可編程控制器在油田環(huán)境中的選用分析

潘殿璽

摘 要 文章首先就可編程控制器的應(yīng)用環(huán)境以及相關(guān)概念和特征進行分析，而后就其選用過程中應(yīng)當(dāng)重點關(guān)注的幾個方面問題展開討論，對于進一步了解PLC的選用有著積極意義。

關(guān)鍵詞 PLC；油田；應(yīng)用；選擇

中圖分類號：TM571 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0091-01

隨著信息化時代的到來，諸多信息化以及數(shù)字化技術(shù)涌入我國生產(chǎn)生活的各個角落，這種徹底的信息化同樣也改變了我國石油工業(yè)環(huán)境，對油田生產(chǎn)過程的自動化控制水平提升有著顯著影響。

1 可編程控制器的應(yīng)用環(huán)境以及相關(guān)概念和特征

我國油田開采以及生產(chǎn)加工領(lǐng)域中，之前最為流行的自動化控制手段通常借由微機監(jiān)控系統(tǒng)加以實現(xiàn)，但是就目前的微機監(jiān)控系統(tǒng)運行狀況看，仍然存在不足。

此種自動化控制系統(tǒng)難以實現(xiàn)長期穩(wěn)定的可靠運行，并且實時控制效果仍然有待提升。這些問題在很大程度上根源于微機監(jiān)控系統(tǒng)本身狀況，一方面工業(yè)控制用計算機雖然已經(jīng)針對工業(yè)應(yīng)用環(huán)境做出了必要的改進，從計算能力等方面看都相對于家用計算機更優(yōu)，但是在工業(yè)工作環(huán)境中，尤其是在油田工作環(huán)境中，微機作為重要的控制工具，常常會遭到工業(yè)干擾，因此可靠性也會隨之降低。另一個方面則在于微機控制與變送器、執(zhí)行器以及模擬量輸入/輸出接口卡之間的契合特征以及諸多接口配件自身的可靠性，然而就目前的情況看，諸多接口設(shè)備和配件的連續(xù)工作能力、抗干擾能力以及穩(wěn)定性等方面都難以滿足油田自動控制要求，因此微機自動控制系統(tǒng)必然會遭到時代的淘汰。

圖1 石油運輸過程中輸油工作站結(jié)構(gòu)示意圖

在這樣的環(huán)境之下，可編程邏輯控制器（PLC，Programmable Logic Controller）登上歷史舞臺，這是一種目前在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中得到越來越多重視的電子裝置，它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的工業(yè)過程。在油田工業(yè)環(huán)境中，PLC的可編程特征給予工作以良好的靈活性，并且其在可靠性和對于通信的支持以及連續(xù)工作方面表現(xiàn)優(yōu)異，已經(jīng)成為了油田工業(yè)環(huán)境中不可或缺的重要成分。在當(dāng)前的油田工作中，PLC在很多工作環(huán)節(jié)都有所參與，包括油氣混合燃燒節(jié)能、原油輸送以及污水處理等環(huán)節(jié)。圖1為PLC在石油運輸過程中的應(yīng)用示例。從圖1中可以看到，PLC的各個工作組件通過儀表讀數(shù)進行判斷，并且指揮加熱爐和輸油泵展開工作，依據(jù)原油的進站溫度以及環(huán)境溫度，來確定合理的出站溫度并且嚴(yán)格控制，確保能源不浪費并且有效保持原油本身的流體特征。

2 PLC在油田環(huán)境中的選用

隨著PLC相關(guān)技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用的愈加廣泛，其支持實現(xiàn)的功能也逐步增加并且有所增強，PLC在當(dāng)前的油田環(huán)境中呈現(xiàn)出很強的分化趨勢，更加專注已經(jīng)成為當(dāng)前的一大特點。

基于當(dāng)前PLC產(chǎn)品本身如此多樣化的狀態(tài)，在針對其產(chǎn)品展開選用的過程中，必須對其進行充分了解，并且依據(jù)油田環(huán)境中的相應(yīng)工作需求加以選擇，力求使工作需求和PLC本身的能力實現(xiàn)最大程度的契合。

首先從結(jié)構(gòu)角度看，PLC可以大概分為整體式和模塊式兩種。整體式PLC將CPU、存儲單元以及輸入輸出功能模塊和電源等相關(guān)構(gòu)建組裝配置在一個機箱內(nèi)，而模塊式則是將PLC的諸多構(gòu)件獨立成為不同模塊，然后通過機架底板插座，發(fā)揮類似于計算機主板的作用，將不同組件連接成為一個整體并且展開工作。在選用過程中，應(yīng)當(dāng)認識到整體式PLC體積小切便于安裝，但是輸出點數(shù)較少難以在應(yīng)用過程中實現(xiàn)彈性擴展，而模塊式雖然體積較大，但是生命力相對更強，輸入輸出能力也相對有所提升。

