PLC應(yīng)用于天然氣自動(dòng)化管道運(yùn)輸中的作用探討

田志剛，姜 濤

（中國(guó)石油西部管道塔里木輸油氣分公司，新疆庫(kù)爾勒 841000）

PLC應(yīng)用于天然氣自動(dòng)化管道運(yùn)輸中的作用探討

田志剛，姜 濤

（中國(guó)石油西部管道塔里木輸油氣分公司，新疆庫(kù)爾勒 841000）

在對(duì)天然氣進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，最主要的運(yùn)輸方式就是管道運(yùn)輸。與其他運(yùn)輸方式相比，管道運(yùn)輸不但能夠滿足天然氣特殊性質(zhì)的需求，而且能夠?qū)崿F(xiàn)天然氣的長(zhǎng)距離運(yùn)輸，同時(shí)具有安全性高、運(yùn)輸成本低等特點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高天然氣管道運(yùn)輸效率，發(fā)展了天然氣的自動(dòng)化管道運(yùn)輸。PLC是天然氣自動(dòng)化管道運(yùn)輸中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)上發(fā)揮著重要作用。因此對(duì)PLC應(yīng)用于天然氣自動(dòng)化管道運(yùn)輸中的作用進(jìn)行探討。

PLC；天然氣；自動(dòng)化；管道運(yùn)輸；運(yùn)輸方式

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的過(guò)程中，現(xiàn)代化的工業(yè)體系逐步健全，社會(huì)生活與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)能源的需求也在不斷增長(zhǎng)，并且開(kāi)始向著多樣化的方向發(fā)展。與煤和石油能源相比較，天然氣能源具有其獨(dú)特的性質(zhì)，在對(duì)其進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，使用傳統(tǒng)的運(yùn)輸方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸效率的大幅度提高，只有采用管道運(yùn)輸?shù)男问讲拍軌蛲晟频慕鉀Q這個(gè)問(wèn)題。使用輸氣管道對(duì)天然氣進(jìn)行運(yùn)輸，不僅可以大幅度減短天然氣運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸距離，而且可以有效的降低天然氣在運(yùn)輸中產(chǎn)生的損耗，提高運(yùn)輸過(guò)程安全性，降低對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境的危害，有利于我國(guó)省會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展。

1 實(shí)現(xiàn)天然氣自動(dòng)化管道運(yùn)輸?shù)闹匾?/h2>

在人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)中，作為清潔能源的天然氣得到了廣泛的應(yīng)用，這種現(xiàn)狀導(dǎo)致天然氣的消費(fèi)群體規(guī)模較大，資源的運(yùn)輸問(wèn)題也就隨之產(chǎn)生。與其他能源不同，天然氣屬于氣體能源，如果在常溫條件下進(jìn)行運(yùn)輸，運(yùn)輸成本比較高，所以使用管道運(yùn)輸才是最好的運(yùn)輸方式。近年來(lái)，我國(guó)天然氣管道運(yùn)輸獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，天然氣運(yùn)輸管道總長(zhǎng)度已經(jīng)超過(guò)10萬(wàn)km以上，這些管道形成了縱橫交錯(cuò)的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，如何對(duì)這些運(yùn)輸管道進(jìn)行完善的管理是我們面臨的最主要問(wèn)題。面對(duì)如此大規(guī)模的運(yùn)輸管道網(wǎng)絡(luò)，僅通過(guò)人力來(lái)維持它們的高效運(yùn)轉(zhuǎn)基本是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，所以，我們根據(jù)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的具體情況開(kāi)發(fā)運(yùn)輸管道自動(dòng)化運(yùn)輸模式。在這種控制模式中，可以使用遠(yuǎn)程控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，在運(yùn)輸過(guò)程中，可以通過(guò)設(shè)備操作界面對(duì)管道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并通過(guò)相關(guān)操作完成對(duì)管道閥門(mén)的遠(yuǎn)程控制，同時(shí)能夠?qū)\(yùn)輸管道中的異常與故障進(jìn)行檢查。目前，我國(guó)的天然氣自動(dòng)化管道運(yùn)輸工程建設(shè)已經(jīng)取得了良好的效果，并且引入PLC進(jìn)行系統(tǒng)控制，用于提高自動(dòng)化運(yùn)輸效率。

2 PLC在天然氣自動(dòng)化運(yùn)輸中的應(yīng)用

2.1 PLC技術(shù)概述

PLC是可編程邏輯控制器的簡(jiǎn)稱，嚴(yán)格來(lái)講，這種技術(shù)屬于電子原件可編程控制技術(shù)，能夠在嵌入式設(shè)備中實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘控制、數(shù)學(xué)計(jì)算以及邏輯運(yùn)算等功能，其使用范圍十分廣泛。但是，將PLC運(yùn)用在天然氣自動(dòng)化管道運(yùn)輸中，則有很大的不同，屬于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)技術(shù)類別，這種技術(shù)在應(yīng)用時(shí)需要可編程邏輯控制器中包含中央處理器、電源、存儲(chǔ)設(shè)備、I/O接口、通信模塊以及功能觸發(fā)模塊等部件，由于需要實(shí)現(xiàn)的功能有所不同，PLC控制器中的存儲(chǔ)設(shè)備可分為兩種，就是內(nèi)部存儲(chǔ)設(shè)備與外部存儲(chǔ)設(shè)備。將PLC技術(shù)應(yīng)用在天然氣自動(dòng)化管道運(yùn)輸中，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)構(gòu)建簡(jiǎn)單快捷，可以在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上構(gòu)建，所有模塊運(yùn)行穩(wěn)定，工程簡(jiǎn)單實(shí)用，可以實(shí)現(xiàn)即時(shí)更換，具有很強(qiáng)的可操作性。

