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【摘要】近几年来,石油化工油品在进行储运过程中,已经开始广泛的应用具有自动化系统的PLC技术,使用这项技术的一个关键目的就是为了能够采集更多的实时数据以及获得更好的实行监控的现场执行能力,有效的增强了PLC系统的实用性、可靠性、安全性、稳定性。本篇文章主要针对基于PLC石油储运监控系统进行了全面深入的研究,以期为其他石油化工产品运输监控过程中提供参考。
【关键词】油品储运 自动化系统 PLC技术 数据采集 监控
任何一家石油化工企业在进行生产经营过程中,如何好的进行油品储运工作,都是企业必须要重视的一个工作环节。油品储运,自身是属于具有高综合性质的工程科学领域,这其中所涉及到的范畴极广,并且该学科对于不同行业、企业、部门都有着不同的要求,差异极大。例如民用油品在储运过程中与军用油品储运过程中有着极大的差别,炼油厂油品运输与矿场的油品储运都有着较大的差别,虽然从理论上来说,个别油品运输的差别较小,但是,实际使用的运输设备以及运输措施都有着不同的特性。同时,该行业还涉及到了不同板块的业务、管理、核算等工作。本篇文章主要对PLC技术应用在油品储运自动化系统的实际情况进行了全面深入的研究。
1 油品储运自动化系统简介
PLC系统中不仅包括了对油品装卸车过程中的控制以及销售管理的自动化系统,还有油品灌区的监控管理系统以及油品在线调和功能,在整个监控系统中还有个别系统中有着储运污水监控管理系统。对油品存储罐以及油品运输过程中进行全程的监控和管理工作,就是是整个油品储运工作的核心内容,因此灌区的自动化管理技术能够直接影响到油品储运系统的自动化水平是否具有高效能。
2 油品储运自动化系统中PLC技术的应用
PLC技术中的一个重点实现目标就是将灌区的现场数据收集完善,把数据整理之后把数据直接传递到了上位机之中,在数据传递的过程中,同时接收上位机所发出下一步指令,根据指令来进行下一步对灌区进行的现场执行机构工作进行控制,并执行指令。而在这个过程中,所需要收集的灌区现场数据中包括了多种数据,其中主要有开关量信息以及和各种不同类型的警报信号等;可燃气体报警等,模拟量的信号;刮板以及涡轮等产生的脉冲信号;液位计以及质量流量计等数字信号。这其中的输出信号,主要包括了开关量信号、PID调节模拟信号以及模拟信号等多个信号组合而成。
2.1 关于PLC的重点技术指标要求
2.1.1输入指标要求
这里的检测精度全部针对系统本身而言,而传感器、变送器等并不包含在内(下同)。
(1)字检测要求:不能有附加误差产生。
针对质量流量计和钢带液位计等具有各种通讯协议功能的数字输出变送器可以实现兼容。
(2)模拟量检测要求:其精度必须±0.1%以上。
要求输出变送器为:4-20m A D C、
0-20mADC、1-5vDC、0-10VDC。
(3)脉冲量检测要求:不能有附加误差产生。
要求计数频率50KHz以下,输入电压5-24VDC以下,比如涡轮、齿轮以及腰轮和刮板等流量计。
(4)开关状态检测要求:必须全部采用开关量读入模式,具体无触点开关容量在24VDC500mA。比如阀位、泵开关、液位开关和气体报警开关等。
2.1.2输出指标要求
针对输出的控制信号,要求无触点开关的具体容量是24VDC500mA。采用4-20mADC、1-5vDC、0-10VDC进行模拟量输出,以及通过比率PID进行调节输出。
2.1.3PLC数据采集要求。
(1)定时采集。
也就是根据事先确立好的采样时间,来对被控制的对象行为进行数据采集工作,将采集的数据全部存储到存储区域,同时保证数据不丢失。
(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。
灌区监控系统中最为核心的工作,就是有效的实现灌区现场任务执行机构的控制执行行为,以及对执行过程中监控的功能,其中,对各个储油罐进行收付油、循环、以及注水等工序都显得特别重要。
为了能够有效的实现隔爆功能,对储罐的阀门进行控制的过程中,主要是以气动阀门作为主要的阀门,在操作的过程中以电磁阀来有效的实现操控动作。所以,监控灌区的储蓄阀门就必须通过监控手段的检测,并且与动作的实际反映相结合起来,只要开关了气动阀,那么就必然可以检测到开关两个点所产生的回馈信息。
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。
3 结语
综上所述,通过基于PLC监控系统来进行数据采集和指令执行操作,能够极为有效的增强操作的实时性、可靠性、安全性。即便在运行过程中与上位机脱离了也能够依据预先设定的程序来进行相关操作的执行工作,特别是一些新研制出来的新型PLC更是有着极大的数据存储区域,其存储区域中能够存储数量极多的数据信息,因此,近几年来,油品储运自动化系统中所存在的PLC技术已经被广泛的应用在了油品储运过程中,促进了油品储运行业的发展。
参考文献
[1] 张军.PLC在石油化工企业储运自动化系统中的应用[J].西安航空技术高等专科学校学报,2004,(3)
[2] 齐从谦.PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社,1998