從PLC的功能屬性角度看，還應(yīng)當(dāng)關(guān)注起規(guī)模、輸入輸出能力以及通信能力等幾個方面。第一步需要確定系統(tǒng)I/O點數(shù)以及存儲容量，在實際需要的輸入輸出需求總量的基礎(chǔ)上增加10%-30%作為PLC輸入輸出能力衡量參數(shù)，確保其在投入使用之后，遭遇不可測輸入輸出點故障的時候仍然可以保持正常運行。而對于其存儲容量，則應(yīng)當(dāng)按照下式展開計算估計：

PLC存儲容量=數(shù)字量I/O點數(shù)×10+模擬量I/O點數(shù)×25+特數(shù)量I/O點數(shù)×100

而對于輸入輸出能力的考量，則應(yīng)當(dāng)確保其能夠與環(huán)境需求保持統(tǒng)一，諸如輸入模塊信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等方面，以及輸出方面的繼電器性價比、響應(yīng)時間等方面都應(yīng)當(dāng)展開考量。對于通信能力而言，確保PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中上級的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，且通信負荷應(yīng)當(dāng)占據(jù)低于60%的PLC通信能力。

除此以外，PLC還應(yīng)當(dāng)能夠滿足油田工作環(huán)境中的安全要求，能夠在設(shè)備開停等情況下具有一定的抗干擾能力，切實實現(xiàn)準(zhǔn)確控制和對數(shù)據(jù)的真實反映，確保油田工作的安全和順利展開。

3 結(jié)論

可編程邏輯控制器對于油田的自動化控制工作而言至關(guān)重要，在整個工作環(huán)境中發(fā)揮著毋庸置疑的積極意義。就目前的情況看，其能否合理實現(xiàn)配置并且保持正常運行，直接關(guān)系到油田工作環(huán)境的安全和相應(yīng)工作環(huán)境的順利開展，對于我國油田工作的安全和工作本身的質(zhì)量有著重要影響。有鑒于此，必須深入了解PLC系統(tǒng)的相關(guān)屬性和特征，必要的情況下對其工作原理深入了解，并且切實獲取工作環(huán)境的實際需求，實現(xiàn)PLC工作能力與環(huán)境的匹配，才有可能推動油田工作的有效展開。

參考文獻

[1]謝志英.PLC系統(tǒng)在加熱爐燃燒控制過程中的應(yīng)用[J].節(jié)能，2005（09）.

[2]白新莊.PLC的選型探討[J].石油化工自動化，2005（5）.

[3]茹慧靈.輸油管道節(jié)能技術(shù)概論[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.

[4]中國石油天然氣集團公司.GB 50253-2006輸油管道工程設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2006.endprint

摘 要 文章首先就可編程控制器的應(yīng)用環(huán)境以及相關(guān)概念和特征進行分析，而后就其選用過程中應(yīng)當(dāng)重點關(guān)注的幾個方面問題展開討論，對于進一步了解PLC的選用有著積極意義。

關(guān)鍵詞 PLC；油田；應(yīng)用；選擇

中圖分類號：TM571 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0091-01

隨著信息化時代的到來，諸多信息化以及數(shù)字化技術(shù)涌入我國生產(chǎn)生活的各個角落，這種徹底的信息化同樣也改變了我國石油工業(yè)環(huán)境，對油田生產(chǎn)過程的自動化控制水平提升有著顯著影響。

1 可編程控制器的應(yīng)用環(huán)境以及相關(guān)概念和特征

我國油田開采以及生產(chǎn)加工領(lǐng)域中，之前最為流行的自動化控制手段通常借由微機監(jiān)控系統(tǒng)加以實現(xiàn)，但是就目前的微機監(jiān)控系統(tǒng)運行狀況看，仍然存在不足。

