PLC系統(tǒng)在天然氣長輸管道中的應(yīng)用

劉會斌 等

摘要：與其它適用于天然氣長輸管道自動(dòng)控制環(huán)節(jié)的設(shè)備相比，現(xiàn)代化的PLC系統(tǒng)擁有了小型化、集成高、性能強(qiáng)、可行高效等獨(dú)特長處，也正由于此其已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到當(dāng)代的天然氣運(yùn)輸項(xiàng)目當(dāng)中。本文首先闡述了PLC系統(tǒng)的性能與特征，并且根據(jù)PLC系統(tǒng)在天然氣長輸管道中的應(yīng)用實(shí)況，提出一系列有針對性、科學(xué)性的應(yīng)用分析結(jié)論，期望能對往后的PLC系統(tǒng)的開發(fā)研究工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：PLC系統(tǒng) 天然氣長輸系統(tǒng) 應(yīng)用分析

當(dāng)代天然氣長輸管道均選擇應(yīng)用以現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)為重要核心的控制管理系統(tǒng)，并借此先進(jìn)化的管道管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)天然氣長輸項(xiàng)目所需的數(shù)據(jù)收集、過程監(jiān)管、操作管理、強(qiáng)化過程、結(jié)果分析等一系列步驟，從而在根本上提升當(dāng)代天然氣長輸管道的運(yùn)輸效率與應(yīng)用效益。所謂的PLC系統(tǒng)即是指可編程控制設(shè)備，其能夠借助可靠性高的存儲器來完成一系列指定的運(yùn)算過程、時(shí)間控制、順序管理以及流量統(tǒng)計(jì)等工序，所以就目前我國天然氣長輸管道的開發(fā)應(yīng)用情況而言，其已逐漸融入到該天然氣開發(fā)項(xiàng)目的自動(dòng)控制環(huán)節(jié)當(dāng)中。而本文為了探討PLC系統(tǒng)在天然氣長輸管道中的應(yīng)用實(shí)況，首先對PLC系統(tǒng)的性能以及特征進(jìn)行了深入的分析，而后再依據(jù)上述結(jié)果，逐步對其的應(yīng)用實(shí)況進(jìn)行研究。

