組態軟件和PLC在石油化工碼頭安全監控系統中的應用

王 林

（上海冠卓企業發展有限公司，上海201508）

0 引言

組態軟件和PLC的應用使得工業設備具有了數據采集、分析、應激處理的能力，能夠全天候進行生產作業，極大地推動了工業生產朝著自動化的方向發展。工業生產自動化不僅能夠提高工業生產效率，降低用人成本，還能夠為生產過程的安全提供保障，是未來工業生產方式發展的趨勢。

1 組態軟件和PLC

1．1 組態軟件

組態軟件是一種能夠實現數據采集和監視控制的系統軟件，它能夠對數據進行采集，并監視數據運行，同時制定相關觸發條件，當數據的運行滿足了觸發條件時，組態軟件將自動作出相應的控制手段，是一款實現自動監控的專用軟件，在自動控制系統中，組態軟件是屬于監控層這一級別。組態軟件可以根據用戶的需求，自由進行組態，這種靈活的方式，可以使得用戶迅速完成工業自動控制系統中監控功能的搭建工作。組態軟件的應用領域十分廣泛，尤其是對電力系統、給排水系統、石油化工等領域，組態軟件具有十分重要的意義，不僅可以利用采集到的信息為其提供理論依據，保證其高效運行；而且其監控功能，也使得這些領域的安全性有了保障。

1．2 PLC

PLC全名為可編程邏輯控制器，是用于工業設備自動化控制的“微型計算機”，它的基本結構包括電源系統、CPU、RAM、輸入輸出接口電路、功能模塊、通信模塊等。其中CPU是PLC系統的核心處理器；RAM是用來儲存采集、分析、處理等的數據；功能模塊是PLC系統的特色所在，通過編寫程序實現各種功能（如計數、定位等）；通信模塊是用來對數據進行轉移，為共享與交流提供方便。PLC系統的工作原理主要分為3個階段，即采樣的輸入、執行相應的用戶程序以及輸出刷新。一個掃描周期就是按照順序完成一次以上的3個工作。將PLC應用在機械電氣控制裝置中，在它運行時，PLC的CPU就會保持一定的運行速度不停地完成一個個掃描周期，自動地、連續地、準確地實現裝置的預定功能。PLC是實現工業自動化控制的重要組成元素之一。

總而言之，將組態軟件和PLC組合應用到傳統的機械生產過程中，能夠將其改造成機械自動化生產過程，不僅極大地解放了人力資源，降低了生產成本，而且提高了生產效率，除了必要的維護，自動化控制系統能夠全天候運作，極大地提高了生產效益。

2 組態軟件和PLC在石油化工碼頭安全監控系統中的應用

在石油化工碼頭上，因為石油化工產品具有極高的危險性，所以需要對裝卸、運輸、保存全過程進行安全監控，從而使得發生事故時能夠第一時間進行預警，并采取應急措施，保障人員安全和碼頭的經濟效益，而利用組態軟件和PLC打造的安全監控系統能夠很好地解決這一問題。

2．1 裝卸監控

石油化工碼頭需要裝卸的產品通常分為兩類，即石油與危險物品，這兩類產品需要在不同區域進行裝卸。化工產品通常具有易燃、易爆、有毒等特性，所以在裝卸過程中要嚴密監控其各項指標，如危險氣體濃度、溫度等。利用各種傳感器對以上因素進行數據采集，利用組態軟件和PLC的功能對數據進行監控，當危險氣體濃度超標，說明在裝卸過程中存在泄露，監控系統能夠在第一時間發出警告，提醒工作人員進行撤離，并對超標區域進行標注，方便相關人員第一時間控制事故規模；當溫度超標時，說明不宜進行易燃易爆產品的裝卸工作，避免因高溫引發的爆炸事故。組態軟件和PLC在裝卸監控中可以進行分級報警，即根據不同的指標觸發不同等級的報警，并采取相應的安保措施。

