關于PLC 在罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

趙宏圖

（遼寧省葫蘆島市錦西石化分公司計量部，遼寧葫蘆島 125001）

0 引言

PLC（Programmable Logic Controller，可編程控制器）是工控現(xiàn)場實時控制最主要的控制裝置。同普通的監(jiān)控裝置不同，PLC具有獨特的串行通信功能，在實際工控監(jiān)控作業(yè)中能夠同計算機技術相結合，利用計算機的通信功能，在較短的時間內(nèi)能成功實現(xiàn)計算機對多臺PLC 控制裝置進行集中監(jiān)控，大大簡化了傳統(tǒng)工控監(jiān)控作業(yè)的難度，給工控領域的發(fā)展提供了更好的發(fā)展空間。

1 系統(tǒng)設計原則

以罐區(qū)監(jiān)控管理系統(tǒng)的設計為主要參照物，在系統(tǒng)設計過程中很多技術是對原有罐區(qū)監(jiān)控管理系統(tǒng)中的相關技術進行了優(yōu)化處理，使得所設計出的PLC 系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的監(jiān)控管理系統(tǒng)具備更多全新的特性。此外，在PLC 監(jiān)控系統(tǒng)的設計過程中，技術人員引入了國外一些先進的自動化技術，真正意義上滿足罐區(qū)、碼頭自動化的系統(tǒng)要求，使得PLC 系統(tǒng)能夠更好地實現(xiàn)對罐區(qū)系統(tǒng)配置方案、設備技術性能、通信網(wǎng)架結構等的監(jiān)控，并能夠相應地將該系統(tǒng)的管理功能真正落實到實處。設計滿足當下罐區(qū)設備的擴容能力及其功能擴展的需求。在設計該系統(tǒng)時候必須著重考慮到系統(tǒng)設計原則有以下4 點：

（1）高安全性原則。為保證所設計系統(tǒng)的安全性，在項目系統(tǒng)設計開展的過程中需要著重考慮罐區(qū)現(xiàn)場布置周圍地區(qū)的防爆、防火、防雷、防靜電的能力，并對通信總線的安全性能進行調查，核查好罐區(qū)附近的報警器、流程校核功能是否能夠正常運行。

（2）高可靠性原則。可靠性原則是決定系統(tǒng)能否正常工作的基本條件，只有做好相關的綜合性考慮，才能確保系統(tǒng)具有高可靠性。

（3）管控一體化原則。主要是為了保證系統(tǒng)在實際應用過程中能夠更好地表現(xiàn)出管理系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間的有效協(xié)調，避免在實際系統(tǒng)監(jiān)控過程中因二者之間的矛盾而造成系統(tǒng)監(jiān)控項目的延緩。從根本上提高監(jiān)控中心的工作效率，簡化監(jiān)控工作的步驟，使得監(jiān)控部門的工作能夠達到效益最大化。

（4）可追溯性原則。由于監(jiān)控系統(tǒng)的特殊性，使得實際系統(tǒng)設計中對自動化系統(tǒng)的設計有著很高的標準。只有自動化系統(tǒng)具有健全、完整的參數(shù)記錄、故障記錄、操作記錄，才能夠保證在工作環(huán)節(jié)中出現(xiàn)問題時技術人員可以第一時間迅速找出原因。這將對監(jiān)控系統(tǒng)后續(xù)監(jiān)控工作的開展起著很大的促進作用，切實分析出項目出現(xiàn)故障的根本原因，并有針對性地尋找到相應的解決措施。此外，方便擴展與互聯(lián)原則、操作維護方便原則也是PLC 系統(tǒng)設計過程中所必須遵守的設計原則。

2 系統(tǒng)模塊設計及系統(tǒng)流程

2.1 系統(tǒng)結構

在設計該系統(tǒng)時，可以有針對性地將其劃分為上位機與下位機。其中，有一部分是罐區(qū)系統(tǒng)的控制中心部分，稱它為上位機。PLC 的信息采集部分稱為下位機。在實際監(jiān)控作業(yè)中上位機與下位機用以太網(wǎng)相互連接。

2.2 功能模塊劃分

功能模塊的劃分是PLC 系統(tǒng)設計中重要的環(huán)節(jié)，同普通監(jiān)控管理裝置不同，整個PLC 系統(tǒng)設計主要由上至下分為：控制中心、本地/遠程I/O（RTU）。控制中心在監(jiān)控系統(tǒng)中主要承擔接收控制站所上傳的實時數(shù)據(jù)，可以利用控制站對設備下發(fā)遠程控制指令，做好相關的數(shù)據(jù)處理、存儲、圖形化顯示罐區(qū)的運行狀態(tài)。能夠在實際工作中利用該系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控功能，針對罐區(qū)的實際情況做出相應的監(jiān)控處理，一旦發(fā)生事故可自動完成報警、報表、Web 發(fā)布等功能。此外，一些經(jīng)過授權的管理部門能夠利用各自的客戶端查看Web 服務器所包含的信息。控制中心在實際應用過程中會以實時數(shù)據(jù)信息為參照基礎，利用相關管理軟件實現(xiàn)進一步分析，并結合企業(yè)生產(chǎn)過程中所表現(xiàn)出的生產(chǎn)特點對這些數(shù)據(jù)進行具體化的整合和應用。進而給企業(yè)提供出一套較為完善、完整、實用的輔助管理體系，使得企業(yè)的科學管理工作的開展能夠具備有效的技術支撐。其次，同控制中心緊密聯(lián)系，控制站是整個監(jiān)控部門的核心。在監(jiān)控管理系統(tǒng)中控制站主要負責接收本地的I/O、遠程RTU 采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)等，同時也負責將監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息及時送往控制中心。利用I/O 模塊，能夠在較短的時間內(nèi)完成程序內(nèi)部設定的控制功能，還可以負責接收管控中心的命令輸出或控制指令。最后介紹的是本地及遠程I/O 站，它主要負責在現(xiàn)場采集相關數(shù)據(jù)信息，在審核完畢后將信息通過總線傳輸?shù)娇刂普緝?nèi)，以此來實現(xiàn)對現(xiàn)場執(zhí)行設備的輸出控制。

