PLC技术在石油化工油品储运自动化系统中的具体应用.doc

1、1PLC 技术在石油化工油品储运自动化系统中的具体应用摘要：为了克服人工的操作和管理带来的弊端，提高石油化工油品储运自动化管理作业的效率，减少环境污染，石化企业迫切需要高程度的机械化自动化，便于操作维护的石油化工油品储运自动化系统。储运自动化的程度直接影响到了储运自动化的效率及安全，这一工作早已成为石油化工企业自动化管理的一项重要的组成部分。因此在石油化工油品储运过程中建立起一套以计算机技术、数据库技术和网络信息技术为基础的自动化管理系统是迫切的也是必须的。本文笔者主要探讨了自动化设施在石油储运监控系统及决策管理中的应用，就石油化工油品储运自动化的系统构成，详细的介绍了 PLC（Program

2、mable Logic Controller，可编程逻辑控制器）技术在石油化工油品储运自动化系统中数据采集以及对现场执行动作监控方面的广泛应用。 关键词：油品储运 数据采集 可编程控制器 数字滤波 油品调合 一、引言 新技术革命自上世纪八十年代中期延续至今，石油产业也正在向纵深发展。新概念、新工艺、新理论也层出不穷。油品的储运作为一门综合性较高的工程科学，是在石油化工企业中一个必不可缺的重要环节。提高石油化工油品储运自动化的技术、管理水平，对石油化工企业来说，可以减少损耗、增加效益、降低成本。民用油品的储运和军用油品的储2运，矿场石油的储运和炼油厂油品的储运，尽管在基本理论上它们是大体相同的，

3、但是在技术措施和设备上各有各的特点。同时液态介质的存储、核算、计量和管理上的工作都是油品储运业务中的重点组成部分，这就能证明提高油品储运自动化和管理水平对石油化工企业有着不可或缺的重要意义和作用。 二、PIG 扫线原理及原则流程 所谓的 PIG 扫线，就是通过压缩惰性气体获得动力，推动紧密充填在管道中的弹性海绵柱，使其以一定的速度前进来实现一次性清管/置换的技术。 PIG 扫线原则流程及操作程序： （1）PIG 装置的设计 PIG 装置是用作于发射/接收 PIG 芯而设置的，它的使用压力等级和直径等均与其他工艺管道是完全相同的，强度的计算及补强可取等径三通公式： St0= PDw/（2t+P）

4、 ； St0：主管段理论计算壁厚 mm； ：强度削弱系数，对于单筋、蝶式等局部补强的 PIG 装置，=0.9； t：基本许用应力 MPa； P：设计压力 MPa； Dw：主管外径 mm； 本公式之适用于以无缝钢管焊制的 PIG 装置，并且主管外径3660mm，支管内径和主管内径之比0.8，主管外径和内径之比1.05且1.5。 为了防止 PIG 芯到达末端后发生扭曲进入支管，在设计时应沿三通的焊缝内侧适当增设栅条。 设计氮气管与主管道管径之比在 1：4、1：5 之间为宜，这样是为了控制 PIG 芯的运动速度，目的在于延长 PIG 芯的使用寿命。 三、储运自动化系统的构成 石油化工油品储运自动化系

5、统分为鹤管装卸车的控制以及销售管理自动化系统和罐区监控管理系统，个别还包括了储运污水处理管理系统。这其中罐区的自动化水平大体上代表了油品储运系统的整体自动化水平。这是因为罐区的监控与管理工作是储运自动化系统中最为基本的工作内容。下面就以 PLC 技术在罐区监控管理系统中的应用作为典范，简要的介绍一下 PLC 技术在石油化工油品储运自动化系统中的应用。 小鹤管装车具有着节能和安全等显著的优点，石油化工企业内的储运装车基本上都以它作为基本灌装设施。目前这种灌装设施的鹤管有两种规格：通常我们把口径大于 Dg12O 的鹤管称之为大鹤管，此类鹤管主要用于火车罐车的灌装工作；另将口径小于 Dgl20 的鹤

6、管称为小鹤管，其常用的口径有 Dg80、Dg50，此类鹤管主要用于火车罐车及汽车罐车的灌装工作。目前因此相应的分为大鹤管储运装车自动化微机控制系统和和小鹤管储运装车自动化微机控制系统。 （1）PLC 应用在常见的储运自动化系统中 PLC 技术紧随着微电子技术的同步发展，已开始替代传统的继电器控4制装置。PLC 作为以微处理器为核心的工业控制装置，如今它既能采集控制开关量，还能采集控制模拟量以及数字量，同时还可以实现过程控制、顺序控制、逻辑运算、计数、定时、联网通信等功能，将计算机技术与传统继电器控制系统紧紧的结合在了一起。凭借着抗干扰能力强、I/O 组态灵活、结构紧凑、高可靠性及调试维护方便等

