PLC在管道自動(dòng)控制系統(tǒng)中的實(shí)踐及型號(hào)的選擇

周傳奇 陳庚

（云南大紅山管道有限公司，云南昆明 650302）

PLC在管道自動(dòng)控制系統(tǒng)中的實(shí)踐及型號(hào)的選擇

周傳奇 陳庚

（云南大紅山管道有限公司，云南昆明 650302）

隨著科技的不斷發(fā)展，可編程控制器功能完善，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維護(hù)方便，可靠性高等特點(diǎn)。其在使用上結(jié)合上位機(jī)，能夠采取分層次的控制方法，所以，在石油、化工等企業(yè)中，可編程序控制系統(tǒng)得到了較為廣泛地應(yīng)用。在漿體管道中，都會(huì)設(shè)計(jì)PLC系統(tǒng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)泵站的控制，對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而能夠?qū)υO(shè)備自動(dòng)化的監(jiān)控作用。本文通過對(duì)管道自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要特征進(jìn)行分析，分析可編程序控制器在管道自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，分析管道自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要特征，從而能夠?qū)删幊炭刂葡到y(tǒng)進(jìn)行選型。

管道自動(dòng)控制 可編程控制器 型號(hào)選擇

1 PLC的基本功能和構(gòu)成分析

PLC系統(tǒng)一般由中央處理器、儲(chǔ)存器以及通訊系統(tǒng)構(gòu)成的，中央處理器能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行讀取和儲(chǔ)存，按照設(shè)計(jì)開發(fā)的程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，使PLC能夠具備基本的智能化特點(diǎn)，完成各項(xiàng)任務(wù)。I/O接口是用來接收外部設(shè)備信號(hào)和發(fā)出控制信號(hào)的，通訊的接口主要實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話，能夠與不同的設(shè)備連接起來，可以與監(jiān)視器、打印機(jī)等應(yīng)用設(shè)備連接。

現(xiàn)在，PLC系統(tǒng)已經(jīng)具有了較為完備的體系，其功能也是多元化的，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和儲(chǔ)存，能夠與互聯(lián)網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控與管理。這些功能都在管道的控制中得到了廣泛地使用，所以，其在漿體管道自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用也日漸成熟。

2 管道自動(dòng)控制系統(tǒng)的特征和PLC的效果

2.1 管道自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成

管道自動(dòng)控制系統(tǒng)（如圖1所示）是由控制中心、遠(yuǎn)程終端設(shè)備和相關(guān)的通信設(shè)備構(gòu)成的?？刂浦行氖菍?duì)整個(gè)管道的監(jiān)視和控制，遠(yuǎn)程終端設(shè)備一般是對(duì)泵站和輔助系統(tǒng)的管理?？刂浦行呐c通訊設(shè)備連接，從而能夠結(jié)合遠(yuǎn)程終端設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)了對(duì)加壓泵站運(yùn)行的管理。在整個(gè)線路中能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控的效果，而且還能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)。

管道自動(dòng)控制系統(tǒng)使用的領(lǐng)域更加廣泛，而且會(huì)涉及到很多應(yīng)用，能夠?qū)Υ竺娣e的設(shè)備進(jìn)行管理。其在控制泵站的時(shí)候，能夠同時(shí)對(duì)長距離漿體管道所有泵站同時(shí)控制?？刂浦行哪軌?qū)φ麄€(gè)遠(yuǎn)程終端設(shè)備進(jìn)行控制，而且能夠?qū)崟r(shí)對(duì)所有的泵站進(jìn)行掃描，管道自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)了對(duì)泵站的高效的控制。

2.2 管道數(shù)據(jù)采集和控制的特征

圖1 管道自動(dòng)控制系統(tǒng)

