關于PLC 在罐區監控系統中的應用

趙宏圖

（遼寧省葫蘆島市錦西石化分公司計量部，遼寧葫蘆島 125001）

0 引言

PLC（Programmable Logic Controller，可編程控制器）是工控現場實時控制最主要的控制裝置。同普通的監控裝置不同，PLC具有獨特的串行通信功能，在實際工控監控作業中能夠同計算機技術相結合，利用計算機的通信功能，在較短的時間內能成功實現計算機對多臺PLC 控制裝置進行集中監控，大大簡化了傳統工控監控作業的難度，給工控領域的發展提供了更好的發展空間。

1 系統設計原則

以罐區監控管理系統的設計為主要參照物，在系統設計過程中很多技術是對原有罐區監控管理系統中的相關技術進行了優化處理，使得所設計出的PLC 系統相比傳統的監控管理系統具備更多全新的特性。此外，在PLC 監控系統的設計過程中，技術人員引入了國外一些先進的自動化技術，真正意義上滿足罐區、碼頭自動化的系統要求，使得PLC 系統能夠更好地實現對罐區系統配置方案、設備技術性能、通信網架結構等的監控，并能夠相應地將該系統的管理功能真正落實到實處。設計滿足當下罐區設備的擴容能力及其功能擴展的需求。在設計該系統時候必須著重考慮到系統設計原則有以下4 點：

（1）高安全性原則。為保證所設計系統的安全性，在項目系統設計開展的過程中需要著重考慮罐區現場布置周圍地區的防爆、防火、防雷、防靜電的能力，并對通信總線的安全性能進行調查，核查好罐區附近的報警器、流程校核功能是否能夠正常運行。

（2）高可靠性原則。可靠性原則是決定系統能否正常工作的基本條件，只有做好相關的綜合性考慮，才能確保系統具有高可靠性。

（3）管控一體化原則。主要是為了保證系統在實際應用過程中能夠更好地表現出管理系統與控制系統之間的有效協調，避免在實際系統監控過程中因二者之間的矛盾而造成系統監控項目的延緩。從根本上提高監控中心的工作效率，簡化監控工作的步驟，使得監控部門的工作能夠達到效益最大化。

（4）可追溯性原則。由于監控系統的特殊性，使得實際系統設計中對自動化系統的設計有著很高的標準。只有自動化系統具有健全、完整的參數記錄、故障記錄、操作記錄，才能夠保證在工作環節中出現問題時技術人員可以第一時間迅速找出原因。這將對監控系統后續監控工作的開展起著很大的促進作用，切實分析出項目出現故障的根本原因，并有針對性地尋找到相應的解決措施。此外，方便擴展與互聯原則、操作維護方便原則也是PLC 系統設計過程中所必須遵守的設計原則。

2 系統模塊設計及系統流程

2.1 系統結構

在設計該系統時，可以有針對性地將其劃分為上位機與下位機。其中，有一部分是罐區系統的控制中心部分，稱它為上位機。PLC 的信息采集部分稱為下位機。在實際監控作業中上位機與下位機用以太網相互連接。

2.2 功能模塊劃分

功能模塊的劃分是PLC 系統設計中重要的環節，同普通監控管理裝置不同，整個PLC 系統設計主要由上至下分為：控制中心、本地/遠程I/O（RTU）。控制中心在監控系統中主要承擔接收控制站所上傳的實時數據，可以利用控制站對設備下發遠程控制指令，做好相關的數據處理、存儲、圖形化顯示罐區的運行狀態。能夠在實際工作中利用該系統實現監控功能，針對罐區的實際情況做出相應的監控處理，一旦發生事故可自動完成報警、報表、Web 發布等功能。此外，一些經過授權的管理部門能夠利用各自的客戶端查看Web 服務器所包含的信息。控制中心在實際應用過程中會以實時數據信息為參照基礎，利用相關管理軟件實現進一步分析，并結合企業生產過程中所表現出的生產特點對這些數據進行具體化的整合和應用。進而給企業提供出一套較為完善、完整、實用的輔助管理體系，使得企業的科學管理工作的開展能夠具備有效的技術支撐。其次，同控制中心緊密聯系，控制站是整個監控部門的核心。在監控管理系統中控制站主要負責接收本地的I/O、遠程RTU 采集的現場數據等，同時也負責將監控系統的數據信息及時送往控制中心。利用I/O 模塊，能夠在較短的時間內完成程序內部設定的控制功能，還可以負責接收管控中心的命令輸出或控制指令。最后介紹的是本地及遠程I/O 站，它主要負責在現場采集相關數據信息，在審核完畢后將信息通過總線傳輸到控制站內，以此來實現對現場執行設備的輸出控制。

