

可編程序控制技術(shù)（PLC技術(shù)），利用了繼電器的許多技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，是為現(xiàn)代的工業(yè)環(huán)境而產(chǎn)生的，它可以直接去控制開關(guān)、啟閉電磁閥、交流的接觸線圈、指示燈和簡單的設(shè)計(jì)器。另外一個方面它的中央處理的單元是微處理器，有模擬量和數(shù)字量輸出輸入的功能之外，還具有順序控制、算法運(yùn)算、人機(jī)對話、遠(yuǎn)程控制、顯示、記錄和自檢的功能。它的硬件采用的是濾波、屏蔽、隔離以及模塊的結(jié)構(gòu)化和電源的保護(hù)和調(diào)整措施，使PLC的穩(wěn)定性和抗感擾能力大增。PLC軟件可以設(shè)置信息恢復(fù)和保護(hù)、故障診斷、斷電保護(hù)WDT和自檢程序等，這些設(shè)置使它的功能與可靠度要比普通的微機(jī)與繼電器高很多。編輯器可以采用對話的方式開展程序的調(diào)試和輸入。如果遇到工藝的流程和功能變化時，在不改變原理的條件下，PLC可以進(jìn)行修改，而不是大幅度的重新編制，這樣就使PLC的柔性大大加強(qiáng)。

可編程序控制器它的特點(diǎn)是體積小、壽命長久、耗能低，能采取之間嵌套的方式，沒必要進(jìn)行特別的安置，所以在條件惡劣、環(huán)境差，對輸入、出的響應(yīng)沒有多么高的要求，機(jī)泵的啟停、開閉的閥門控制的程序的場所，完全滿足其控制的要求，要比繼電器和微機(jī)控制性價比高很多。國外的工業(yè)早已經(jīng)廣泛推廣了PLC技術(shù)。美國的一家石油公司在上世紀(jì)8年代已經(jīng)把PLC應(yīng)用在石油體系中，而且還建立了控制中心和站之間的遠(yuǎn)程通信，巨大的PLC網(wǎng)絡(luò)控制形成了，達(dá)到了泵站和輸油管道自動控制的目的。

二、系統(tǒng)構(gòu)架

石油泵房操控重點(diǎn)包含：開關(guān)的運(yùn)作，泵機(jī)的啟動停止和泵機(jī)運(yùn)作關(guān)聯(lián)的變化的自主維護(hù)、監(jiān)督、警報，開關(guān)的壓力、液體位置、流量、狀況的表現(xiàn)等。

系統(tǒng)有各類傳感器將現(xiàn)場工況傳回，由PLC采集分析后根據(jù)現(xiàn)場工況和輸油要求控制泵房輸油，同時由上位機(jī)界面的內(nèi)容設(shè)備的狀態(tài)信息（運(yùn)行、停止、正常、故障等），現(xiàn)場數(shù)據(jù)（現(xiàn)場傳感器的反饋值等），控制功能（實(shí)現(xiàn)控制功能的按鈕等），設(shè)定信息（報警值修改、保存等）。如下圖所示：

系統(tǒng)硬件以西門子S7-300PLC系統(tǒng)，上位機(jī)采用力控組態(tài)軟件上位軟件，實(shí)現(xiàn)工藝流程，數(shù)據(jù)管理及報表打印等功能。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是一個開放的系統(tǒng)，其以總線為連接紐帶，將標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品以結(jié)點(diǎn)的形式納入系統(tǒng)。根據(jù)需要其總線可以擴(kuò)展到工業(yè)以太網(wǎng)，所以具有以上接口的產(chǎn)品都可以毫無障礙地納入供系統(tǒng)使用。硬件系統(tǒng)如下圖：

三、泵站裝置PLC自主操控體系的若干情況

1.泵房機(jī)器運(yùn)作參考數(shù)目的監(jiān)控、自主維護(hù)與警報

泵房機(jī)器運(yùn)作參考書目重點(diǎn)包括泵軸承載的溫度、泵機(jī)進(jìn)出口的負(fù)荷、電動機(jī)的電流。對泵房機(jī)器的運(yùn)作參考數(shù)只要采取監(jiān)控，無需精準(zhǔn)的測試與體現(xiàn)，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)目不正常，就進(jìn)行警報與自主維護(hù)。在泵的開口處設(shè)計(jì)電力式的調(diào)整開關(guān)，而不是設(shè)計(jì)自給力式調(diào)整壓力的開關(guān)，而電力開關(guān)的開合度是取決于泵器開口處所承受的壓力來操控的，所以就需要有泵器開口處精確的壓力測量指數(shù)。運(yùn)用裝置PLC較為簡單的就能完成泵站機(jī)器運(yùn)行的監(jiān)控、自主維護(hù)、警報，它的聯(lián)系如圖所示。