在管道的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，在對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集時(shí)，能夠采集不同的信號(hào)，這些信號(hào)主要有模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)和脈沖信號(hào)等。模擬信號(hào)主要是對(duì)傳感器信號(hào)的采集，一般是對(duì)管道壓力、濃度、設(shè)備的電流和電壓進(jìn)行采集分析。在管道中，對(duì)泵站出口的壓力、入口濃度等進(jìn)行控制，這些都是通過對(duì)模擬信號(hào)的采集分析后通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字信號(hào)主要是對(duì)加壓泵以及輔助設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行分析的，能夠顯示運(yùn)行情況，對(duì)泵站和管道中各類電氣設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，分析高壓開關(guān)柜和低壓配電柜的投入運(yùn)行信號(hào)，能夠根據(jù)用戶的需求設(shè)計(jì)進(jìn)行監(jiān)控。在使用漿體管道的時(shí)候，能夠?qū)Ρ谜救肟诘膲毫蜐舛冗M(jìn)行分析，如果泵站入口的壓力和濃度過低，就可以采用報(bào)警的方式，提高泵站入口的壓力和濃度，如果加壓泵的出口壓力過高，也可以直接通過控制系統(tǒng)自動(dòng)的降低加壓泵的速度。如果加壓泵在運(yùn)行的過程中發(fā)生了不穩(wěn)定因素，或者加壓泵的輔助設(shè)備出現(xiàn)了問題，都可以采取報(bào)警的方式防止問題的進(jìn)一步惡化。

在管道自動(dòng)控制系統(tǒng)中，要進(jìn)行集中控制，需要相應(yīng)的保護(hù)措施，并且可以使用緊急停機(jī)來防止事故的發(fā)生，在大多數(shù)使用中，必須保證有多重保護(hù)，特別是管道出口壓力可以通過控制系統(tǒng)在實(shí)際出口值達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)降低加壓泵的速度來降低出口壓力，保證管道安全，這是通過設(shè)計(jì)定值的方式，這樣的控制主要是對(duì)管道輸送壓力進(jìn)行限制，確保泵站出口壓力不能過高。

2.3 PLC在管道自動(dòng)控制系統(tǒng)中的效果

在管道自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PLC通過與遠(yuǎn)程終端設(shè)備連接，在人機(jī)界面上能夠監(jiān)測各類設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，通過通訊設(shè)備，能夠分析泵站和輔助系統(tǒng)的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備的自動(dòng)化的管理。而云南大紅山鐵精礦管道總里程達(dá)352公里，全部實(shí)現(xiàn)PLC控制，集中遠(yuǎn)程監(jiān)控，無人值守，智能保護(hù)，自動(dòng)化系統(tǒng)集成在云南大紅山管道的應(yīng)用值得推廣。

3 管道自動(dòng)控制系統(tǒng)中選擇PLC的要求

在管道自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，應(yīng)該進(jìn)行綜合的考慮，分析PLC的型號(hào)，確定I/O的點(diǎn)數(shù)。在對(duì)PLC的結(jié)構(gòu)和安裝的方式進(jìn)行選擇的過程中，應(yīng)該將其結(jié)構(gòu)分成不同的模塊，然后分析不同模塊的擴(kuò)展功能，在對(duì)PLC進(jìn)行安裝時(shí)，可以進(jìn)行集中的安裝，也可以進(jìn)行分散化的安裝，要按照管道自動(dòng)控制系統(tǒng)的特征，運(yùn)用不同的分布方式。整個(gè)系統(tǒng)需要分析其可靠性，尤其是在管道自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行中，如果PLC發(fā)生了問題，那么就會(huì)產(chǎn)生一系列的連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致管道自動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)操作的安全問題，所以，要完善PLC系統(tǒng)，使管道自動(dòng)控制系統(tǒng)的故障發(fā)生率最低。為了能夠使PLC與控制中心的連接，所以，在選擇PLC的時(shí)候，盡量選擇兼容性高的接口。

4 結(jié)語

現(xiàn)在，PLC的應(yīng)用越來越廣泛，能夠在整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中得到應(yīng)用，特別是在云南大紅山鐵精礦管道的應(yīng)用，現(xiàn)已形成“3進(jìn)3出”覆蓋云南滇中區(qū)域的漿體物料管道輸送網(wǎng)絡(luò)，輸送能力達(dá)到每年900萬噸，開創(chuàng)了世界范圍內(nèi)漿體管道輸送的先河，其控制難度、復(fù)雜程度為世界前列，在管道自動(dòng)化系統(tǒng)集成具有示范作用，通過系統(tǒng)集成并結(jié)合PLC系統(tǒng)的使用，能夠使設(shè)備的故障率降低，而且能夠提高設(shè)備使用的效率，運(yùn)用模塊化的裝備，實(shí)現(xiàn)電氣成套設(shè)備、儀器儀表的監(jiān)視和控制。

［1］王杰.PLC在管道自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用及選型［J］.天然氣與石油，2011，03：35-38.

［2］危先高.PLC在煤礦水泵自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.電子世界，2014，11：95-96.