1 PLC系統(tǒng)的基本概況

1.1 PLC系統(tǒng)的性能分析 眾所周知，當(dāng)前我國天然氣長輸管道的技術(shù)核心是現(xiàn)代化、先進(jìn)化的PLC系統(tǒng)，其是一種按照管道所要求的自動(dòng)控制復(fù)雜性，嚴(yán)格符合設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置規(guī)定當(dāng)中的要求——即IEC61508不少于SIL2等級的自動(dòng)化系統(tǒng)，同時(shí)其能夠?qū)崟r(shí)地將天然氣長輸管道系統(tǒng)當(dāng)中的運(yùn)作情況進(jìn)行監(jiān)視、管理、控制、調(diào)節(jié)等步驟，在一定程度上促進(jìn)了天然氣管道的自動(dòng)化、信息化發(fā)展。正常情況下，對于天然氣長輸管道系統(tǒng)而言，燃?xì)夤緯O(shè)置一座調(diào)控中心，并且會在該調(diào)控中心的首末站與分輸站的位置區(qū)域配置相應(yīng)的PLC系統(tǒng)，并且其會通過遠(yuǎn)控式的線路截?cái)嚅y室來安裝必要且高效的終端設(shè)備，由此可見先進(jìn)有效的PLC系統(tǒng)一般是借助恰當(dāng)?shù)能浖O(shè)備來完成針對于整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控分析功能。一般地，天然氣控制中心能夠借助PLC系統(tǒng)對運(yùn)輸過程中的管道線路實(shí)況實(shí)施監(jiān)控、分析、管理，與此同時(shí)其還會把所研究得出的數(shù)據(jù)結(jié)論及時(shí)有效地反饋到系統(tǒng)調(diào)控中心，以便于天然氣長輸管道系統(tǒng)的操作員快速落實(shí)后續(xù)的分析監(jiān)視控制工作。而天然氣長輸管道項(xiàng)目的調(diào)控中心也會借助網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈的優(yōu)勢特點(diǎn)，行之有效地把各個(gè)管道站控系統(tǒng)連接在一起，從而為后續(xù)的統(tǒng)一化管理天然氣長輸管道運(yùn)作實(shí)況提供可靠的技術(shù)條件，其不但能夠在最大程度上簡化天然氣長輸管道控制系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)，而且還能夠提升該系統(tǒng)的自動(dòng)控制效率。例如若天然氣長輸管道中的一段線路出現(xiàn)天然氣泄漏現(xiàn)象，那么此時(shí)和該管道線路相鄰的自動(dòng)控制設(shè)備就應(yīng)當(dāng)及時(shí)地感知到天然氣長輸管道當(dāng)中所出現(xiàn)的運(yùn)作異常情況，并把其自身所監(jiān)控得出的數(shù)據(jù)信息反饋給天然氣長輸管道的站控系統(tǒng)，而且當(dāng)上述站控系統(tǒng)的PLC系統(tǒng)接收到反饋下來的數(shù)據(jù)信息時(shí)，其應(yīng)當(dāng)在最短的時(shí)間內(nèi)對這部分?jǐn)?shù)據(jù)信息進(jìn)行合理化的計(jì)算與分析，有針對性、高效率地對管道故障等級進(jìn)行評估，而后該系統(tǒng)再根本分析結(jié)果與故障等級情況提出一系列可行的方案策略，并且在必要時(shí)可以借助遠(yuǎn)程控制特點(diǎn)，有效地對該部分管道的電動(dòng)閥實(shí)時(shí)截?cái)嗝芊獬绦颍苊庾屨麄€(gè)天然氣長輸管道運(yùn)作項(xiàng)目損失無法預(yù)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 PLC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析 一般地，天然氣長輸管道所應(yīng)用的PLC系統(tǒng)基本上是通過PLC控制系統(tǒng)、調(diào)壓站以及計(jì)量站三結(jié)構(gòu)要素而形成的，而其中PLC系統(tǒng)所包含的PLC控制系統(tǒng)是支撐系統(tǒng)正常運(yùn)作的關(guān)鍵構(gòu)成要素，在一定程度上而言其性能越是穩(wěn)定、可行、高效，越能夠決定當(dāng)前的天然氣長輸管道PLC系統(tǒng)的功能是否多樣化、運(yùn)作過程是否可靠有效。正常情況下，天然氣長輸管道應(yīng)用的PLC系統(tǒng)大多選擇AB公司研發(fā)的Controiloix系列的相關(guān)產(chǎn)品或者選擇施耐德公司研發(fā)的Quantum系列的相關(guān)產(chǎn)品， 而且上述所提及的CPU軟件具備著較高的服務(wù)性能，不但可以完成處理器的熱備冗余工序，還可以擁有比較強(qiáng)的接口兼容功能，為往后天然氣長輸管道PLC系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了強(qiáng)而有力的條件基礎(chǔ)。PLC系統(tǒng)借助外接性的設(shè)施設(shè)備，能夠有效地開展各種各樣的邏輯運(yùn)算以及自動(dòng)控制工序，這就猶如天然氣長輸管道中站控系統(tǒng)的主要控制中樞，而各個(gè)調(diào)壓站則是PLC系統(tǒng)的監(jiān)視、管理、控制對象，其的運(yùn)作目標(biāo)關(guān)鍵是在于通過PLC系統(tǒng)來科學(xué)、有效、快速地控制管理天然氣長輸管道運(yùn)輸管網(wǎng)的壓力。按照天然氣長輸管道調(diào)壓過程中管道網(wǎng)出現(xiàn)的壓力大小，能夠把PLC系統(tǒng)調(diào)壓站劃分為幾種類別：中低壓類型、中中壓類型以及高中壓類型等，并且和變電站相類似，天然氣長輸管道所經(jīng)過的不同調(diào)壓站的調(diào)壓性能以及形式均會不太一樣，比如居民區(qū)域附近的天然氣長輸管道就需求可行性強(qiáng)、效率高、合理化的調(diào)壓站。由此可見，PLC系統(tǒng)是天然氣長輸管道系統(tǒng)的主要控制部分，其唯有和系統(tǒng)內(nèi)部的調(diào)壓站統(tǒng)一步伐、相互促進(jìn)，方可以保證整個(gè)天然氣系統(tǒng)處于安全、高效、良好、可行的環(huán)境下運(yùn)作，方可以保證該系統(tǒng)能夠有效實(shí)時(shí)地滿足當(dāng)?shù)厝罕姷纳钏琛?/p>