此種自動化控制系統(tǒng)難以實現(xiàn)長期穩(wěn)定的可靠運行，并且實時控制效果仍然有待提升。這些問題在很大程度上根源于微機監(jiān)控系統(tǒng)本身狀況，一方面工業(yè)控制用計算機雖然已經(jīng)針對工業(yè)應(yīng)用環(huán)境做出了必要的改進，從計算能力等方面看都相對于家用計算機更優(yōu)，但是在工業(yè)工作環(huán)境中，尤其是在油田工作環(huán)境中，微機作為重要的控制工具，常常會遭到工業(yè)干擾，因此可靠性也會隨之降低。另一個方面則在于微機控制與變送器、執(zhí)行器以及模擬量輸入/輸出接口卡之間的契合特征以及諸多接口配件自身的可靠性，然而就目前的情況看，諸多接口設(shè)備和配件的連續(xù)工作能力、抗干擾能力以及穩(wěn)定性等方面都難以滿足油田自動控制要求，因此微機自動控制系統(tǒng)必然會遭到時代的淘汰。

圖1 石油運輸過程中輸油工作站結(jié)構(gòu)示意圖

在這樣的環(huán)境之下，可編程邏輯控制器（PLC，Programmable Logic Controller）登上歷史舞臺，這是一種目前在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中得到越來越多重視的電子裝置，它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的工業(yè)過程。在油田工業(yè)環(huán)境中，PLC的可編程特征給予工作以良好的靈活性，并且其在可靠性和對于通信的支持以及連續(xù)工作方面表現(xiàn)優(yōu)異，已經(jīng)成為了油田工業(yè)環(huán)境中不可或缺的重要成分。在當(dāng)前的油田工作中，PLC在很多工作環(huán)節(jié)都有所參與，包括油氣混合燃燒節(jié)能、原油輸送以及污水處理等環(huán)節(jié)。圖1為PLC在石油運輸過程中的應(yīng)用示例。從圖1中可以看到，PLC的各個工作組件通過儀表讀數(shù)進行判斷，并且指揮加熱爐和輸油泵展開工作，依據(jù)原油的進站溫度以及環(huán)境溫度，來確定合理的出站溫度并且嚴(yán)格控制，確保能源不浪費并且有效保持原油本身的流體特征。

2 PLC在油田環(huán)境中的選用

隨著PLC相關(guān)技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用的愈加廣泛，其支持實現(xiàn)的功能也逐步增加并且有所增強，PLC在當(dāng)前的油田環(huán)境中呈現(xiàn)出很強的分化趨勢，更加專注已經(jīng)成為當(dāng)前的一大特點。

基于當(dāng)前PLC產(chǎn)品本身如此多樣化的狀態(tài)，在針對其產(chǎn)品展開選用的過程中，必須對其進行充分了解，并且依據(jù)油田環(huán)境中的相應(yīng)工作需求加以選擇，力求使工作需求和PLC本身的能力實現(xiàn)最大程度的契合。

首先從結(jié)構(gòu)角度看，PLC可以大概分為整體式和模塊式兩種。整體式PLC將CPU、存儲單元以及輸入輸出功能模塊和電源等相關(guān)構(gòu)建組裝配置在一個機箱內(nèi)，而模塊式則是將PLC的諸多構(gòu)件獨立成為不同模塊，然后通過機架底板插座，發(fā)揮類似于計算機主板的作用，將不同組件連接成為一個整體并且展開工作。在選用過程中，應(yīng)當(dāng)認識到整體式PLC體積小切便于安裝，但是輸出點數(shù)較少難以在應(yīng)用過程中實現(xiàn)彈性擴展，而模塊式雖然體積較大，但是生命力相對更強，輸入輸出能力也相對有所提升。

從PLC的功能屬性角度看，還應(yīng)當(dāng)關(guān)注起規(guī)模、輸入輸出能力以及通信能力等幾個方面。第一步需要確定系統(tǒng)I/O點數(shù)以及存儲容量，在實際需要的輸入輸出需求總量的基礎(chǔ)上增加10%-30%作為PLC輸入輸出能力衡量參數(shù)，確保其在投入使用之后，遭遇不可測輸入輸出點故障的時候仍然可以保持正常運行。而對于其存儲容量，則應(yīng)當(dāng)按照下式展開計算估計：

PLC存儲容量=數(shù)字量I/O點數(shù)×10+模擬量I/O點數(shù)×25+特數(shù)量I/O點數(shù)×100

而對于輸入輸出能力的考量，則應(yīng)當(dāng)確保其能夠與環(huán)境需求保持統(tǒng)一，諸如輸入模塊信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等方面，以及輸出方面的繼電器性價比、響應(yīng)時間等方面都應(yīng)當(dāng)展開考量。對于通信能力而言，確保PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中上級的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，且通信負荷應(yīng)當(dāng)占據(jù)低于60%的PLC通信能力。

