PLC在油庫泵房自動控制中的應用

孟鵬云 甘霖 劉琛（長慶油田第一采油廠，陜西延安716000）

PLC在油庫泵房自動控制中的應用

孟鵬云 甘霖 劉琛（長慶油田第一采油廠，陜西延安716000）

傳統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，采用了現在工業運用普遍的PLC控制程序。本篇論文重點介紹的是PLC在油庫泵房中的自動化控制，并且詳細地闡述了PLC控制器的益處。此文提供了控制流程圖和PLC系統控制的框架。

油庫泵房；PLC應用；系統控制；益處

前言

集輸站一個十分重要的組成部分是輸油泵房，泵房可以實現油庫里面的發油、收油、轉輸、放空、倒灌等油罐車中底油的清掃工作。油庫泵房的操作內容主要是指對油庫內部的機泵的啟停、閥門的開啟以及檢測和監視油泵的進出部的壓力，同時還需要對電動機的電流和軸承的溫度進行監視，泵房在工作的時候，會因為所檢測的點和閥門的數目太多會出現啟停，而程序啟停會減少很多時間，并且程序啟停對就技術有較高的要求。此外，泵房內往往有很大的振動、很高的噪音和嚴重的污染，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，油庫實現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60年代末期開發研制出來的，而且在經過研究人員的改進后，又具備了更強的數據控制功能，且在控制邏輯順序方面也有著獨特的優越性，可以很好地運用在安全保護系統內。另外，PLC與繼電器組形成的控制裝置之間的區別就在于PLC的邏輯功能較強，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（PLC技術），利用了繼電器的許多技術優點，是為現代的工業環境而產生的，它可以直接去控制開關、啟閉電磁閥、交流的接觸線圈、指示燈和簡單的設計器。另外一個方面它的中央處理的單元是微處理器，有模擬量和數字量輸出輸入的功能之外，還具有順序控制、算法運算、人機對話、遠程控制、顯示、記錄和自檢的功能。它的硬件采用的是濾波、屏蔽、隔離以及模塊的結構化和電源的保護和調整措施，使PLC的穩定性和抗感擾能力大增。PLC軟件可以設置信息恢復和保護、故障診斷、斷電保護WDT和自檢程序等，這些設置使它的功能與可靠度要比普通的微機與繼電器高很多。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。

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

二、系統構架

石油泵房操控重點包含：開關的運作，泵機的啟動停止和泵機運作關聯的變化的自主維護、監督、警報，開關的壓力、液體位置、流量、狀況的表現等。

系統有各類傳感器將現場工況傳回，由PLC采集分析后根據現場工況和輸油要求控制泵房輸油，同時由上位機界面的內容設備的狀態信息（運行、停止、正常、故障等），現場數據（現場傳感器的反饋值等），控制功能（實現控制功能的按鈕等），設定信息（報警值修改、保存等）。如下圖所示：

系統硬件以西門子S7-300PLC系統，上位機采用力控組態軟件上位軟件，實現工藝流程，數據管理及報表打印等功能。本系統的設計思想是一個開放的系統，其以總線為連接紐帶，將標準產品以結點的形式納入系統。根據需要其總線可以擴展到工業以太網，所以具有以上接口的產品都可以毫無障礙地納入供系統使用。硬件系統如下圖：

三、泵站裝置PLC自主操控體系的若干情況

1.泵房機器運作參考數目的監控、自主維護與警報

泵房機器運作參考書目重點包括泵軸承載的溫度、泵機進出口的負荷、電動機的電流。對泵房機器的運作參考數只要采取監控，無需精準的測試與體現，如果發現數目不正常，就進行警報與自主維護。在泵的開口處設計電力式的調整開關，而不是設計自給力式調整壓力的開關，而電力開關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。運用裝置PLC較為簡單的就能完成泵站機器運行的監控、自主維護、警報，它的聯系如圖所示。

5圖 器運作參考數監視圖

可以選擇電動機聯合維護器來監督電機的電流，它對于電動機的短路、堵塞、卻壓、過度承載、缺相、過度壓力都有自主維護功效，也能夠對過度承載、缺相采取光聲警報，只要把自主維護信息錄入PLC，就可以操控和維護電機。機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，進而發出警報與維護操控訊息。能夠采用壓力轉變器，來緩解泵口承載的壓力，把承受壓轉換為4-20mA直接信息，經由A／D轉變錄入PLC，繼續開展計算對比，出來對應的操控信息操控泵機與電卡。如果無需測試泵機出入口承載力，泵機出入口能夠設計為自給力式的開關，運用承壓續電器檢查泵機出入口承受壓，它的經常關閉出和PLC想接，從而PLC來監控泵機的運作。

2.檢查和體現開關狀況、壓力、流量、液位

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

6圖 信息、狀況監測和展示體系圖

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、設施、轉換器等一定是能夠防止爆炸的，一切線路都要運用鋼制管道在地下布局。泵站內要和供電室用沒有縫隙的墻徹底隔開，全部的操控設備和監視臺都在供電室里邊，供電室沒有防暴的硬性規定。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、性能好的器件和設備。

根據本文所介紹，PLC推廣在泵房系統中是可行的。PLC所控制的泵房，具有程度自動化高、維護方便、使用簡單、系統功能強等等特點，PLC的功能可以去改變和拓展，其優越性要比其他的設備要好。PLC無論是在泵房系統中還是在機床中，都有廣泛的使用，此技術的廣泛使用，必將推起技術的革新，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，和未來的電機軟啟動與變頻技術相結合，油泵庫房的自動化程度會得到很大的進步。

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

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

［3］莊興稼等：油品儲運系統自動化，烴加工出版社（北京），1989.

［4］林茂欽等：軍用油庫，解放軍后勤工程學院（重慶），1982.