雙回路PID調節參數的成品油管輸系統的研究

黃于波

摘要：文章的主要研究對象是沈撫管輸監控系統，同時，針對 S7‐400 與 KingView6.53組態軟件應用于改管輸系統的相關問題進行了詳細地介紹，以期為相似性的系統設計提供有價值的參考依據。

關鍵詞：雙回路 PID 調節參數；成品油；管輸系統；研究

眾所周知，成品油的傳統運輸方式主要包括兩種，即油罐車載與輸油管線的運輸。如果運輸的距離較短，通常情況下都會運用油罐車這一運輸方式，而實際運輸距離較遠，則會使用管道直接輸送的方式。其中，油罐車載方式的優點就是靈活性明顯，但是實際所需成本相對較高，而輸油管線的優點就是實際輸送的速度相對較快，成本不高且安全。如果輸送量較大，最好采用管道輸送這一方式，不僅能夠節省成本，同時還可以加快輸送的速度，確保輸出穩定且計量精準。

一、有關監控系統設計的闡述

（一）PLC 控制系統設計解構

沈撫管輸監控系統的下位機所采用的主要是西門子 S7-400H 系列的 PLC。其中，利用 ET200M這一模塊將 S7-300 系列模塊懸掛起來，通過現場總線的 Profibus - DP實現 PLC 處理器中的 CPU 和Remotel/O的有效通信。另外，CPU 對冗余系統的設計方案應用， 其最終的目的就是確保當 CPU 發生故障的情況下，可以充分發揮其備用功能，進一步強化系統穩定程度。

（二）控制系統具體組成

在控制系統中，其硬件功能具體表現在以下幾個方面：

第一，上位計算機。對上位機進行運用，可以實現對 PLC 系統運行的監控，同樣也可以采集相關數據信息，合理地控制設備，打印報表。由此可見，上位計算機的功能十分豐富。

第二，S7-400H 系統。該系統的主要功能就是采集現場設備的相關數據，并進行運算與控制。與此同時，實現與上位機的有效通信。因而，S7-400H 系統也同樣被當作是控制系統的重點，可以確保系統雙回路 PID 調節的目標落實，增強輸油系統工作的穩定性。

第三，ET200M 從站。該硬件是分布式 I/O 的重要組成部分，使實際成本降低，而 CPU 運算能力也能夠得以充分發揮。

第四，現場設備。壓力儀表、調節閥與溫度儀表以及流量計等都是現場設備的組成。其中，在 PLC 程序的作用下能夠對現場設備的狀態進行有效地監控。

（三）軟件功能分析

沈撫管輸監控系統主要運用了模塊化的編程方式，以保證所需實現的功能都可以在具體功能塊當中落實。而各個模塊的功能具體表現在以下幾個方面：

第一，管線循環程序模塊，也被稱之為 FC11與 FC12 。在該模塊當中，主要包含的內容有管線電動閥的自動與手動控制。與此同時， 還有各個溫變量與壓變量的有效顯示，另外，其中也包含了發油起泵的連鎖條件。

第二，定時中斷組織模塊，也被稱之為OB35。該模塊的主要任務就是發揮 PID 的控制功能，其中，在這一模塊當中對 FB41模塊進行有效地調用，并合理地設置參數，以保證完成三個柴油泵與汽油泵的 PID 控制目的，使得輸送過程壓力穩定。而對定時中斷組織模塊的應用，還可以對 FB41予以調用，以保證對柴油管道以及汽油管道電動調節閥的開度進行合理地控制，同樣也可以針對管道內部的油品流動速度進行 PID 的控制。針對 FB41模塊的若干次調用，可以針對系統管道的壓力與流速的具體要求，通過對 PID 調節方式的運用，使得輸油泵轉動的速度得到有效控制，同時還可以合理地控制電動調節閥開度。這樣一來，就能夠保證輸送過程的恒壓與恒流，穩定性不斷提高。

第三，流量計程序模塊。管輸系統在對FC2001、FC2002、FC2003、FC2005、FC2006、FC2007等多個模塊進行調用的過程中，能夠深入解析現場流量計所形成的MODBUS 信號。在這一情況下，可以在 DB20和 DB21當中顯示出現場流量計的相關信息內容。其中，流量計的常見參數主要有累計流量、流速以及溫度和壓力等等。

二、 KingView6.53組態軟件設計研究

通過KingView6.53 組態軟件平臺可以有效地設計上位機監控系統的畫面，其中所包含的內容有以下四點：

第一，監控的主畫面設計。系統監控的主要組成有柴油部分和汽油部分這兩種工藝流程，其中，可以將發油整個過程中的各參數變化進行動態性地顯示。

第二，發油操作界面的設計。此設計的目的就是為了對柴油管線中的各個設備進行實時監控，其中主要包括了管線中的電動閥控制和系統啟停的控制等。

第三，設備實時狀態界面的設計。該界面在設計方面需要將柴油系統和汽油系統中的各參數予以真實地顯示。其中，參數主要有溫變與流量計總流量以及壓變等等。

第四，歷史趨勢曲線的設計。該設計的主要目的就是為了對一年之內系統中的關鍵參數進行詳細地記錄。在這其中，主要包含了各個泵的溫度與壓力，同時還有流量計溫度計壓力和總流量等多個參數。

結束語：

綜上所述，在管輸系統運行的過程中，對控制工藝要求十分嚴格， 所以，系統本身的穩定性也十分關鍵。文章將 KingView6.53 組態軟件和 S7-400H 系列的 PLC 當作沈撫管輸監控系統的控制核心，使系統控制的界面更加友好，操作也更加便捷，實際運行可靠性較高。最重要的是系統實際造價要比相同類型的設備低一些，性價比十分理想。將管輸控制系統投入實踐中可以發現，PLC 的工作十分安全與可靠，且上位機監控的準確性極強，有效地實現了穩定且高效的成品油輸送目標。

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