7、众多优点，越来越受到众多工业用户的认可。在现代工业自动化领域中与工业机器人、CAD/CAM一起被称为现代工业化三大支柱。 在石油化工油品储运自动化控制系统中，PLC 技术得到了普遍的应用。PLC 的主要任务是完成定量程序装车控制、防静电、防溢及联锁控制，完成数据采集和对现场控制执行器的程序控制等内容。 （2）PLC 的计数单元详解 PLC 高速计数单元对应采集管路上流量计的低位及高位通道单元都需要清零，高速计数单元计数通道清零的子 PLC 应用程序如下： LD IR200.00 OUT TR0 ANDNOT IR203.00 AND IR206.00 TIM 001 DM398 LD TR0

8、ANDNOT IR210.00 MOVB（82）#1#300 IR330 BIN（23）IR356 DM309 5BIN（23）IR357 DM310 选择模式 6 计数方式，输入 IN-IR330.03 作为内部触发方式，微分型指令MOVB（82） 是位传送指令，当执行条件 IR200.0 由“OFF”变为“ON”时，MOVB（82）传送一次#1 到 IR130 通道的第 3 位，即IR330.03 单元置 1，就实现了使计数器从零开始计数。IR356 与 IR3576是采集累计脉冲的低位与高位的 BCD 码，使用 BIN（23）指令转换成 16进制数，并将其映射在 DM309 和 DM31

9、0 单元之中。 1、直接从空分制氮企业来引接氮气总管； 2、从运输距离小于等于 400 公里的深冷制氮企业来购置液氮，同时设置液氮储罐以及蒸发器等设备准备氮气供应系统； 3、自备变压吸附制氮装置，以供自产自用。 通过以下公司计算出液氮储罐的最小容积： VNh 0785d2*L*Pc/（PNh-PC） Vnh：氮气储罐最小容积 m3； d：储运系统最大输送管道内径 m； L：储运系统最大输送管道长度 m； PC：吹扫压力，NPa 通常以（PL+0.2）即可满足； PNh：氮气储罐长备充装压力 NPa； （3）PLC 应用在分布式小鹤管装车自动化系统 对于分布式的小鹤管装车自动化系统，操作人员可以

10、在装车现场操作撞车和监控装车情况。各个鹤位均设置一台定量装车控制设备来执行本鹤位的定量装车控制任务。这样可以达到实现系统操作的功能分散管6理且集中见识的目的。 针对定量装车控制设备可以采用定量装车控制仪，但现市面上定量装车控制仪价格昂贵，可以采用西门子 S7-200-CPU224 的小 PLC 加西门子 DT-900 来实现，将其安装在石油化工油品储运装车现场的每个鹤位，以完成现场自动化装车控制的管路温度、体积流量、质量流量、静电接地、液位防溢、阀门开关状态等检测，通过以上的方式来完成安全联锁以及定量装车控制等功能。 （4）PLC 应用在火车大鹤管装车自动化系统 火车大鹤管装车自动化系统相比前

11、两种控制系统要复杂得多。在火车大鹤管装车自动化系统中，PLC 相比之前还有很多任务要完成，包括对大鹤管的位置的上升、停止、下降和左、右位移的控制及位置的检测，接油斗的位置控制以及位置的检测，火车油罐牵引车位置控制，液压泵的开关控制等。 四、PLC 在石油化工油品储运监控系统中的应用 PLC 在石油化工油品储运监控系统中应用的原理：采集石油化工油品储运罐区现场的数据，并传至上位机，再由上位机编程、组态、连接，把实际流程形象的展现出来，并显示动态数据和设置 PID 控制参数、过程参数，除此之外还可以查看历史报警报表、趋势等。具体的应用程序如下： （1）系统硬件的设计 本监测系统控制中心的主要功能有：库区管理，数据的采集和处理，与第三方监控系统的通讯，逻辑控制以及流量计算等。主站的控制器的7主要组成部分有：主电源、CPU 卡、液晶显示器、环路通讯卡等。其内部有两个固定的数据库，一个作为现场单元数据库，通过由上位机传递过来的读写指令对阀门进行控制；另一个作为自诊断数据库，负责记录通讯协议有关状态并给智能阀发布指令。同时，该系统的通讯协议采用M0dbus，