2．2 運輸監控

危險物品在進行運輸時通常是采取車輛運輸，而石油在運輸時則是依靠管道運輸，所以針對不同的運輸方式，組態軟件和PLC能夠提供不同的監控服務。

2．2．1 車輛運輸監控

危險物品在進行車輛運輸時，如果因為行駛路徑錯誤（在顛簸路面行駛）、車輛超速、越界等，會導致交通意外、危險品泄漏等事故，所以需要利用組態軟件和PLC對運輸車輛的行駛路徑、行駛速度、是否越界、車廂內危險氣體濃度等進行監測，通過GPRS來完成數據的傳輸與接收，當車輛偏離路徑、超速、越界，或者車廂內危險氣體濃度超標，系統將向駕駛人員發布警告，并自動分析周邊的應急站、消防設施、道路情況等，制定最佳救援方案。

2．2．2 管道運輸監控

石油在進行管道運輸時，因為管道敷設過長，所以容易發生管道泄漏，而且排查故障段和故障原因較為困難，加大了檢修難度。故而需要利用組態軟件和PLC對石油管道的健康狀態進行實時監控，主要包括管道是否腐蝕、損壞、管道內壓力、溫度、流量等，當出現異常狀態時，系統會第一時間發現，并對故障段進行準確定位，幫助維修人員鎖定檢修范圍，并為維修人員提供故障分析，極大地縮減了排查時間，提高了檢修效率。

2．3 倉庫監控

石油與危險物品的保存方式雖然略有不同，但是監控方案大體相同。為了避免倉庫在保存過程中出現泄漏、爆炸、破壞、偷盜等事故，需要利用組態軟件和PLC對倉庫進行全方位無死角的覆蓋監控。主要監控內容是溫度、濕度、危險氣體濃度等，并設置紅外線報警、監控錄像等，當倉庫中出現異常狀況，系統將根據不同指標進行不同等級的報警，并采取相應的應急措施，通知相關的人員前往現場處理。

3 組態軟件和PLC在石油化工碼頭安全監控系統中應用的效果

3．1 節省人力資源

由組態軟件和PLC打造的石油化工碼頭安全監控系統具有高度智能化、自動化，能夠極大地解放人力資源。傳統監控手段，往往需要多人監控同一區域，整個石油化工碼頭的裝卸、運輸和保存需要大量監控人員，而應用組態軟件和PLC打造的監控系統，只需要極少的人手就能夠應付所有工作，甚至在無人時也可以實現自動預警，并采取應急措施。

3．2 提高安全保障

由組態軟件和PLC打造的石油化工碼頭安全監控系統大量使用傳感器設備，能夠全方位、無死角地對所有區域進行監測，對溫度、濕度、壓力、流量、危險氣體濃度等各項指標進行即時監控，如果發生事故，監控系統能夠第一時間察覺，同時根據事故等級作出預警，為工作人員的安全提供了有力保障。同時對事故段進行精準定位，能夠提高檢修效率，防止事故規模擴大。

3．3 保障經濟效益

由組態軟件和PLC打造的石油化工碼頭安全監控系統能節省人力、保護人員安全，控制事故規模，同時防止人為入侵倉庫進行破壞和偷盜，相當于保障了經濟效益。對可能造成經濟損失的事故進行有效控制，就是對經濟效益的有效保障：節省人力，縮減了聘請開支；人員安全，就不需要支付賠金；控制事故規模，能夠有效減少損失；防止入侵，保障了財產安全。

3．4 加強現代化管理

由組態軟件和PLC打造的石油化工碼頭安全監控系統能夠對石油化工碼頭的裝卸、運輸、保存全過程進行全天候監控，掌握石油化工碼頭的運行狀況，為相關領導提供全局調度的決策依據，便于領導科學安排石油化工碼的運行，從而實現現代化管理。

4 結語

綜上所述，組態軟件和PLC的聯合使用，極大地促進了工業生產自動化的發展。由組態軟件和PLC打造的石油化工碼頭安全監控系統，能夠節省大量的人力物力，使得裝卸、運輸、保存全過程運行得更有條理、更加安全，同時能夠為碼頭的經濟效益提供有力保障，使其不受嚴重損害，是碼頭進行現代化管理的核心組成之一。

［1］孫海維．可編程控制器應用［M］．北京：中央廣播電視大學出版社，2006

［2］陳志文．組態控制實用技術［M］．北京：機械工業出版社，2009

［3］陳忠平，周少華，侯玉寶，等．PLC自學手冊［M］．北京：人民郵電出版社，2008