基于PLC的燃?xì)鈮嚎s機(jī)裝置控制系統(tǒng)的研究及設(shè)計探討

邢立凱

摘 要：近年來，天然氣在我們?nèi)粘Ｉ钪械玫搅藦V泛的應(yīng)用。燃?xì)鈮嚎s機(jī)主要是用以處理燃?xì)獾脑O(shè)備，其控制系統(tǒng)比較復(fù)雜。本文主要是基于PLC上，對燃?xì)鈮嚎s機(jī)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行探討，以便更好的滿足系統(tǒng)所有控制程序控制要求，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠、安全性。

關(guān)鍵詞：PLC；燃?xì)鈮嚎s機(jī)裝置系統(tǒng)；設(shè)計

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）09-0054-01

天然氣具有潔凈、環(huán)保的特點(diǎn)，是一種非常重要的能源燃料，它是我們?nèi)粘Ｉ钪胁荒苋鄙俚囊环N重要燃料，且近年需求量一直在遞增。燃?xì)鈮嚎s機(jī)主要是傳遞燃?xì)獾墓ぞ撸瑢θ細(xì)膺M(jìn)行收集、回收、輸送以及壓縮。從當(dāng)前情況看，燃?xì)鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)依然存在不足，需要對燃?xì)鈮嚎s機(jī)裝置控制系統(tǒng)采用更為高級的控制方式，確保控制更加安全有效，使用PLC監(jiān)控系統(tǒng)中的各項參數(shù)，實現(xiàn)操作自動化和簡便化，從根本上提高生產(chǎn)效率和擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。本文首先分析了PLC的優(yōu)點(diǎn)，并對基于PLC的燃?xì)鈮嚎s機(jī)裝置控制系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究和設(shè)計，詳細(xì)如下。

1 PLC的優(yōu)點(diǎn)

（1）PLC主要是通過軟件來實現(xiàn)控制的，不但功能齊全且具備良好的靈活性，即使是控制對象不同也依然可以采用相同的硬件來進(jìn)行配置，控制場合的大多數(shù)要求基本上都可以滿足。（2）具有極強(qiáng)的干擾能力和良好的可靠性，不管是在任何工業(yè)環(huán)境之下都可以照常作業(yè)。此外，不管是軟件還是硬件，都采用了一系列措施（濾波、屏蔽、故障診斷以及光電隔離）。（3）PLC主要是使用梯形圖來進(jìn)行變成，較為簡便，語句表、流程圖二者可自行的轉(zhuǎn)換，操作使用都具備良好的便捷性[1]。（4）PLC屬于模塊化的結(jié)構(gòu)，用戶可自己配置模塊化結(jié)構(gòu)，不管擴(kuò)展還是維修都較為方便。（5）PLC安裝過程簡單且容易調(diào)試，只需要把對于那個的I/O端進(jìn)行子連接即可完成了接線的任務(wù)，安裝時間較短。

2 基于PLC的燃?xì)鈮嚎s機(jī)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計

主要采用由西門子公司生產(chǎn)的S7-300 PLC作為主要的控制系統(tǒng)，達(dá)到集中控制整體式天然氣壓縮機(jī)的目的，并以控制柜作為現(xiàn)場的主要控制中心。同時，在現(xiàn)場控制的過程當(dāng)中，所使用的人機(jī)交互界面也是由西門子公司生產(chǎn)的觸摸屏，并通過遠(yuǎn)程通信來實現(xiàn)對遠(yuǎn)程的監(jiān)控[2]。