除此以外，PLC還應(yīng)當(dāng)能夠滿足油田工作環(huán)境中的安全要求，能夠在設(shè)備開停等情況下具有一定的抗干擾能力，切實實現(xiàn)準(zhǔn)確控制和對數(shù)據(jù)的真實反映，確保油田工作的安全和順利展開。

3 結(jié)論

可編程邏輯控制器對于油田的自動化控制工作而言至關(guān)重要，在整個工作環(huán)境中發(fā)揮著毋庸置疑的積極意義。就目前的情況看，其能否合理實現(xiàn)配置并且保持正常運行，直接關(guān)系到油田工作環(huán)境的安全和相應(yīng)工作環(huán)境的順利開展，對于我國油田工作的安全和工作本身的質(zhì)量有著重要影響。有鑒于此，必須深入了解PLC系統(tǒng)的相關(guān)屬性和特征，必要的情況下對其工作原理深入了解，并且切實獲取工作環(huán)境的實際需求，實現(xiàn)PLC工作能力與環(huán)境的匹配，才有可能推動油田工作的有效展開。

參考文獻

[1]謝志英.PLC系統(tǒng)在加熱爐燃燒控制過程中的應(yīng)用[J].節(jié)能，2005（09）.

[2]白新莊.PLC的選型探討[J].石油化工自動化，2005（5）.

[3]茹慧靈.輸油管道節(jié)能技術(shù)概論[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.

[4]中國石油天然氣集團公司.GB 50253-2006輸油管道工程設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2006.endprint

摘 要 文章首先就可編程控制器的應(yīng)用環(huán)境以及相關(guān)概念和特征進行分析，而后就其選用過程中應(yīng)當(dāng)重點關(guān)注的幾個方面問題展開討論，對于進一步了解PLC的選用有著積極意義。

關(guān)鍵詞 PLC；油田；應(yīng)用；選擇

中圖分類號：TM571 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0091-01

隨著信息化時代的到來，諸多信息化以及數(shù)字化技術(shù)涌入我國生產(chǎn)生活的各個角落，這種徹底的信息化同樣也改變了我國石油工業(yè)環(huán)境，對油田生產(chǎn)過程的自動化控制水平提升有著顯著影響。

1 可編程控制器的應(yīng)用環(huán)境以及相關(guān)概念和特征

我國油田開采以及生產(chǎn)加工領(lǐng)域中，之前最為流行的自動化控制手段通常借由微機監(jiān)控系統(tǒng)加以實現(xiàn)，但是就目前的微機監(jiān)控系統(tǒng)運行狀況看，仍然存在不足。

此種自動化控制系統(tǒng)難以實現(xiàn)長期穩(wěn)定的可靠運行，并且實時控制效果仍然有待提升。這些問題在很大程度上根源于微機監(jiān)控系統(tǒng)本身狀況，一方面工業(yè)控制用計算機雖然已經(jīng)針對工業(yè)應(yīng)用環(huán)境做出了必要的改進，從計算能力等方面看都相對于家用計算機更優(yōu)，但是在工業(yè)工作環(huán)境中，尤其是在油田工作環(huán)境中，微機作為重要的控制工具，常常會遭到工業(yè)干擾，因此可靠性也會隨之降低。另一個方面則在于微機控制與變送器、執(zhí)行器以及模擬量輸入/輸出接口卡之間的契合特征以及諸多接口配件自身的可靠性，然而就目前的情況看，諸多接口設(shè)備和配件的連續(xù)工作能力、抗干擾能力以及穩(wěn)定性等方面都難以滿足油田自動控制要求，因此微機自動控制系統(tǒng)必然會遭到時代的淘汰。

圖1 石油運輸過程中輸油工作站結(jié)構(gòu)示意圖

在這樣的環(huán)境之下，可編程邏輯控制器（PLC，Programmable Logic Controller）登上歷史舞臺，這是一種目前在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中得到越來越多重視的電子裝置，它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的工業(yè)過程。在油田工業(yè)環(huán)境中，PLC的可編程特征給予工作以良好的靈活性，并且其在可靠性和對于通信的支持以及連續(xù)工作方面表現(xiàn)優(yōu)異，已經(jīng)成為了油田工業(yè)環(huán)境中不可或缺的重要成分。在當(dāng)前的油田工作中，PLC在很多工作環(huán)節(jié)都有所參與，包括油氣混合燃燒節(jié)能、原油輸送以及污水處理等環(huán)節(jié)。圖1為PLC在石油運輸過程中的應(yīng)用示例。從圖1中可以看到，PLC的各個工作組件通過儀表讀數(shù)進行判斷，并且指揮加熱爐和輸油泵展開工作，依據(jù)原油的進站溫度以及環(huán)境溫度，來確定合理的出站溫度并且嚴(yán)格控制，確保能源不浪費并且有效保持原油本身的流體特征。