2 PLC系統(tǒng)在天然氣長輸管道中的應(yīng)用分析

正常情況下，PLC系統(tǒng)在天然氣長輸管道當(dāng)中的應(yīng)用工程主要是借助站控系統(tǒng)來得以完成的，比如我國燃?xì)夤緸榱四軌虬褔鴥?nèi)西部區(qū)域的天然氣資源輸送到城鎮(zhèn)上的居民區(qū)域以及工業(yè)區(qū)域，就要投入大量的工程成本來建設(shè)長距離的輸送管道線路，可是這些管道線路一般是要建設(shè)在人煙稀少的區(qū)域上，為此當(dāng)燃?xì)夤疽M(jìn)行一些天然氣長輸管道的維修維護(hù)工作時(shí)所要面臨的困難以及阻擾也是非常巨大的。因?yàn)檫@時(shí)燃?xì)夤静粌H要采集、分析當(dāng)前天然氣運(yùn)輸管道的實(shí)際分布情況，而且還要依據(jù)管道分布實(shí)況來選擇一個(gè)較為合適合理的位置來建設(shè)高效的輸送管線站控系統(tǒng)，從而借此系統(tǒng)來對管道運(yùn)輸情況進(jìn)行監(jiān)控。一般地，天然氣長輸管道的站控系統(tǒng)是通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)、PLC系統(tǒng)、測量設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)通信器來構(gòu)成的，當(dāng)中PLC系統(tǒng)主要是用于采集、整理、分析數(shù)據(jù)信息的，且借助MODBUS軟件來和天然氣長輸管道系統(tǒng)內(nèi)部的其余設(shè)施設(shè)備取得聯(lián)系。與此同時(shí)，PLC系統(tǒng)也可以把相關(guān)的天然氣運(yùn)輸數(shù)據(jù)與資料實(shí)時(shí)地反饋給系統(tǒng)調(diào)度中心，而后還能夠依據(jù)調(diào)度中心所反饋回來的指令進(jìn)行一系列自動(dòng)化的操作行為。如果天然氣長輸管道系統(tǒng)內(nèi)部的站控系統(tǒng)出現(xiàn)暫時(shí)性的故障問題，導(dǎo)致系統(tǒng)計(jì)算機(jī)喪失其的監(jiān)控功能，在一定時(shí)間內(nèi)難以正常有效地收集獲取信息資料，那么這時(shí)候PLC系統(tǒng)也仍然能夠獨(dú)立地落實(shí)好天然氣長輸管道系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)收集與分析、遠(yuǎn)程調(diào)控等一系列操作程序，從而讓天然氣運(yùn)輸項(xiàng)目得以繼續(xù)，讓系統(tǒng)能夠在穩(wěn)定、高效、科學(xué)、合理化的環(huán)境下繼續(xù)運(yùn)作。

實(shí)踐證明，PLC系統(tǒng)在一定程度上對天然氣長輸管道的正常運(yùn)作起到了至關(guān)重要的調(diào)控作用，與此同時(shí)其仍然能夠借助遠(yuǎn)程調(diào)控的功能來對天然氣長輸管道系統(tǒng)當(dāng)中所可能發(fā)生的突發(fā)故障作出實(shí)時(shí)、有效地反應(yīng)，也由此可見該P(yáng)LC系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用確實(shí)能夠有效地提升天然氣長輸管道系統(tǒng)的科學(xué)性、高效性、有效性以及穩(wěn)定性，在根本上保障了管道線路所到達(dá)區(qū)域的居民的日常生活需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]李克，李振林，宮敬，劉海強(qiáng).天然氣管道小泄漏高空激光檢測試驗(yàn)[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010（01）.

[2]張春燕，杜磊，文昊昱，牟華.天然氣長輸管道和站場防腐涂層[J].中國涂料，2010（02）.

[3]張曉燁，郭東，馬麗娜.SCADA系統(tǒng)在天然氣長輸管線中的應(yīng)用[J].化工管理，2014（18）.

[4]丁蕊，王瑞娜，李旭.天然氣長輸管線及場站的安全管理[J]. 化工管理，2014（23）.