5圖 器運(yùn)作參考數(shù)監(jiān)視圖

可以選擇電動機(jī)聯(lián)合維護(hù)器來監(jiān)督電機(jī)的電流，它對于電動機(jī)的短路、堵塞、卻壓、過度承載、缺相、過度壓力都有自主維護(hù)功效，也能夠?qū)^度承載、缺相采取光聲警報，只要把自主維護(hù)信息錄入PLC，就可以操控和維護(hù)電機(jī)。機(jī)泵的承受溫度能夠采取間斷的警報器，如果承載高的溫度，熔絲斷裂，PLC就可以輸入斷開的開關(guān)，進(jìn)而發(fā)出警報與維護(hù)操控訊息。能夠采用壓力轉(zhuǎn)變器，來緩解泵口承載的壓力，把承受壓轉(zhuǎn)換為4-20mA直接信息，經(jīng)由A／D轉(zhuǎn)變錄入PLC，繼續(xù)開展計(jì)算對比，出來對應(yīng)的操控信息操控泵機(jī)與電卡。如果無需測試泵機(jī)出入口承載力，泵機(jī)出入口能夠設(shè)計(jì)為自給力式的開關(guān)，運(yùn)用承壓續(xù)電器檢查泵機(jī)出入口承受壓，它的經(jīng)常關(guān)閉出和PLC想接，從而PLC來監(jiān)控泵機(jī)的運(yùn)作。

2.檢查和體現(xiàn)開關(guān)狀況、壓力、流量、液位

PLC對于閥門開關(guān)度的操控能夠很好的完成，而在操控參數(shù)形狀方面則存在問題。由于它可以與電腦開展參數(shù)通訊，因此泵站中例如開關(guān)狀況、壓力、液位能夠經(jīng)由不同的傳輸器、變送器傳到PLC自己的A／D轉(zhuǎn)接塊，運(yùn)用PLC來計(jì)算對比，進(jìn)而經(jīng)由上部電腦與PLC來開展參數(shù)通訊，把參數(shù)錄入電腦來體現(xiàn)。上部電腦依據(jù)狀況發(fā)送操控命令給PLC，它就可以通過顯示出來的操作訊息操控泵機(jī)。同時也能夠在電腦上位機(jī)建造泵站管制過程圖，提現(xiàn)泵站每個方面承載壓、溫度、流量等信息，進(jìn)而達(dá)到完整的檢查泵站。體系如圖6所示。

6圖 信息、狀況監(jiān)測和展示體系圖

3.配置PLC自主操控體系的避免爆炸與安全性

石油存儲泵站是極為不安全的地方，需要在泵站里邊的所有電路開關(guān)、設(shè)施、轉(zhuǎn)換器等一定是能夠防止爆炸的，一切線路都要運(yùn)用鋼制管道在地下布局。泵站內(nèi)要和供電室用沒有縫隙的墻徹底隔開，全部的操控設(shè)備和監(jiān)視臺都在供電室里邊，供電室沒有防暴的硬性規(guī)定。若配置的有上部電腦，那就要把它安放在存油的核心操控室，以避免電力帶來的擾亂PLC的主機(jī)與I／O模塊的可靠性都很高，因此PLC油庫的泵房自控具有可靠很高。所以在配置泵房的器件和自動控制時，要注意選用可靠度高、性能好的器件和設(shè)備。

根據(jù)本文所介紹，PLC推廣在泵房系統(tǒng)中是可行的。PLC所控制的泵房，具有程度自動化高、維護(hù)方便、使用簡單、系統(tǒng)功能強(qiáng)等等特點(diǎn)，PLC的功能可以去改變和拓展，其優(yōu)越性要比其他的設(shè)備要好。PLC無論是在泵房系統(tǒng)中還是在機(jī)床中，都有廣泛的使用，此技術(shù)的廣泛使用，必將推起技術(shù)的革新，其價格成本會大大降低。在此過程中，PLC的功能模塊必有所增強(qiáng)，和未來的電機(jī)軟啟動與變頻技術(shù)相結(jié)合，油泵庫房的自動化程度會得到很大的進(jìn)步。

［1］廖常初：PLC可編程控制器應(yīng)用技術(shù)，重慶大學(xué)出版社（重慶），1996.

［2］羅誼（譯）：可編程序邏輯控制器（PLC）在管道控制中的應(yīng)用，國外油氣儲運(yùn)，1989（12）.

［3］莊興稼等：油品儲運(yùn)系統(tǒng)自動化，烴加工出版社（北京），1989.

［4］林茂欽等：軍用油庫，解放軍后勤工程學(xué)院（重慶），1982.