2 PLC在油田環(huán)境中的選用

隨著PLC相關(guān)技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用的愈加廣泛，其支持實現(xiàn)的功能也逐步增加并且有所增強，PLC在當(dāng)前的油田環(huán)境中呈現(xiàn)出很強的分化趨勢，更加專注已經(jīng)成為當(dāng)前的一大特點。

基于當(dāng)前PLC產(chǎn)品本身如此多樣化的狀態(tài)，在針對其產(chǎn)品展開選用的過程中，必須對其進行充分了解，并且依據(jù)油田環(huán)境中的相應(yīng)工作需求加以選擇，力求使工作需求和PLC本身的能力實現(xiàn)最大程度的契合。

首先從結(jié)構(gòu)角度看，PLC可以大概分為整體式和模塊式兩種。整體式PLC將CPU、存儲單元以及輸入輸出功能模塊和電源等相關(guān)構(gòu)建組裝配置在一個機箱內(nèi)，而模塊式則是將PLC的諸多構(gòu)件獨立成為不同模塊，然后通過機架底板插座，發(fā)揮類似于計算機主板的作用，將不同組件連接成為一個整體并且展開工作。在選用過程中，應(yīng)當(dāng)認識到整體式PLC體積小切便于安裝，但是輸出點數(shù)較少難以在應(yīng)用過程中實現(xiàn)彈性擴展，而模塊式雖然體積較大，但是生命力相對更強，輸入輸出能力也相對有所提升。

從PLC的功能屬性角度看，還應(yīng)當(dāng)關(guān)注起規(guī)模、輸入輸出能力以及通信能力等幾個方面。第一步需要確定系統(tǒng)I/O點數(shù)以及存儲容量，在實際需要的輸入輸出需求總量的基礎(chǔ)上增加10%-30%作為PLC輸入輸出能力衡量參數(shù)，確保其在投入使用之后，遭遇不可測輸入輸出點故障的時候仍然可以保持正常運行。而對于其存儲容量，則應(yīng)當(dāng)按照下式展開計算估計：

PLC存儲容量=數(shù)字量I/O點數(shù)×10+模擬量I/O點數(shù)×25+特數(shù)量I/O點數(shù)×100

而對于輸入輸出能力的考量，則應(yīng)當(dāng)確保其能夠與環(huán)境需求保持統(tǒng)一，諸如輸入模塊信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等方面，以及輸出方面的繼電器性價比、響應(yīng)時間等方面都應(yīng)當(dāng)展開考量。對于通信能力而言，確保PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中上級的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，且通信負荷應(yīng)當(dāng)占據(jù)低于60%的PLC通信能力。

除此以外，PLC還應(yīng)當(dāng)能夠滿足油田工作環(huán)境中的安全要求，能夠在設(shè)備開停等情況下具有一定的抗干擾能力，切實實現(xiàn)準(zhǔn)確控制和對數(shù)據(jù)的真實反映，確保油田工作的安全和順利展開。

3 結(jié)論

可編程邏輯控制器對于油田的自動化控制工作而言至關(guān)重要，在整個工作環(huán)境中發(fā)揮著毋庸置疑的積極意義。就目前的情況看，其能否合理實現(xiàn)配置并且保持正常運行，直接關(guān)系到油田工作環(huán)境的安全和相應(yīng)工作環(huán)境的順利開展，對于我國油田工作的安全和工作本身的質(zhì)量有著重要影響。有鑒于此，必須深入了解PLC系統(tǒng)的相關(guān)屬性和特征，必要的情況下對其工作原理深入了解，并且切實獲取工作環(huán)境的實際需求，實現(xiàn)PLC工作能力與環(huán)境的匹配，才有可能推動油田工作的有效展開。

參考文獻

[1]謝志英.PLC系統(tǒng)在加熱爐燃燒控制過程中的應(yīng)用[J].節(jié)能，2005（09）.

[2]白新莊.PLC的選型探討[J].石油化工自動化，2005（5）.

[3]茹慧靈.輸油管道節(jié)能技術(shù)概論[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.

[4]中國石油天然氣集團公司.GB 50253-2006輸油管道工程設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2006.endprint