2.3 系統(tǒng)流程

PLC 系統(tǒng)的設計主要是為了實現(xiàn)罐區(qū)信息采集與處理工作，在實際工作中可以將PLC 系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)放到操作站進行處理，操作站和OPC 服務器連接，然后接入廠級網(wǎng)絡中，最后實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一監(jiān)控管理。

3 數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控功能

3.1 實時監(jiān)控

實時監(jiān)控是罐區(qū)監(jiān)控管理系統(tǒng)設計過程中重要的部分，只有做到實時監(jiān)控才能夠保證PLC 監(jiān)控系統(tǒng)所得出的數(shù)據(jù)信息的準確性、可靠性。罐區(qū)實時監(jiān)控主要指對罐區(qū)的溫度、壓力、液位、儲量和進出料次數(shù)和每次具體進出料量的監(jiān)控。此外還包括對消防水電站的監(jiān)控、泊位使用狀況的監(jiān)控、變配電的監(jiān)控等。技術人員必須觀察好監(jiān)控的時間信息，只有這樣才能夠保證所監(jiān)控范圍數(shù)據(jù)信息的時效性。

3.2 控制功能

PLC 技術在罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)中的應用，對其控制功能進行了分析。研究結果發(fā)現(xiàn)該技術能夠在罐區(qū)實現(xiàn)定量裝車控制，即在系統(tǒng)內(nèi)部形成一個獨立化的控制系統(tǒng)，利用計算機技術實現(xiàn)現(xiàn)場控制與遠程控制，減輕該領域的工作難度。此外電動閥門的開關也可以在控制室實現(xiàn)遠程控制，隨時能夠利用遠程控制設備對電動閥門給出操作指令。當儲罐高液位報警時，利用連鎖關閉功能可以及時對相應的儲罐的進料閥門進行報警處理。

3.3 報警顯示功能

報警顯示功能是該系統(tǒng)所擁有的一項獨特功能，利用該功能可以減少企業(yè)生產(chǎn)過程中意外事故的發(fā)生，在事故發(fā)生時候可以自動報警以此來警示工作人員，提示工作人員及時作出相關防范措施，將意外事故的損失降到最小，保障企業(yè)的合法權益。為此需要對以下報警小常識有一個深刻的了解：當貯藏在靜止狀態(tài)下，液位異常波動為10 mm 以上，系統(tǒng)就會自動進行聲光報警提示。當機泵啟動和關閉時系統(tǒng)都會出現(xiàn)聲光報警等。

3.4 系統(tǒng)監(jiān)控畫面顯示

系統(tǒng)監(jiān)控畫面顯示有多種形式。其中，最常見的有罐區(qū)監(jiān)控總覽畫面、碼頭總覽畫面、罐區(qū)碼頭綜合總覽畫面等。監(jiān)控畫面中還可以顯示罐區(qū)工藝PID 的流程圖以及相應的工藝指標，公司所下達的一些生產(chǎn)作業(yè)通知的畫面也將會在系統(tǒng)監(jiān)控畫面中顯示。此外，透過監(jiān)控畫面，還可以看到公司內(nèi)部的生產(chǎn)作業(yè)計劃畫面、公用工程流程圖的畫面、系統(tǒng)報警畫面、設備運行畫面、歷史趨勢圖查詢畫面等。

4 結束語

從PLC 在罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)中的具體應用，可以看到PLC 技術在監(jiān)控管理系統(tǒng)中起著重要的作用，優(yōu)化了罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)，使得監(jiān)控管理工作的進行變得更加容易。主要對該系統(tǒng)進行了系統(tǒng)化的調試分析，分析了在罐區(qū)監(jiān)控管理工作中PLC 技術的應用，主要表現(xiàn)在罐區(qū)、碼頭里、液化氣及油品的定量裝車時，需要監(jiān)控的液位、溫度、壓力、流量以及設備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，后期需要經(jīng)過有效途徑安全傳輸?shù)焦迏^(qū)的監(jiān)控系統(tǒng)中，以此來確保PLC 技術能夠在控制系統(tǒng)中按照常規(guī)的標準進行具體化分類或分畫面顯示，進而真正實現(xiàn)對罐區(qū)現(xiàn)場的運行數(shù)據(jù)的監(jiān)控。對PLC 在罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)中實際應用過程中的數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控功能情況進行了具體化的分析，分析表明該系統(tǒng)的功能具有多元化特征，能夠在很大程度上滿足罐區(qū)監(jiān)控工作的需要。在降低生產(chǎn)成本的同時，給碼頭及罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)提供了良好的操作環(huán)境，加快自動化技術的實現(xiàn)，提高企業(yè)的生產(chǎn)效益，同時也為整個罐區(qū)的安全運行提供良好的監(jiān)控環(huán)境。