2.2 PLC具體配置

天然氣自動(dòng)化管道運(yùn)輸需要使用的信息量相對(duì)較小，系統(tǒng)中除必須具備的通信模塊外，其他模塊主要有運(yùn)算模塊、指令模塊以及控制模塊等。在我國(guó)超過(guò)5 000km的天然氣運(yùn)輸管道中，如果使用的PLC采用LKZ10標(biāo)準(zhǔn)的中央處理器，必須具備優(yōu)秀的熱備冗余性能，并且內(nèi)存要在8MB以上。通信模塊是整個(gè)PLC的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以選用modbus協(xié)議下的RS232一485串行接口，還有冗余PRO一DP總線接口，如果管道運(yùn)輸距離過(guò)長(zhǎng)或?yàn)榱嗽黾酉到y(tǒng)的穩(wěn)定性，可以使用能夠?qū)崿F(xiàn)自由接口匹配RJ一45接頭。電源系統(tǒng)應(yīng)選擇電壓為24～36V的弱電。對(duì)I/O接口的最基本要求是能夠滿足GPS的一致性。PLC中的輸入與輸出模塊都是利用電纜實(shí)現(xiàn)通訊的，在具體的應(yīng)用中，可以根據(jù)不同環(huán)境設(shè)置防熱抗壓模塊。

3 PLC對(duì)天然氣運(yùn)輸管道保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)

3.1 管道保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)

在PLC的總線系統(tǒng)中，配置了多個(gè)接口，這些接口能夠?qū)μ烊粴膺\(yùn)輸管道中的壓力、溫度以及管道腐蝕程度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)施的采集，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)中。系統(tǒng)的控制中心則會(huì)根據(jù)總線系統(tǒng)反饋的信息，快速的發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中存在的異常，并確定異常出現(xiàn)位置，可以立即通過(guò)操作中斷傳輸，采取相應(yīng)的應(yīng)急措施處理異常，防止更加嚴(yán)重的問(wèn)題方式。

3.2 管道維護(hù)提示功能的實(shí)現(xiàn)

PLC管道維護(hù)提示功能的實(shí)現(xiàn)主要利用輸入與輸出接口處的電力線路部分，具體的實(shí)現(xiàn)方式就是在這個(gè)位置添加額外的保險(xiǎn)絲，用戶對(duì)電壓進(jìn)行控制，如果線路中的電壓或電流出現(xiàn)異常情況，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切斷線路，避免因異常故障損壞模塊。這個(gè)功能可以實(shí)現(xiàn)向系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)缺失提醒，實(shí)現(xiàn)管道維護(hù)提示。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，PLC的應(yīng)用是天然氣自動(dòng)化管道運(yùn)輸中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)天然氣管道運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化管理，進(jìn)一步減少運(yùn)輸成本，提高運(yùn)輸效率，保證運(yùn)輸管道安全。

[1] 劉會(huì)斌，王海濤.PLC系統(tǒng)在天然氣長(zhǎng)輸管道中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2015，（5）.

[2] 劉加濱.自動(dòng)化技術(shù)在天然氣長(zhǎng)輸管道運(yùn)營(yíng)管理中的應(yīng)用[J].科技信息，2013，（23）.

[3] 于學(xué)亮，葉萌.淺析PLC在天然氣自動(dòng)化管道運(yùn)輸中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技投資，2012，（27）.

Discussion on the Application of PLC in Natural Gas Pipeline Transportation

Tian Zhi-gang，Jiang Tao

In the process of transporting natural gas，the most important mode of transportation used is pipeline transportation. Compared with other modes of transportation，pipeline transportation can not only meet the natural nature of natural gas demand，but also to achieve long-distance transport of natural gas，but also has high security，low transport costs.In order to further improve the efficiency of natural gas pipeline transport，we began to develop natural gas pipeline transportation.PLC is the key link in the transportation of natural gas pipeline，and plays an important role in the realization of automation.In this paper，the role of PLC in natural gas pipeline transportation is discussed.

PLC；natural gas；automation；pipeline transportation；transportation mode

TE832

B

1003-6490（2017）02-0144-02

2017-01-15

田志剛（1984—），男，河北威縣人，助理工程師，主要研究方向?yàn)閮x表自動(dòng)化或電氣自動(dòng)化。