2.3 系統流程

PLC 系統的設計主要是為了實現罐區信息采集與處理工作，在實際工作中可以將PLC 系統所采集到的數據放到操作站進行處理，操作站和OPC 服務器連接，然后接入廠級網絡中，最后實現數據的統一監控管理。

3 數據采集及監控功能

3.1 實時監控

實時監控是罐區監控管理系統設計過程中重要的部分，只有做到實時監控才能夠保證PLC 監控系統所得出的數據信息的準確性、可靠性。罐區實時監控主要指對罐區的溫度、壓力、液位、儲量和進出料次數和每次具體進出料量的監控。此外還包括對消防水電站的監控、泊位使用狀況的監控、變配電的監控等。技術人員必須觀察好監控的時間信息，只有這樣才能夠保證所監控范圍數據信息的時效性。

3.2 控制功能

PLC 技術在罐區監控系統中的應用，對其控制功能進行了分析。研究結果發現該技術能夠在罐區實現定量裝車控制，即在系統內部形成一個獨立化的控制系統，利用計算機技術實現現場控制與遠程控制，減輕該領域的工作難度。此外電動閥門的開關也可以在控制室實現遠程控制，隨時能夠利用遠程控制設備對電動閥門給出操作指令。當儲罐高液位報警時，利用連鎖關閉功能可以及時對相應的儲罐的進料閥門進行報警處理。

3.3 報警顯示功能

報警顯示功能是該系統所擁有的一項獨特功能，利用該功能可以減少企業生產過程中意外事故的發生，在事故發生時候可以自動報警以此來警示工作人員，提示工作人員及時作出相關防范措施，將意外事故的損失降到最小，保障企業的合法權益。為此需要對以下報警小常識有一個深刻的了解：當貯藏在靜止狀態下，液位異常波動為10 mm 以上，系統就會自動進行聲光報警提示。當機泵啟動和關閉時系統都會出現聲光報警等。

3.4 系統監控畫面顯示

系統監控畫面顯示有多種形式。其中，最常見的有罐區監控總覽畫面、碼頭總覽畫面、罐區碼頭綜合總覽畫面等。監控畫面中還可以顯示罐區工藝PID 的流程圖以及相應的工藝指標，公司所下達的一些生產作業通知的畫面也將會在系統監控畫面中顯示。此外，透過監控畫面，還可以看到公司內部的生產作業計劃畫面、公用工程流程圖的畫面、系統報警畫面、設備運行畫面、歷史趨勢圖查詢畫面等。

4 結束語

從PLC 在罐區監控系統中的具體應用，可以看到PLC 技術在監控管理系統中起著重要的作用，優化了罐區監控系統，使得監控管理工作的進行變得更加容易。主要對該系統進行了系統化的調試分析，分析了在罐區監控管理工作中PLC 技術的應用，主要表現在罐區、碼頭里、液化氣及油品的定量裝車時，需要監控的液位、溫度、壓力、流量以及設備運行狀態等數據，后期需要經過有效途徑安全傳輸到罐區的監控系統中，以此來確保PLC 技術能夠在控制系統中按照常規的標準進行具體化分類或分畫面顯示，進而真正實現對罐區現場的運行數據的監控。對PLC 在罐區監控系統中實際應用過程中的數據采集及監控功能情況進行了具體化的分析，分析表明該系統的功能具有多元化特征，能夠在很大程度上滿足罐區監控工作的需要。在降低生產成本的同時，給碼頭及罐區監控系統提供了良好的操作環境，加快自動化技術的實現，提高企業的生產效益，同時也為整個罐區的安全運行提供良好的監控環境。