PLC技術(shù)用于油田聯(lián)合站消防系統(tǒng)

朱煥立 劉許亮 黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院

隨著我國(guó)油田企業(yè)的不斷發(fā)展，在日常生產(chǎn)過程中自動(dòng)控制技術(shù)起到至關(guān)重要的作用。PLC控制系統(tǒng)能夠?qū)ζ髽I(yè)的生產(chǎn)設(shè)備流程進(jìn)行有效控制，通過其內(nèi)部設(shè)置儲(chǔ)存指令的存儲(chǔ)器來進(jìn)行命令的控制，然后輔助以多種編程方式來執(zhí)行，進(jìn)而能夠在日常工作中實(shí)現(xiàn)設(shè)備的開關(guān)控制、固定定時(shí)、計(jì)量運(yùn)算等。PLC控制技術(shù)使用過程簡(jiǎn)單，功能相對(duì)完善。

1 消防控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目前油田集輸系統(tǒng)的聯(lián)合站中消防控制系統(tǒng)是以PLC技術(shù)為核心，并且專門設(shè)置了中心控制室，整個(gè)消防控制系統(tǒng)包括了一個(gè)工程師站點(diǎn)和兩個(gè)操作員站點(diǎn)。其中一個(gè)操作員站點(diǎn)設(shè)在中心控制室內(nèi)，另一個(gè)操作員站點(diǎn)設(shè)在聯(lián)合站的消防值班室內(nèi)。這種PLC技術(shù)是借助星型光纖傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)來連接的，在母級(jí)管理系統(tǒng)保存著以太網(wǎng)端口，能夠讓油田企業(yè)中多個(gè)罐區(qū)內(nèi)的全部檢測(cè)數(shù)據(jù)借助網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂浦行模⑶铱墒乖O(shè)備控制系統(tǒng)及時(shí)接收上層發(fā)布的命令，進(jìn)而使油田企業(yè)內(nèi)部所有罐區(qū)都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。

（1）消防系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)。如果在罐區(qū)出現(xiàn)了火災(zāi)，消防控制系統(tǒng)就能夠在控制室與消防泵值班室拉響聲光警報(bào)器。當(dāng)罐區(qū)的技術(shù)人員通過監(jiān)控確認(rèn)發(fā)生了火災(zāi)后，能夠在控制室內(nèi)借助手動(dòng)操作設(shè)備來開啟火罐泡沫的開關(guān)，同時(shí)開啟消防水泵與泡沫泵控制系統(tǒng)。消防控制系統(tǒng)的水主管線中安裝的壓力檢測(cè)裝置，能感受到水管的壓力，從而給出高、低壓報(bào)警信號(hào)。如果內(nèi)部壓力小于等于0.9MPa，系統(tǒng)中聯(lián)鎖會(huì)自動(dòng)開啟循環(huán)水泵裝置；如果內(nèi)部壓力大于1.0MPa，系統(tǒng)會(huì)在延時(shí)10 s之后才能聯(lián)鎖暫停水泵的循環(huán)工作。另外，消防控制系統(tǒng)能夠運(yùn)用磁浮子液位器來實(shí)現(xiàn)消防水泵的高液位數(shù)據(jù)指示。

（2）消防系統(tǒng)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)。油田集輸系統(tǒng)中的罐頂專門設(shè)置了定溫火災(zāi)探測(cè)儀器，并且在多個(gè)罐區(qū)的防火堤設(shè)置了人工報(bào)警器。如果一旦罐區(qū)出現(xiàn)了火災(zāi)，控制系統(tǒng)能夠在中控室和值班室內(nèi)經(jīng)PLC系統(tǒng)來及時(shí)發(fā)出警報(bào)，并且在確認(rèn)火災(zāi)之后啟動(dòng)火災(zāi)確認(rèn)按鈕，當(dāng)操作人員了解并確定了火災(zāi)之后進(jìn)行下一步操作控制。當(dāng)完成遠(yuǎn)程的手動(dòng)操作啟動(dòng)消防冷卻裝置與電動(dòng)閥后，聯(lián)合站內(nèi)中控室的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)就能夠關(guān)閉進(jìn)、出口管線上的電動(dòng)閥門，進(jìn)而完成整個(gè)聯(lián)鎖系統(tǒng)的工作。

