PLC自动化控制在油品储运中的应用

[摘 要]随着我国经济的发展和科技的进步，自动化控制已经广泛应用于各个行业，并极大提高了所在企业的工作效率。为了客服人工操作和管理的弊端，提高油品储运作业的工作效率，我公司也在油品的接卸、储存、转运等作业中引进了plc自动化管理，本文详细介绍了油品储运自动化系统及其构成，分析了PLC数据采集的要求。

[关键词]油品储运；PLC自动化控制；效率

中图分类号：TE977 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0292-01

油品的储运作为一门综合性较高的工程科学，提高油品储运自动化的技术、管理水平，可以减少损耗、增加效益、降低成本。提高油品储运自动化和管理水平对石油化工企业有着不可或缺的重要意义和作用。

一、油品储运自动化系统中PLC技术的应用

1、油品储运自动化系统简介

该系统主要包括装卸车控制及其销售管理自动化系统，以及罐区监控管理系统（包括油品在线调合功能），部分还有储运污水处理监控管理系统等几个系统组成。由于对储罐甚至全部罐区进行监控与管理工作是油品储运的核心工作所在，所以这里的罐区自动化技术直接决定了油品储运系统的总体自动化技术水平高低。

2、PLC技术的应用

通过PLC技术重点实现的就是罐区现场数据采集工作，再把采集数据向上位机进行传递，与此同时按照上位机所发指令要求，进一步控制罐区现场执行机构工作，执行相关指令。这里需要的罐区现场数据采集信号包括很多类别，其中有开关量信号（比如电磁阀回讯信号、输出的各种报警信号等等；模拟量信号（比如可燃气体报警器等等）；以及脉冲信号（比如刮板和涡轮等流量计）；还包括数字信号（比如质量流量计和液位计等）。其中控制输出信号包括开关量信号、模拟量信号以及PID调节模拟量信号等组成。

二、储运自动化系统的构成

石油化工油品储运自动化系统分为鹤管装卸车的控制以及销售管理自动化系统和罐区监控管理系统，个别还包括了储运污水处理管理系统。这其中罐区的自动化水平大体上代表了油品储运系统的整体自动化水平。这是因为罐区的监控与管理工作是储运自动化系统中最为基本的工作内容。下面就以PLC技术在罐区监控管理系统中的应用作为典范，简要的介绍一下PLC技术在石油化工油品储运自动化系统中的应用。

小鹤管装车具有着节能和安全等显著的优点，石油化工企业内的储运装车基本上都以它作为基本灌装设施。目前这种灌装设施的鹤管有两种规格：通常我们把口径大于Dg12O的鹤管称之为大鹤管，此类鹤管主要用于火车罐车的灌装工作；另将口径小于Dgl20的鹤管称为小鹤管，其常用的口径有Dg80、Dg50，此类鹤管主要用于火车罐车及汽车罐车的灌装工作。目前因此相应的分为大鹤管储运装车自动化微机控制系统和和小鹤管储运装车自动化微机控制系统。

1.常见的储运自动化系统中的PLC应用

PLC技术紧随着微电子技术的同步发展，已开始替代传统的继电器控制装置。PLC作为以微处理器为核心的工业控制装置，如今它既能采集控制开关量，还能采集控制模拟量以及数字量，同时还可以实现过程控制、顺序控制、逻辑运算、计数、定时、联网通信等功能，将计算机技术与传统继电器控制系统紧紧的结合在了一起。凭借着抗干扰能力强、I/O组态灵活、结构紧凑、高可靠性及调试维护方便等众多优点，越来越受到众多工业用户的认可。在现代工业自动化领域中与工业机器人、CAD/CAM一起被称为现代工业化三大支柱。

在石油化工油品储运自动化控制系统中，PLC技术得到了普遍的应用。PLC的主要任务是完成定量程序装车控制、防静电、防溢及联锁控制，完成数据采集和对现场控制执行器的程序控制等内容。

