PLC系統(tǒng)在某轉(zhuǎn)油站投產(chǎn)中的應(yīng)用與調(diào)試分析

孫凱

（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠(chǎng)儀表安裝維修大隊(duì)，黑龍江 大慶 163000）

自上世紀(jì)60年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)以及可編程控制技術(shù)開(kāi)始在國(guó)外的多個(gè)油田的轉(zhuǎn)油站控制系統(tǒng)中得到了大量的推廣應(yīng)用，對(duì)保證轉(zhuǎn)油站控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性起到了重要的作用，體現(xiàn)出較好的控制性能，可以應(yīng)用在油田生產(chǎn)的多個(gè)領(lǐng)域。我國(guó)從90年代左右開(kāi)始應(yīng)用PLC控制技術(shù)，最近一些年來(lái)，PLC的應(yīng)用得到了較快的發(fā)展，采用PLC控制器中具備的PID閉環(huán)控制功能，可以對(duì)轉(zhuǎn)油站的運(yùn)行壓力、液位、溫度以及流量等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，提高了轉(zhuǎn)油站的生產(chǎn)效率，極大提高了轉(zhuǎn)油站的自動(dòng)化水平。轉(zhuǎn)油站的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)該按照中心控制室的要求來(lái)進(jìn)行，可以把轉(zhuǎn)油站所有設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)集中傳輸至主控制室內(nèi)的PLC控制系統(tǒng)中進(jìn)行處理，而且PLC控制系統(tǒng)應(yīng)該預(yù)留一些控制端口，可以在將來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)油站外部的各種設(shè)施的信息，轉(zhuǎn)輸至主控制室內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控。

1 轉(zhuǎn)油站PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

應(yīng)該結(jié)合轉(zhuǎn)油站的生產(chǎn)實(shí)際情況，PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)采用1個(gè)主工作站以及2個(gè)過(guò)程控制單元構(gòu)成，現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制單元，利用傳感器采集轉(zhuǎn)油站各設(shè)備的運(yùn)行信息 ，把傳感器采集到信號(hào)發(fā)送到控制單元內(nèi)進(jìn)行處理、分析，并把運(yùn)行信息實(shí)時(shí)發(fā)送給主工作站，主工作站應(yīng)該采用工控機(jī)作為人機(jī)互動(dòng)的界面，對(duì)轉(zhuǎn)油站生產(chǎn)過(guò)程中的各運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并可以在界面內(nèi)對(duì)控制工藝參數(shù)進(jìn)行修改，可生成生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)并保存在儲(chǔ)存器內(nèi)，也可以調(diào)用歷史數(shù)據(jù)，并通過(guò)打印機(jī)輸出各類(lèi)報(bào)表，從而對(duì)轉(zhuǎn)油站的處理流程進(jìn)行監(jiān)視與控制。

2 某轉(zhuǎn)油站投產(chǎn)的概況

圖1 PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件框圖

該投產(chǎn)轉(zhuǎn)油站屬于異地新建的工程項(xiàng)目。為了避免占用過(guò)多的土地資源，新建轉(zhuǎn)油站與原有的轉(zhuǎn)油站在土地利用上會(huì)有部分區(qū)域產(chǎn)生重疊，各種設(shè)備的試運(yùn)行中，新建站點(diǎn)投產(chǎn)的影響因素主要在于，新設(shè)備安裝時(shí)會(huì)與原有設(shè)備產(chǎn)生干涉，而且要求老站不可以停止運(yùn)行，新站建設(shè)時(shí)不應(yīng)該拆除原有的PLC控制柜，所以，在新轉(zhuǎn)油站投產(chǎn)的早期，應(yīng)該利用手動(dòng)方式，對(duì)各類(lèi)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制，運(yùn)行參數(shù)采用本地儀表進(jìn)行監(jiān)視，把原有的PLC控制系統(tǒng)逐步過(guò)渡到新建轉(zhuǎn)油站采用的控制方式上來(lái)，在對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試時(shí)，要考慮的影響因素有很多，必須要制定出較為詳盡的轉(zhuǎn)油站投產(chǎn)方案。

