對石油化工企業(yè)儲運(yùn)自動化系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用路徑探究

劉春庚

摘要：本文主要分析了PLC在石油化工企業(yè)儲運(yùn)自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用，然后闡述了石油化工企業(yè)儲運(yùn)自動化系統(tǒng)基本內(nèi)容，以及PLC基本結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)，最后對明確PLC技術(shù)指標(biāo)、掌握不同信息采集方式、加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)控等PLC應(yīng)用路徑進(jìn)行總結(jié)，主要目的是將PLC技術(shù)優(yōu)勢發(fā)揮出來，實(shí)現(xiàn)儲運(yùn)自動化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：石油化工企業(yè);儲運(yùn)自動化系統(tǒng);PLC

1、石油化工企業(yè)儲運(yùn)自動化系統(tǒng)分析

儲運(yùn)自動化系統(tǒng)是當(dāng)今石油化工企業(yè)發(fā)展中的重要組成部分，在油品儲運(yùn)環(huán)節(jié)中，利用的自動化管理系統(tǒng)主要包括罐區(qū)監(jiān)控管理、銷售管理以及裝卸車管理，在部分石油化工企業(yè)中還包括污水處理系統(tǒng)。在此類系統(tǒng)中，罐區(qū)自動監(jiān)控管理系統(tǒng)，就能夠在一定程度上將整個自動化管理能力與管理水平體現(xiàn)出來。因此，在自動化系統(tǒng)的創(chuàng)建中，應(yīng)該結(jié)合罐區(qū)監(jiān)控管理展開，這也是當(dāng)前油品儲運(yùn)環(huán)節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容。石油化工企業(yè)中的儲運(yùn)自動化系統(tǒng)，可以為相應(yīng)工作的開展提供更多便利，提升工作質(zhì)量與工作效率，減輕工作人員工作量。而且在工作過程中，能夠及時發(fā)現(xiàn)在其中存在的問題與不足，并給出相應(yīng)解決措施，推動各項(xiàng)工作的順利進(jìn)行，為石油化工企業(yè)更好發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

2、PLC基本結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

2.1基本結(jié)構(gòu)

PLC就是人們常說的可編程邏輯控制器，主要是將可編程存儲器應(yīng)用在內(nèi)部存儲程序當(dāng)中，從而執(zhí)行不同面向用戶的指令，包括執(zhí)行邏輯運(yùn)算指令、執(zhí)行順序控制指令、執(zhí)行定時指令等，采用數(shù)字方式、模擬輸入方式、模擬輸出方式等對不同類型機(jī)械生產(chǎn)過程進(jìn)行全面控制。在整個PLC中包含很多不同內(nèi)容，比如，電源、中央處理器、存儲器、輸入輸出接口電路等。電源在整個PLC中發(fā)揮著不可替代的重要作用，如果電源的安全性與可靠性沒有得到保障，那么PLC的有序運(yùn)行、有效工作將會受到影響。因此，在PLC制造過程中，制造商對于電源的設(shè)置給予更多重視，通常情況下，交流電壓波動往往在+10%（+15%）范圍之內(nèi)，可以將PLC直接與交流電網(wǎng)相連。中央處理器屬于PLC的控制中心，中央處理能夠根據(jù)PLC系統(tǒng)程序賦予的功能，實(shí)現(xiàn)對編程期鍵入用戶程序與數(shù)據(jù)的接收，同時，對存儲器、電源的具體工作狀態(tài)進(jìn)行檢查，對用戶程序中是否存在語法錯誤進(jìn)行診斷。在將PLC應(yīng)用在具體工作中，會通過掃描的方式，對現(xiàn)場不同裝置狀態(tài)、數(shù)據(jù)情況進(jìn)行接收，并將接收到的數(shù)據(jù)信息直接存儲到I/O映像區(qū)，想要實(shí)現(xiàn)對用戶程序的逐條讀取，要圍繞用戶程序存儲器展開。為促使PLC的可靠性與安全性可以得到提升，針對大型PLC，可以采取雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或者直接采用三CPU表決系統(tǒng)方式，這樣即便其中某個中央處理器出現(xiàn)故障問題，系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。存儲器主要是包括系統(tǒng)程序存儲器以及用戶程序存儲器，系統(tǒng)程序存儲器的主要目的是對系統(tǒng)軟件進(jìn)行存儲，而用戶程序存儲器的主要目的是存儲應(yīng)用軟件。

2.2功能特點(diǎn)

