PLC在天然气输送自控系统中的应用探讨

PLC在天然气输送自控系统中的应用探讨

林彦华 张燕强 杨川

   （山西启光万嘉电子科技有限公司）

摘要：PLC作为一种新型的自控装置，已被广泛地用于天然气的自控系统中。为此，本文从PLC技术的应用优点出发，对PLC技术的具体实施和优化策略进行了探讨。

关键词：PLC技术；天然气输送自控系统；应用

PLC是可编辑控制器，它可以提高生产服务的效率与水平，保障客户满意度，促进企业的持续发展。当前，大多数的天然气输送系统都是以自控为主，主要目的是为了提高输送效率，提高运行的安全性。PLC通常采用可编程储存器来执行内部存储任务，并利用储存器执行特定的用户指令，如逻辑操作、时间控制、顺序控制、数量计算和算术运算，以及利用这些数据对各类机器的生产工艺进行模拟。当天然气输送管道采用可编程控制器（PLC）进行监测控制和数据采集时，沿线每一站都要建立一套自控系统，并利用光纤通信实现控制中心与沿线各站之间的数据交换。

一、PLC技术在天然气输送中的应用优势

该系统包括三个重要组成部分，即调压站、自控系统和计量站。而自控系统又是整个运输过程的核心，能为生产提供可靠、高效的技术保障。该方法可以实现处理器设备的冗余性和接口的兼容性。以调压站为例，它的功能主要是监控输送过程中的各个节点，在该系统功能的支持下，能够充分反馈和收集运输网络中的各种数据；而站控系统，就是根据用户的特殊要求，对运输过程中的有关参数进行集成和处理，并以图形的方式向调度员反馈，将特定的监测信息传递给管理部门。从这一点上可以看出，它在使用上有着其它技术所无法比拟的优势。其主要内容如下：

（1）与传统的电控方式相比，这种方法具有更好的抗干扰性能，可以充分利用集成电路的优点，并且通过隔离模块，可以减小彼此之间的干扰，提高整个自控系统的抗干扰性能。

（2）具有及时的故障报警功能。在这种技术的作用下，可以对整个系统的实际运行情况进行全面监测，并能及时地发现故障隐患，从而使工作人员能够快速地作出应对，确保整个系统的平稳运转。

（3）能够达到机电一体化。因为这种技术中使用的设备总体来说都比较轻便，而且使用方便，因此能够为自动化技术与计算机的互相结合打下基础，实现智能化的控制目标，提高输气质量。此外，这种方法的总体编程设计也很简单，因此可以为以后其它系统的开发提供方便。

二、实际应用

2.1站控系统的应用

站控系统采用 PLC技术对数据进行采集、分析、整理，并将采集到的运输数据传送给综合调度站点，根据调度站点的具体指示进行自动作业。同时，如果发生了短暂的故障，本系统还可以独立、及时地进行数据的采集与监测，确保了天然气运输过程中的安全稳定。

其中，站控系统在天然气站、调压站中的应用最为广泛，并配备有专用的通讯设备。站控系统可以自主地对其所处地区的天然气运输数据进行采集、管理、控制，然后将这些数据传送给综合调度站，根据调度站发出的命令来对天然气进行调度和管理；除此之外，要有两个或更多的电压调节监测工作站，才能对整个运输过程进行远程监测，并在安全地点、工艺区等处安装红外线传感器和视频监视装置，再把这些装置与网络相连，设置一个特定的时间，这样就可以把一定时期内的各种数据信息传送到调度台。工程技术人员应高效地采集、处理来自各个输气站、调压站的天然气传输参数，全面地检查各种电子器件的有效性，从而达到对设备的全面监测与管理。

2.2语言模块的应用

通过集成接口管理、数据采集及显示等相关工作来实现对输气管道的控制。按照燃气管道的实际情况，依照5种类型的语言模块来实现管道的自动传输。同时，在输送过程中，要对各个装置的实际运行情况进行有效监测，对管道等部位进行严格控制，提升自控水平。同时，还要有效监测备用设备的运行状况，保证一旦发生故障，主机能够立即实现无缝对接，提高自控的质量和运输的安全性。

2.3输送自控的应用

在实际应用中，应该与之前相一致，将时间标记控制在毫秒级的基础上，利用多余的电源，精确地控制数据处理时间，从而提高自控质量。此外，还必须选择合适的输入、输出组件，组件还要具有自检性、抗浪涌等功能，从而保证运行中的安全。在选择模块时，可以采用充电或拔电等工作方式，保证使用过程的便利。

2.4通信功能的应用

通过PLC技术的应用，可以使运输自控系统的通讯性能得到进一步的优化。具体来说，就是不仅能保证通信指标符合标准性的通信需求，还能保证多种形式的接口和通信接口都符合操作要求，达到有效通讯的目的，从而提高通讯质量和自控系统的工作质量，保证在出现系统故障后，可以及时地进行反馈。

2.5硬软件的应用

硬件装置以太网接口和冗余总线接口为主，可以满足特定的使用要求，并确保其它协议的串口可以相互共用，从而在面对各种复杂的逻辑时，能够高效地满足硬件设备的要求，并且可以实现对天然气传输的有效控制。

在软件方面，首先应建立网络通讯，并进行详细的绘图程序设计。具体步骤为：先将对应的模拟量资料收集起来，然后将这些资料进行传输，实现量化，然后完成阀门控制、自动报警、流量计算、电源监测和组分气体监测；其次，需要对组分气体进行细致的判定，如果分值不在这个范围内，或者是负值，那就意味着分析结果不会被计算出来，而且组分值也应该以最近的为准。最后，系统还必须具备报警功能，以保证在输送过程中出现异常情况时，能够及时报警，便于操作人员快速响应。

三、应用过程中的优化策略

3.1强化自控系统的可靠程度

通常，信号数据是制约其自控系统可靠性的重要因素，而在信号主界面上所反映的通常是有关装置的平均水平。所以，为了确保可靠性，需要对系统帐号进行严格的管理，通过授权管理、认证管理等方式，建立一套专业的信息安全监督体系，实现安全管理。

3.2优化故障报警

在自控系统中，控制信号的失效是造成自控系统可靠性下降的重要原因。通常情况下，此类故障都会有特定的系统给出提示，从而降低故障维修的难度，降低维修费用，确保系统的运行效率。因此，为了更好地实现这个目标，需要在自控系统中设计一个三层的故障预警系统，确保维修人员能够根据不同的故障类型及时地进行维修。

四、结语

总之， PLC在天然气输送中有着很高的利用价值，它可以通过远程操作，对全流程中出现的各种问题进行实时反馈，同时，在实行全面监督管理的模式下，能确保安全指标以及定位置错误的处理效率，使其更加安全高效，实现了从技术和管理两个层次的运输管控，为多样化的应用需求提供了必要保障。

参考文献：

[1]缪全诚.PLC在天然气输送自控系统中的应用[J].中国高新科技,2022(13):54-55.

[2]黎燕.PLC在天然气输送自控系统中的应用研究[J].化工管理,2020(12):123-124.

[3]石艳柳.PLC在天然气输送自控系统中的应用[J].科技资讯,2013(07):27.DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2013.07.019.