3 轉(zhuǎn)油站的試運(yùn)行

3.1 試運(yùn)行前的準(zhǔn)備工作

制定出轉(zhuǎn)油站試運(yùn)行的操作流程，并畫(huà)出試運(yùn)行的流程圖，并對(duì)試運(yùn)行所需要的各種管道閥門(mén)以及保護(hù)設(shè)施做出必要的說(shuō)明，試運(yùn)行所必需的能源、潤(rùn)滑油、工具已經(jīng)配備齊全，試運(yùn)行方案已經(jīng)得到相關(guān)管理部門(mén)的批準(zhǔn)，配備的試運(yùn)人員已經(jīng)到位，操作人員應(yīng)該清楚了解各種設(shè)備的性能和構(gòu)造，熟悉試運(yùn)行方案，并已經(jīng)掌握好試運(yùn)行的操作規(guī)程，應(yīng)該滿(mǎn)足消防設(shè)施配置的要求，消防通道保持暢通。

3.2 轉(zhuǎn)油站試運(yùn)行的循環(huán)控制流程

圖2 試運(yùn)行流程圖

對(duì)于集油系統(tǒng)的控制方面，首先，從轉(zhuǎn)油站外部輸送過(guò)來(lái)的油液，通過(guò)站內(nèi)部的來(lái)油控制閥組進(jìn)入到站內(nèi)，再進(jìn)入到四合一加油爐內(nèi)進(jìn)行處理，然后油液會(huì)通過(guò)外輸油泵進(jìn)行打壓，再經(jīng)過(guò)流量計(jì)對(duì)油液進(jìn)行計(jì)量，之后再對(duì)油液進(jìn)行外部輸送。

而對(duì)于摻水系統(tǒng)的控制方面，把來(lái)自轉(zhuǎn)油站外部的油液，通過(guò)站內(nèi)部的來(lái)油控制閥組進(jìn)入到2號(hào)四合一加油爐，再經(jīng)過(guò)1號(hào)加熱爐體，把處理后的油液通過(guò)摻水泵加壓后，輸送至計(jì)量裝置，通過(guò)轉(zhuǎn)油站外的控制閥組進(jìn)入到注水井內(nèi)。

對(duì)于天然氣循環(huán)控制流程方面，在四合一爐體內(nèi)進(jìn)行處理之后，通過(guò)天然氣除油裝置后，再進(jìn)入到干燥處理設(shè)備，對(duì)天然氣的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)后進(jìn)入到計(jì)量裝置，再進(jìn)入到四合一加熱爐。

轉(zhuǎn)油站內(nèi)的采暖供熱系統(tǒng)的試運(yùn)行循環(huán)流程方面，供暖熱水通過(guò)站內(nèi)的回水閥組進(jìn)入到二合一加熱爐內(nèi)，再經(jīng)過(guò)采暖泵進(jìn)行加壓后，提高熱水的流速，通過(guò)熱水控制閥組到達(dá)用戶(hù)室內(nèi)，再通過(guò)回水閥組流回站內(nèi)。

3.3 PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試

在轉(zhuǎn)油站試運(yùn)行之前，所有的機(jī)電設(shè)備安裝完成之后，全部的控制電纜和動(dòng)力電纜連接完成以后，PLC控制系統(tǒng)便可以進(jìn)行與設(shè)備之間的聯(lián)合調(diào)試程序，查看控制系統(tǒng)是否運(yùn)行正常。在具體的聯(lián)合試運(yùn)行過(guò)程中，為了核對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，應(yīng)該配備有就地的運(yùn)行參數(shù)顯示裝置，比如在安裝壓力變送器的位置，再安裝1套直讀式壓力表。在轉(zhuǎn)油站現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試的主要目的是實(shí)現(xiàn)針對(duì)舊站的控制系統(tǒng)的手動(dòng)控制，逐步把手動(dòng)改變?yōu)樾抡镜淖詣?dòng)控制方式，完成新舊控制系統(tǒng)的過(guò)渡，可以把其劃分為如下程序。