PLC有著屬于自身的功能特點(diǎn)，這也是PLC能夠在不同行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用的一個重要原因，對于PLC的功能特點(diǎn)，從不同方面進(jìn)行闡述：（1）使用較為方便，編程更加簡單。一般而言，PLC會使用較為簡單的編程語言，包括簡明的梯形圖方式、邏輯圖方式、語句表方式等，不需要計(jì)算機(jī)知識，因此，整個系統(tǒng)開發(fā)周期較短，可以在現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)試。如果想要修改程序可以采用在線方式，在控制方案改動中，不需要對硬件進(jìn)行拆卸。（2）功能較強(qiáng)，性價比較高。在一臺小型PLC當(dāng)中，會包含很多個不同的編程元件，此類編程元件主要是提供給用戶使用，具備更加完善的功能，可以高質(zhì)量完成復(fù)雜的控制功能。相較于同等功能繼電器系統(tǒng)而言，性價比更高。PLC在分散控制與集中管理的實(shí)現(xiàn)中，可以使用通信聯(lián)網(wǎng)。（3）硬件配套較為齊全，用戶使用更加方便，具有較強(qiáng)適應(yīng)性。從當(dāng)前我國社會發(fā)展中不難看出PLC產(chǎn)品已經(jīng)朝著標(biāo)準(zhǔn)化、系列化與模塊化方向發(fā)展，能夠配備不同硬件裝置提供給用戶，用戶可以結(jié)合自身實(shí)際需求開展系統(tǒng)配置工作，這樣組成的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)不同功能與不同規(guī)模。PLC安裝接線較為方便，使用接線端子與外部接線之間相連。PLC自身具備一定的帶負(fù)載能力，可以實(shí)現(xiàn)對電磁閥、小型交流接觸器的驅(qū)動。在對硬件配置作出明確后，可以采用修改用戶程序的方式，對工藝條件的變化更好適應(yīng)[1]。（4）可靠性高的同時，具備很強(qiáng)抗干擾能力。在以往的繼電器控制系統(tǒng)中，會使用很多時間繼電器、中間繼電器，在這一過程中，很有可能會因?yàn)橛|點(diǎn)接觸不良引發(fā)故障問題?；诖耍褂肞LC對時間繼電器、中間繼電器進(jìn)行替代，這樣在整個系統(tǒng)中只包含著少量硬件元件，在此背景下，因?yàn)橛|點(diǎn)接觸不良引發(fā)的故障問題會大大減少。在PLC中采用很多不同抗干擾措施，因此，具備較強(qiáng)抗干擾能力。平均無故障時間在數(shù)萬小時之上，因此，可以將PLC應(yīng)用在具有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場中。

3、石油化工企業(yè)儲運(yùn)自動化系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用路徑

PLC一般而言會被應(yīng)用在罐區(qū)信息采集中，將采集到的數(shù)據(jù)信息直接上傳到上位機(jī)中，上位機(jī)根據(jù)具體情況能夠發(fā)出相應(yīng)指令，從而對罐區(qū)執(zhí)行部門進(jìn)行全方位控制與調(diào)用。在罐區(qū)中需要采集的數(shù)據(jù)信息較多，種類較為豐富，比如，電磁閥回訊信息、多種警報信息、刮板信息、無論流量數(shù)字信號信息、可燃?xì)怏w報警器信號信息、開關(guān)量輸入控制信號信息等。為促使PLC能夠在罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)中得到更好應(yīng)用，要注意以下幾點(diǎn)工作的落實(shí)：

（1）明確PLC技術(shù)指標(biāo)。在指標(biāo)輸入過程中，如果涉及到檢測精度，那么往往主要是指系統(tǒng)本身，不包含變動器檢測內(nèi)容，以及傳感器技術(shù)精度檢測內(nèi)容。在自檢測過程中不會附加誤差，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)字輸出變送器、多種通信協(xié)議的兼容，比如，能夠兼容質(zhì)量流量與鋼帶液位計(jì)等。模擬量檢測精度必須要符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能為后續(xù)工作開展打下良好基礎(chǔ)。脈沖量檢測中也不會附加誤差，技術(shù)頻率與輸入電壓要分別控制在50kHz、5VDC-24VDC。在開關(guān)狀態(tài)檢測工作開展中，可以采用開關(guān)量方式做好讀取工作。在指標(biāo)輸入期間，要做好控制信號輸出工作，無觸點(diǎn)開關(guān)熔容量可以將其設(shè)置為24VDC、500mA。與此同時，做好PID調(diào)節(jié)輸出工作，以及模擬量輸出工作。

