六路四組分氣體循環檢測控制系統

王福臣

摘 要：本文設計了一種循環檢測控制系統，通過PLC系統控制防爆電磁閥循環動作，實現對不同監測點的氣體成分檢測，并通過觸摸屏顯示各個檢測管路工作狀態和氣體成分含量。

關鍵詞：循環檢測；電磁閥；PLC系統；氣體成分

中圖分類號：TQ08 文獻標志碼：A

0 引言

在油罐清洗作業中，從作業開始到作業結束都需要對多個檢測點（一般為6個）進行的四組分氣體檢測（氧氣、可燃氣、一氧化碳、硫化氫），以保證作業安全。公司以前的設備是每個檢測管路都配置相應的氣體檢測儀表，這樣綜合下來導致氣體檢測系統成本昂貴，設備缺乏競爭力。

針對上述存在的問題，重新設計開發新的氣體檢測控制系統——六路四組分氣體循環檢測控制系統，共用一套檢測系統，循環檢測各管路，減少了儀表使用數量，降低系統成本。

1 控制系統特點

1.1 系統分析

經大量現場作業觀察、分析研究認為，在油罐清洗過程中其氣體成分的變化是比較緩慢的，容積越大變化越緩慢。在短時間內對某一點失去檢測，不會影響整個罐內的氣體成分。因此，設計出了“六路四組分氣體循環檢測控制系統”。

1.2 控制原理

將6個檢測通道和1條吹掃通道匯集在一起，每個通道上用電磁閥控制管路的通斷，通過真空電泵抽吸、四組分儀表檢測的方式，通過PLC控制，實現電磁閥循環動作，檢測各個管路內氣體成分。動作過程為：1#通道→吹掃通道→2#通道→吹掃氣通道→3#通道→吹掃通道→4#通道→吹掃通道→5#通道→吹掃通道→6#通道→吹掃通道→1#通道，依次循環檢測。

1.3 氣體檢測狀態顯示畫面（圖1）

此畫面主要有以下功能：

（1）自動運行/手動運行模式切換開關：默認狀態為自動，模式開關打到手動測試模式，通過HMI屏測試“手動測試按鈕”測試各個通道：按下通道按鈕，電磁閥接通，開始檢測；松開按鈕，電磁閥關閉，停止檢測。自動狀態時，通過操作面板啟停開關啟動，自動循環運行。

（2）在HMI屏左側，設有狀態指示燈，用于顯示各個通道工作情況。

（3）檢測數據即時顯示功能：每個通道分別顯示各自氣體的檢測含量，有氧氣、可燃氣、硫化氫和一氧化碳4種氣體，通道工作時，顯示數據，通道停止時，此通道顯示為0，即：只顯示當前工作通道的氣體成分。

（4）檢測報警燈：檢測數據顯示右邊，設有報警燈，當本數據超過設定值時，指示燈常亮報警；6個通道4種氣體可以分別顯示報警。

1.4 氣體檢測參數設定畫面（圖2）

此畫面主要有以下功能：

（1）儀表相關參數設定及顯示：一、二級報警參數、儀表量程、儀表當前顯示等。

（2）通道采樣時間設定：每一個通道自動運行時間設定，時間范圍2s～300s；可通過恢復默認按鈕恢復參數設定，默認時間為15s。

2 設備調試

2.1 氣體檢測循環程序調試

電磁閥嚴格按照上述循環步驟循環工作，不得出現間斷。

2.2 設定時間的確認

氣體檢測系統的原理是通過真空氣泵將油罐內的氣體抽吸到儀表處進行檢測，由于儀表到油罐之間距離較長（常超過100m），氣體從油罐到儀表需要較長的流動時間，這個時間需要結合真空電泵的抽吸能力、氣體管路通徑進行核算的。控制系統內各通道的設定運行時間要大于氣體流動時間，否側就不能有效的檢測氣體，會出現虛假檢測的現象。

2.3 各氣體一、二級報警設定值的設定

前期沒有相關數據的統計整理，在設計中，為了報警設定值的準確、合理，查閱大量的標準文獻，并咨詢供應商，最終確認設定值范圍。

結語

油罐清洗作業是高危行業，作業是否安全基本取決于罐內氣體成分是否安全，氣體成分檢測是清洗作業中重要的參考依據。如何保證氣體檢測數據的準確性、可靠性，是每一個參與清洗作業人員的都應該注意的問題。希望通過理論聯系實踐的方式，不斷發現實際作業中的問題，不斷改進、不斷提高，設計制作出更好的油罐清洗設備。

參考文獻

[1] MSA 公司.PRIMA XP氧氣探測器使用手冊[Z].

[2] MSA 公司.ULTIMA XIR 可燃氣探測器使用手冊[Z].