（1）把變送器進(jìn)行復(fù)位操作并進(jìn)行安裝。

（2）對(duì)接線(xiàn)情況進(jìn)行檢查，核對(duì)好線(xiàn)號(hào)以及連接的部件，必須要每個(gè)點(diǎn)位都進(jìn)行檢查，保證接線(xiàn)的正確性。

（3）檢查PLC的模擬量輸入以及輸出情況，看模塊是否進(jìn)行正常的運(yùn)行。

（4）對(duì)手動(dòng)控制和自動(dòng)控制的邏輯性進(jìn)行檢查，檢查手動(dòng)控制輸出點(diǎn)位能否正常工作，對(duì)應(yīng)的輸入輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)能否動(dòng)作，手動(dòng)控制方式是否有效。

（5）對(duì)指示燈進(jìn)行測(cè)試，查看能否正常顯示，內(nèi)部的燈泡是否損壞，顯示的邏輯關(guān)系是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，為下一步的調(diào)試提供便利。

（6）以半自動(dòng)工作方式進(jìn)行調(diào)試時(shí)，應(yīng)該有步驟地進(jìn)行，逐步實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制流程，當(dāng)檢查中發(fā)現(xiàn)有的步驟出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)該停止調(diào)試，在故障處理完畢后再重新進(jìn)行。

（7）完成半自動(dòng)控制方式調(diào)試以后，便進(jìn)入到自動(dòng)控制方式，應(yīng)該持續(xù)進(jìn)行多個(gè)工作控制循環(huán)流程，保證控制系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地進(jìn)行控制。

（8）對(duì)模擬量數(shù)據(jù)、運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，是控制系統(tǒng)試運(yùn)行首要解決的問(wèn)題。當(dāng)模擬量可以正常的輸入輸出之后，方可以進(jìn)行控制方面的測(cè)試，對(duì)模擬量進(jìn)行調(diào)試主要是為了選定較為合理的控制參數(shù)。

4 轉(zhuǎn)油站試運(yùn)行時(shí)，PLC控制系統(tǒng)易出現(xiàn)的問(wèn)題和解決措施

4.1 控制系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束后報(bào)警器誤報(bào)警

通過(guò)檢查控制系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)，報(bào)警的條件設(shè)置沒(méi)有達(dá)到轉(zhuǎn)油站的設(shè)計(jì)要求，常會(huì)引起容器內(nèi)的液位出現(xiàn)誤報(bào)警，重新設(shè)置后，故障可排除。

4.2 原有液位顯示裝置與PLC采集到的數(shù)值產(chǎn)生偏差

通過(guò)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于浮球液位計(jì)長(zhǎng)時(shí)間處在液體中產(chǎn)生水垢，從而引起動(dòng)作機(jī)構(gòu)發(fā)生卡滯的現(xiàn)象，所以造成直讀液位與PLC采集到的數(shù)值達(dá)不到一致。

4.3 控制系統(tǒng)對(duì)于原有的采暖爐控制失效，爐體溫度達(dá)到不要求

經(jīng)過(guò)故障排查時(shí)發(fā)現(xiàn)，爐體內(nèi)的溫度探頭被損壞，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，更換新元件后恢復(fù)正常。

5 結(jié)語(yǔ)

由于在異地新建轉(zhuǎn)油站會(huì)存在著新舊控制系統(tǒng)之間切換的問(wèn)題，增加了PLC控制系統(tǒng)調(diào)試的難度。應(yīng)該結(jié)合轉(zhuǎn)油站的實(shí)際情況，制定出科學(xué)合理的調(diào)試方案，按照規(guī)定的流程進(jìn)行試運(yùn)行和調(diào)試，可以達(dá)到理想的效果。