2.2 控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

（1）系統(tǒng)設(shè)計的原則。為了促使系統(tǒng)順利實現(xiàn)可靠監(jiān)控壓縮機(jī)的運(yùn)行狀況，保證系統(tǒng)高效、安全以及可靠性，需要嚴(yán)格按照天然氣增壓站的各種工藝要求，在設(shè)計上應(yīng)該堅持集中管理、分散控制的兩大原則。（2）硬件系統(tǒng)設(shè)計。一般來說，現(xiàn)場儀表和現(xiàn)場控制柜是組成硬件系統(tǒng)的兩大部分：1）現(xiàn)場儀表：對于天然氣壓縮機(jī)來說，必須要使用對應(yīng)的現(xiàn)場儀表對運(yùn)行時的各項參數(shù)進(jìn)行檢測之后，才能送入PLC進(jìn)行處理。使用智能壓力變送器來對壓力進(jìn)行檢測，把壓力信號進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化為4～20mA直流信號之后再送入 PLC模擬量輸入模塊；使用熱電偶或者熱電阻對溫度進(jìn)行檢測，可直接接入PLC模擬量輸入模塊；使用Murphy公司的振動開關(guān)來對風(fēng)冷器振動、機(jī)身進(jìn)行有效檢測。使用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器對飛輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效的測量；需要特別注意的是，必須要確?，F(xiàn)場儀表符合防爆等級的各種規(guī)定和要求[3]。2）現(xiàn)場控制柜：現(xiàn)場控制柜主要是由多種控制零件來組成的（摸屏、按鈕、開關(guān)、PLC、接觸器、繼電器以及24VDC 電源），它是整個系統(tǒng)的主要核心。一般來說，不管是單門標(biāo)準(zhǔn)還是鋼質(zhì)雙門的尺寸柜都符合現(xiàn)場控制柜的要求，且門上都會具備安全鎖頭。此外，控制柜還會配備有一系列設(shè)施（照明、散熱通風(fēng)等）。在設(shè)計控制柜的過程當(dāng)中，需要機(jī)柜內(nèi)、外部的電纜的分布進(jìn)行充分的考慮，且在布置柜內(nèi)機(jī)架與端子排的時候，還需要考慮到日后擴(kuò)展的余地以及維修保養(yǎng)的方便性，確保柜內(nèi)所有的布線均要通過匯線槽且柜下端安裝與母線要接地。保證整個控制柜安裝環(huán)境符合防爆的各項規(guī)定和要求，保證現(xiàn)場中所有的控制柜、現(xiàn)場儀表之間的信號在傳遞的過程中都需要經(jīng)過隔離式安全柵，從根本上來保證進(jìn)入到現(xiàn)場的電流和電壓的功率安全。（3）軟件設(shè)計。軟件系統(tǒng)設(shè)計兩大部分（觸摸屏組態(tài)和PLC編程）。觸摸屏組態(tài)主要是選用WinCC flexible 2007，可在STEP-7項目插入WinCC項目，便可進(jìn)行調(diào)試軟件以及相關(guān)模擬。在觸摸屏上，主要是清晰顯示各項機(jī)組的參數(shù)、組態(tài)工藝流程簡圖以及調(diào)節(jié)需要認(rèn)為設(shè)置的參數(shù)，各項參數(shù)在設(shè)置之后都會在于PLC的變量中進(jìn)行保存。

3 結(jié)語

綜合以上所述可知，燃?xì)鈮嚎s機(jī)裝置是一種重要的處理天然氣的設(shè)備，其控制系統(tǒng)比較復(fù)雜。為了提高系統(tǒng)的安全可靠性，應(yīng)基于PLC技術(shù)之上來對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計和實現(xiàn)，使系統(tǒng)配置更加合理完善，確保其安全運(yùn)行，維修方便，實現(xiàn)設(shè)備自動化，提高生產(chǎn)效率和規(guī)模，滿足現(xiàn)今天然氣的生產(chǎn)需求。

參考文獻(xiàn)

[1]楊忠強(qiáng)，牟乃渠，顧亞雄，徐源.基于PLC的天然氣壓縮機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化應(yīng)用，2015（11）：666-668.

[2]閆慶華.天然氣壓縮機(jī)PLC控制器的研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（20）：777-779.

[3]劉亮.PLC在氣處理裝置中的應(yīng)用[J].中國儀器儀表，2015（01）：880-883.