[3] 王大海.自动控制系统中PLC的设计[J].电子质量,2003(09)
[4] 于仲安,刘颖.基于PLC和组态软件的料位自动监控系统[J].矿山机械,2008(01)
【关键词】油品储运 自动化系统 PLC技术 数据采集 监控
任何一家石油化工企业在进行生产经营过程中,如何好的进行油品储运工作,都是企业必须要重视的一个工作环节。油品储运,自身是属于具有高综合性质的工程科学领域,这其中所涉及到的范畴极广,并且该学科对于不同行业、企业、部门都有着不同的要求,差异极大。例如民用油品在储运过程中与军用油品储运过程中有着极大的差别,炼油厂油品运输与矿场的油品储运都有着较大的差别,虽然从理论上来说,个别油品运输的差别较小,但是,实际使用的运输设备以及运输措施都有着不同的特性。同时,该行业还涉及到了不同板块的业务、管理、核算等工作。本篇文章主要对PLC技术应用在油品储运自动化系统的实际情况进行了全面深入的研究。
1 油品储运自动化系统简介
PLC系统中不仅包括了对油品装卸车过程中的控制以及销售管理的自动化系统,还有油品灌区的监控管理系统以及油品在线调和功能,在整个监控系统中还有个别系统中有着储运污水监控管理系统。对油品存储罐以及油品运输过程中进行全程的监控和管理工作,就是是整个油品储运工作的核心内容,因此灌区的自动化管理技术能够直接影响到油品储运系统的自动化水平是否具有高效能。
2 油品储运自动化系统中PLC技术的应用
PLC技术中的一个重点实现目标就是将灌区的现场数据收集完善,把数据整理之后把数据直接传递到了上位机之中,在数据传递的过程中,同时接收上位机所发出下一步指令,根据指令来进行下一步对灌区进行的现场执行机构工作进行控制,并执行指令。而在这个过程中,所需要收集的灌区现场数据中包括了多种数据,其中主要有开关量信息以及和各种不同类型的警报信号等;可燃气体报警等,模拟量的信号;刮板以及涡轮等产生的脉冲信号;液位计以及质量流量计等数字信号。这其中的输出信号,主要包括了开关量信号、PID调节模拟信号以及模拟信号等多个信号组合而成。
2.1 关于PLC的重点技术指标要求
2.1.1输入指标要求
这里的检测精度全部针对系统本身而言,而传感器、变送器等并不包含在内(下同)。
(1)字检测要求:不能有附加误差产生。
针对质量流量计和钢带液位计等具有各种通讯协议功能的数字输出变送器可以实现兼容。
(2)模拟量检测要求:其精度必须±0.1%以上。
要求输出变送器为:4-20m A D C、
0-20mADC、1-5vDC、0-10VDC。
(3)脉冲量检测要求:不能有附加误差产生。
要求计数频率50KHz以下,输入电压5-24VDC以下,比如涡轮、齿轮以及腰轮和刮板等流量计。
(4)开关状态检测要求:必须全部采用开关量读入模式,具体无触点开关容量在24VDC500mA。比如阀位、泵开关、液位开关和气体报警开关等。
2.1.2输出指标要求
针对输出的控制信号,要求无触点开关的具体容量是24VDC500mA。采用4-20mADC、1-5vDC、0-10VDC进行模拟量输出,以及通过比率PID进行调节输出。
2.1.3PLC数据采集要求。
(1)定时采集。
也就是根据事先确立好的采样时间,来对被控制的对象行为进行数据采集工作,将采集的数据全部存储到存储区域,同时保证数据不丢失。
(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。
灌区监控系统中最为核心的工作,就是有效的实现灌区现场任务执行机构的控制执行行为,以及对执行过程中监控的功能,其中,对各个储油罐进行收付油、循环、以及注水等工序都显得特别重要。
为了能够有效的实现隔爆功能,对储罐的阀门进行控制的过程中,主要是以气动阀门作为主要的阀门,在操作的过程中以电磁阀来有效的实现操控动作。所以,监控灌区的储蓄阀门就必须通过监控手段的检测,并且与动作的实际反映相结合起来,只要开关了气动阀,那么就必然可以检测到开关两个点所产生的回馈信息。
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。
3 结语
综上所述,通过基于PLC监控系统来进行数据采集和指令执行操作,能够极为有效的增强操作的实时性、可靠性、安全性。即便在运行过程中与上位机脱离了也能够依据预先设定的程序来进行相关操作的执行工作,特别是一些新研制出来的新型PLC更是有着极大的数据存储区域,其存储区域中能够存储数量极多的数据信息,因此,近几年来,油品储运自动化系统中所存在的PLC技术已经被广泛的应用在了油品储运过程中,促进了油品储运行业的发展。
参考文献
[1] 张军.PLC在石油化工企业储运自动化系统中的应用[J].西安航空技术高等专科学校学报,2004,(3)
[2] 齐从谦.PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社,1998
[3] 王大海.自动控制系统中PLC的设计[J].电子质量,2003(09)
[4] 于仲安,刘颖.基于PLC和组态软件的料位自动监控系统[J].矿山机械,2008(01)