2.分布式小鹤管装车自动化系统的？PLC应用

对于分布式的小鹤管装车自动化系统，操作人员可以在装车现场操作撞车和监控装车情况。各个鹤位均设置一台定量装车控制设备来执行本鹤位的定量装车控制任务。这样可以达到实现系统操作的功能分散管理且集中见识的目的。

针对定量装车控制设备可以采用定量装车控制仪，但现市面上定量装车控制仪价格昂贵，可以采用西门子S7-200-CPU224的小PLC加西门子DT-900来实现，将其安装在石油化工油品储运装车现场的每个鹤位，以完成现场自动化装车控制的管路温度、体积流量、质量流量、静电接地、液位防溢、阀门开关状态等检测，通过以上的方式来完成安全联锁以及定量装车控制等功能。

3.PLC应用在火车大鹤管装车自动化系统

火车大鹤管装车自动化系统相比前两种控制系统要复杂得多。在火车大鹤管装车自动化系统中，PLC相比之前还有很多任务要完成，包括对大鹤管的位置的上升、停止、下降和左、右位移的控制及位置的检测，接油斗的位置控制以及位置的检测，火车油罐牵引车位置控制，液压泵的开关控制等。

三、PLC数据采集要求

通过PLC技术重点实现的就是罐区现场数据采集工作，再把采集数据向上位机进行传递，与此同时按照上位机所发指令要求，进一步控制罐区现场执行机构工作，执行相关指令。

1.定时采集。即根据确定的采样时间对被控对象进行数据采集操作，同时在数据区进行存储。2.变化采集。就是在采集量变化超出精度范围时进行数据采集操作，对采集时间也要记录下来。当采集量未超出精度范围时不采集实现数据区的节约。针对本系统定时采集主要在现场模拟量信号应用，其采集周期一般以500ms/次。而针对来自现场仪表脉冲量而言，PLC通过高速计数单元完成采集操作，可能通过PLC的定时中断功能获得采集信号频率信息。而针对液位计、质量流量计等数字信号而言，其是以通信形式传递的，因此可经过通讯口与PLC的专用高级语言模ASCII进行连接，能够避免采集数据和现场测量仪表没有误差产生，实现PLC下（数字信号与I/O信号）的统一采集和控制管理功能。为了预防采集数据时可能产生的干扰，针对脉冲量可执行定时中断采集子程序的方法，确保脉冲不会有丢失现象。针对模拟量可运行数字滤波技术（平均值或者加权平均等）预防干扰问题。

针对本罐区监控系统来说，最关键最核心的工作就是实现罐区现场执行机构的控制执行以及过程监控功能，针对各储罐的收付油、循环以及注水等尤为重要。

通过PLC监控现场执行元件的方法一般有两种，其一为“看门狗”监控，其二为动作反应检测的方法，分别是看设定时间内的动作完成情况，以及在不考虑延时时的动作执行情况。他们的逻辑关系大体一致，只是其一不读取回讯信号，PLC不增设I/O点，实现相对简单；另一对回讯信号进行反馈，PLC增调了I/O点，能够实现实时监控功能。

为了实现隔爆功能，针对储罐控制阀门通过以气动阀门为主，并经由电磁阀实现控制操作。因此监控罐区储罐阀门需要“看门狗”检测与动作反应检测有机结合起来进行，如果开关气动阀，就可以检测到两点的回讯反馈信息。再经过PLC编程后，能够让气动阀两点回讯之间有逻辑关系产生，这样控制执行与监控就变得可靠性更强，基本不会有失误现象。上述都为开关量检测，通过PLC也可实现模拟量监控功能。具体需要同时对两个传感器信号进行采集，对比他们的测量值，看偏差范围的大小确定，如超过规定范围时，对时间再行判断，一旦超过误差时间和范围的情况，则表示存在问题。

四、结语

通过PLC进行数据采集以及控制执行等操作，能够有效增强系统的实时性、安全性和可靠性。尤其是新型PLC拥有更大的数据存储区，能够存储大量数据信息，因此在石油化工油品储运自动化系统中PLC技术的应用近年来迅速得以推广应用。

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