（3）消防水主管線壓力檢測(cè)聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)的消防水主管線內(nèi)壓力數(shù)值小于等于0.9MPa時(shí)，自動(dòng)裝置就會(huì)開啟水泵A，并且能夠?qū)⑦\(yùn)行狀態(tài)與數(shù)據(jù)及時(shí)反饋到PLC系統(tǒng)中，在10 s之后循環(huán)水泵A自動(dòng)開啟并保證正常運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)就不需要再開啟循環(huán)水泵B；假如循環(huán)水泵A因?yàn)樽陨砉收隙幱谕臓顟B(tài)，那么就需要開啟循環(huán)水泵B。如果消防水主管線的壓力值超過了1.0MPa，系統(tǒng)就會(huì)在延時(shí)10 s之后暫停循環(huán)水泵A或者B的運(yùn)行；如果壓力值大于等于0.7MPa，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開啟罐區(qū)的消防水泵，去阻止循環(huán)水泵A或者B的正常運(yùn)行狀態(tài)。另外，在水泵水循環(huán)流速控制上也有一定的限度，標(biāo)況下水泵的水速能達(dá)到10m/s，消防水主管線壓力低于0.9MPa時(shí)，水速會(huì)呈現(xiàn)線性下降。如某油田在聯(lián)合消防演練中，利用不同的氣壓強(qiáng)度控制水循環(huán)的流速。在0.9MPa氣壓下水速單位受力面積到達(dá)3m3，在標(biāo)況下水速單位受力面積能達(dá)到4.5m3，其在理想條件下能達(dá)到預(yù)定值。該技術(shù)與傳統(tǒng)控制技術(shù)相比，在一定控制程度上改善了水循環(huán)的單位受力面積。

2 消防控制系統(tǒng)的報(bào)警與處理

消防PLC控制系統(tǒng)在中石油商業(yè)儲(chǔ)備大連石化油庫一新港北庫工程中得到了應(yīng)用，其先進(jìn)的智能控制技術(shù)大大提高了聯(lián)合站系統(tǒng)監(jiān)控的智能化水平，報(bào)警與滅火控制功能更加先進(jìn)。當(dāng)此PLC控制系統(tǒng)通電后，煙感報(bào)警器或溫感報(bào)警器不斷發(fā)出信號(hào)，使得消防系統(tǒng)進(jìn)入到正常運(yùn)行狀態(tài)。

（1）PLC控制打開了噴淋泵，并且計(jì)時(shí)10 s。假如10 s計(jì)時(shí)結(jié)束之后，在噴水管道內(nèi)并沒有水流出現(xiàn)（即水流傳感器中的水流信號(hào)），此時(shí)關(guān)閉噴淋泵之后，會(huì)打開噴淋泵的工作故障燈，去等待技術(shù)人員的檢修。

（2）當(dāng)罐體、電纜溝的溫度超過70℃之后，探測(cè)傳感器會(huì)發(fā)出警報(bào)，商儲(chǔ)中心站的現(xiàn)場(chǎng)操作室、國(guó)儲(chǔ)中心控制室、操作室內(nèi)傳感器均發(fā)出高溫警報(bào)。聯(lián)合站中的PLC控制系統(tǒng)接收到傳感器發(fā)出的高溫信號(hào)之后，會(huì)迅速打開排風(fēng)機(jī)，并及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，警告此時(shí)出現(xiàn)火災(zāi)隱患的建筑物內(nèi)是不能有人停留的。假如長(zhǎng)期開著排風(fēng)機(jī)，只會(huì)增強(qiáng)火力，所以必須要關(guān)閉排風(fēng)機(jī)、排煙機(jī)。

（3）當(dāng)上水箱低于低水位之后，則說明需要進(jìn)行補(bǔ)水，所以要開啟噴淋泵。其運(yùn)行規(guī)則為A、B泵交替開啟。水箱中水位高于高水位之后，則關(guān)閉噴淋泵，在兩個(gè)水泵打開時(shí)都要進(jìn)行10 s的計(jì)時(shí)過程。假如時(shí)間超過10 s，在管道中依舊沒有水流出現(xiàn)，就說明水泵存在故障，這時(shí)打開A泵或者B泵的故障指示燈，并相繼切換兩個(gè)泵，進(jìn)行計(jì)時(shí)過程。如果在10 s之后沒有水流感應(yīng)，那么再一次打開此水泵的故障指示燈，切換到另一個(gè)水泵，照此原則不斷循環(huán)。

（4）如果下水箱的水位低，就要開啟下水箱補(bǔ)水閥，并且也要計(jì)時(shí)10 s。假如時(shí)間到，沒有信號(hào)指示，則開啟下水箱補(bǔ)水閥的故障指示信號(hào)。如下水箱的水位過高，則停止補(bǔ)水。

上述四個(gè)步驟為并行，當(dāng)上水箱與下水箱的水位都滿之后，要按下復(fù)位按鈕，讓控制系統(tǒng)返回到初始狀態(tài)。

3 結(jié)語

在現(xiàn)代油田企業(yè)的集輸系統(tǒng)中，建設(shè)聯(lián)合站有著巨大實(shí)用意義，其消防控制能力對(duì)于整個(gè)聯(lián)合站而言都有著重要作用。將PLC技術(shù)與消防控制系統(tǒng)緊密結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)較好的消防控制效果，很大程度上減少了人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，確保了油田企業(yè)的生產(chǎn)效益，因此值得在未來更大范圍內(nèi)推廣與應(yīng)用。