六路四組分氣體循環(huán)檢測控制系統(tǒng)

王福臣

摘 要：本文設(shè)計了一種循環(huán)檢測控制系統(tǒng)，通過PLC系統(tǒng)控制防爆電磁閥循環(huán)動作，實現(xiàn)對不同監(jiān)測點的氣體成分檢測，并通過觸摸屏顯示各個檢測管路工作狀態(tài)和氣體成分含量。

關(guān)鍵詞：循環(huán)檢測；電磁閥；PLC系統(tǒng)；氣體成分

中圖分類號：TQ08 文獻標志碼：A

0 引言

在油罐清洗作業(yè)中，從作業(yè)開始到作業(yè)結(jié)束都需要對多個檢測點（一般為6個）進行的四組分氣體檢測（氧氣、可燃氣、一氧化碳、硫化氫），以保證作業(yè)安全。公司以前的設(shè)備是每個檢測管路都配置相應(yīng)的氣體檢測儀表，這樣綜合下來導致氣體檢測系統(tǒng)成本昂貴，設(shè)備缺乏競爭力。

針對上述存在的問題，重新設(shè)計開發(fā)新的氣體檢測控制系統(tǒng)——六路四組分氣體循環(huán)檢測控制系統(tǒng)，共用一套檢測系統(tǒng)，循環(huán)檢測各管路，減少了儀表使用數(shù)量，降低系統(tǒng)成本。

1 控制系統(tǒng)特點

1.1 系統(tǒng)分析

經(jīng)大量現(xiàn)場作業(yè)觀察、分析研究認為，在油罐清洗過程中其氣體成分的變化是比較緩慢的，容積越大變化越緩慢。在短時間內(nèi)對某一點失去檢測，不會影響整個罐內(nèi)的氣體成分。因此，設(shè)計出了“六路四組分氣體循環(huán)檢測控制系統(tǒng)”。

1.2 控制原理

將6個檢測通道和1條吹掃通道匯集在一起，每個通道上用電磁閥控制管路的通斷，通過真空電泵抽吸、四組分儀表檢測的方式，通過PLC控制，實現(xiàn)電磁閥循環(huán)動作，檢測各個管路內(nèi)氣體成分。動作過程為：1#通道→吹掃通道→2#通道→吹掃氣通道→3#通道→吹掃通道→4#通道→吹掃通道→5#通道→吹掃通道→6#通道→吹掃通道→1#通道，依次循環(huán)檢測。

1.3 氣體檢測狀態(tài)顯示畫面（圖1）

此畫面主要有以下功能：

（1）自動運行/手動運行模式切換開關(guān)：默認狀態(tài)為自動，模式開關(guān)打到手動測試模式，通過HMI屏測試“手動測試按鈕”測試各個通道：按下通道按鈕，電磁閥接通，開始檢測；松開按鈕，電磁閥關(guān)閉，停止檢測。自動狀態(tài)時，通過操作面板啟停開關(guān)啟動，自動循環(huán)運行。

（2）在HMI屏左側(cè)，設(shè)有狀態(tài)指示燈，用于顯示各個通道工作情況。

（3）檢測數(shù)據(jù)即時顯示功能：每個通道分別顯示各自氣體的檢測含量，有氧氣、可燃氣、硫化氫和一氧化碳4種氣體，通道工作時，顯示數(shù)據(jù)，通道停止時，此通道顯示為0，即：只顯示當前工作通道的氣體成分。

（4）檢測報警燈：檢測數(shù)據(jù)顯示右邊，設(shè)有報警燈，當本數(shù)據(jù)超過設(shè)定值時，指示燈常亮報警；6個通道4種氣體可以分別顯示報警。

1.4 氣體檢測參數(shù)設(shè)定畫面（圖2）

此畫面主要有以下功能：

（1）儀表相關(guān)參數(shù)設(shè)定及顯示：一、二級報警參數(shù)、儀表量程、儀表當前顯示等。

（2）通道采樣時間設(shè)定：每一個通道自動運行時間設(shè)定，時間范圍2s～300s；可通過恢復默認按鈕恢復參數(shù)設(shè)定，默認時間為15s。

2 設(shè)備調(diào)試

2.1 氣體檢測循環(huán)程序調(diào)試

電磁閥嚴格按照上述循環(huán)步驟循環(huán)工作，不得出現(xiàn)間斷。

2.2 設(shè)定時間的確認

氣體檢測系統(tǒng)的原理是通過真空氣泵將油罐內(nèi)的氣體抽吸到儀表處進行檢測，由于儀表到油罐之間距離較長（常超過100m），氣體從油罐到儀表需要較長的流動時間，這個時間需要結(jié)合真空電泵的抽吸能力、氣體管路通徑進行核算的。控制系統(tǒng)內(nèi)各通道的設(shè)定運行時間要大于氣體流動時間，否側(cè)就不能有效的檢測氣體，會出現(xiàn)虛假檢測的現(xiàn)象。

2.3 各氣體一、二級報警設(shè)定值的設(shè)定

前期沒有相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計整理，在設(shè)計中，為了報警設(shè)定值的準確、合理，查閱大量的標準文獻，并咨詢供應(yīng)商，最終確認設(shè)定值范圍。

結(jié)語

油罐清洗作業(yè)是高危行業(yè)，作業(yè)是否安全基本取決于罐內(nèi)氣體成分是否安全，氣體成分檢測是清洗作業(yè)中重要的參考依據(jù)。如何保證氣體檢測數(shù)據(jù)的準確性、可靠性，是每一個參與清洗作業(yè)人員的都應(yīng)該注意的問題。希望通過理論聯(lián)系實踐的方式，不斷發(fā)現(xiàn)實際作業(yè)中的問題，不斷改進、不斷提高，設(shè)計制作出更好的油罐清洗設(shè)備。

參考文獻

[1] MSA 公司.PRIMA XP氧氣探測器使用手冊[Z].

[2] MSA 公司.ULTIMA XIR 可燃氣探測器使用手冊[Z].