（2）掌握不同信息采集方式。在將PLC技術(shù)應(yīng)用在罐區(qū)監(jiān)控信息采集過程中，通常要采用不同方式，比如，規(guī)定具體時間做好信息采集工作，也就是說，工作人員需要在規(guī)定時間內(nèi)，對罐區(qū)監(jiān)控信息進(jìn)行采集，并且要做好采集數(shù)據(jù)信息的存儲。還可以采用變化采集方式，該種方式需要工作人員能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行跟蹤采集，結(jié)合信息變化情況做好采集工作。如果在這一過程中，出現(xiàn)變化值高于精度要求情況，工作人員需要立即落實(shí)信息數(shù)據(jù)采集工作，針對采集的時間也要做好記錄工作。在信息采集過程中如果沒有太大變化，那么采用變化采集方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)區(qū)域存儲空間的節(jié)省。通常情況下，在罐區(qū)現(xiàn)場信息采集過程中，主要采取的是定時采集方式，每間隔五百米秒采集一次信息。PLC技術(shù)對于罐區(qū)現(xiàn)場儀表脈沖量的輸出，往往會將其作為高速計(jì)數(shù)進(jìn)行輸入，利用高速技術(shù)單元更好完成信息采集工作。信號頻率采集的實(shí)現(xiàn)，要加強(qiáng)對PLC技術(shù)中定期中斷功能的應(yīng)用。在罐區(qū)現(xiàn)場儀表信息傳遞中，可以采用通信的方式，對質(zhì)量流量信息、液位計(jì)信息進(jìn)行采集，這樣可以在最大程度上確保罐區(qū)現(xiàn)場儀表信息不會出現(xiàn)精度誤差情況，將采集到的數(shù)據(jù)信息通過語言轉(zhuǎn)化方式，直接闡述到PL模塊中，采用串序方式與現(xiàn)場ASCII裝置之間進(jìn)行有效溝通。采用該種方式，數(shù)字信息

（3）加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)控。針對罐區(qū)不同環(huán)節(jié)，比如，注水環(huán)節(jié)、罐區(qū)收付油環(huán)節(jié)等要進(jìn)行全面控制，這也是當(dāng)前罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)中的重點(diǎn)內(nèi)容。在具體監(jiān)控可以采用不同方式，比如，使用對動作反應(yīng)的監(jiān)測方式、Watching dog方式。兩種監(jiān)控方式的主要區(qū)別是，其中一個的相應(yīng)動作是否能夠在規(guī)定時間內(nèi)完成，另一個是在不考慮延遲問題時，動作是否能夠正常執(zhí)行。兩者之間存在著相應(yīng)邏輯關(guān)系，其中一個不需要讀取回訊信息，從而能夠減少編程控制器I/O點(diǎn)的設(shè)置，但另一個需要完成回訊信息讀取工作。

（4）加強(qiáng)儲罐閥門控制。由于受到隔爆等因素影響，在儲罐閥門設(shè)置中往往采用氣動閥門設(shè)置方式，使用電磁閥做好氣動閥門控制工作。在罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)中，想要實(shí)現(xiàn)對儲罐閥的控制，那么可以使用上述兩種相結(jié)合的監(jiān)控方式，在啟動閥門關(guān)閉或者開啟時，監(jiān)測氣動閥門的點(diǎn)會回訊，在這一過程中，利用PLC技術(shù)完成相應(yīng)的編程操作，這樣氣動閥門回訊能擁有相應(yīng)邏輯，推動氣動閥門控制與監(jiān)控工作的更好落實(shí)，從而防止失誤問題產(chǎn)生。

在罐區(qū)現(xiàn)場符合相應(yīng)條件要求時，還可以將PLC技術(shù)應(yīng)用在模擬量監(jiān)控中，比如，可以使用兩個傳感器做好模擬量信息收集工作[2]。針對收集到的信息做好對比工作，明確偏問題是否被控制在合理范圍內(nèi)。在出現(xiàn)偏差超過規(guī)定值情況時，工作人員要對時間范圍作出準(zhǔn)確判斷。在兩者都存在異常時，說明存在故障問題。

結(jié)束語：

綜上所述，在保障石油化工企業(yè)儲運(yùn)自動化系統(tǒng)安全運(yùn)行過程中，PLC技術(shù)在其中發(fā)揮著不可替代的重要作用。相關(guān)工作人員要對PLC技術(shù)優(yōu)勢有正確認(rèn)識，結(jié)合實(shí)際情況，將PLC技術(shù)應(yīng)用在不同環(huán)節(jié)中，這樣儲運(yùn)自動化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自身正常運(yùn)行，為相關(guān)工作的開展提供更多便利，推動石油化工行業(yè)朝著更好方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]何彥.油品儲運(yùn)系統(tǒng)自動化設(shè)計(jì)技術(shù)分析[J].中國信息化，2019（06）：44-46.

[2]李慧穎.石油儲運(yùn)系統(tǒng)優(yōu)化問題及處理[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2018，38（01）：113+115.