PLC在天然气输送自控系统中的应用

石艳柳

摘 要：本文简要的介绍了可编程控制器的功能以及使用特点，同时结合天然气输送自控系统中PLC应用的实际情况，对天然气输送自控系统中PLC的应用情况进行了研究和系统的分析。

关键词：天然气输送 自动控制 PLC

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（a）-0027-01

可编程控制器一般应用可编程的存储器来进行内部的存储工作，并通过存储器进行逻辑运算、时间控制、顺序控制、数量计算与算术操作等具体的面向使用者的指令，同时可以通过数据进行各种类型机械的生产过程的模拟。如果天然气输送管道使用以可编程控制器（PLC）来进行监视控制以及数据采集的工作，那么沿途各站都应该设置自控系统，对于控制中心和沿途各站的数据交换则通过光缆通讯来实现。

1 PLC在天然气输送自控系统中的应用情况

我们举例来说，某燃气公司使用“川气东送”工程的气源为一个城市提供民用的天然气和工业用天然气。通常采用的方式是按照燃气管线的分布情况，在天然气管道沿线设立站点控制形成统一的站控系统。通过站点进行控制的系统实际上就是对天然气管线进行远程监控的体系。燃气公司采用了在控制站点安排工人进行监控的安防方式，监管城市门站以及调压站。对这两个子站的监控管理，通过与燃气有限公司的监控网络进行联网操作来实现，具体的工艺参数能够第一时间传输到燃气公司已有的调度中心。我们把长距离输气管线与市区的燃气输配系统连接部分的燃气调压计量设备叫做城市门站，当然它的自我控制系统叫做站控系统。站控系统包括监控计算机、仪表设备、PLC以及通讯设备等部分。城市门站不仅是市区天然气供应体系的起点同时也是关键点，它集众多功能于一身，不但肩负自我监控的功能同时也是实现远程监控的基础。站控系统采用的PLC一般是和利时LK系列也就是大型PLC，因为大型PLC支持双机、以太网、电源和总线的冗余。城市门站的PLC通过标准MODBUS通讯法与站内第三方设备进行通讯，与调度中心则会采用光纤通讯的方式，同时通过无线通讯手段对重要数据实施备份。调压站的功能是在城市燃气输送和配置的系统中进行自动调节，是保证管网压力正常的重要设施，其自控系统也是我们所说的站点的自我控制系统。处在燃气进出口位置的管道压力是不同的，根据这一特性调压站有高中压、中中压和中低压等不同的划分。每个调压站的服务对象是不同的，有的调压站为一定区域服务，有的则是为单独的建筑或是工厂进行调压的工作。

2 天然气站控的系统设计方案

2.1 天然气输配站控系统的总体设计

天然气输送工程中的站控系统的总体设计一般包括城市门店站控系统和调压站站控系统两个部分。站控系统中包括操作员和工程师进行调控工作的工作站还包括通讯设备和PLC等设备设施。站控系统不仅能够独立完成所有站点的数据采集以及控制的工作，同时还能够将有关的数据和信息及时传输到控制调度中心，并能够对调度中心下达的指令进行正确执行。在系统中，调度室一般会设置监控工作站，对现场设备的工作状况进行实施的管理。如果调度室里负责监控的计算机出现故障，PLC不会受到影响，依然能够进行独立的工作。视频监控系统以及红外对射报警系统组成了一个安保系统。在城市门站的工作区域会设置摄像机，具体分配是工艺装置区两台，安全区则需要4台。调压站一般会设置11台摄像机，工艺装置区架设6台，5台设置在安全区。安防系统采用联网监控的方式，一方面接受并反馈总调度中心的指令；另一方面向总调度中心传送准确的实时数据，通过安防系统能够进行有效地数据通信管理工作。

工程师工作站的作用主要体现在采集并处理城市门站和调压站发生工艺变量的情况，同时还要监控监管可燃气体、电力设备和有关变量。通过对动态工艺过程的显示，各个站点的门站监控系统总结出工艺变量、报警情况以及其他有关参数的一览表，通过对数据的储存和必要处理，最终呈现可以表现实时趋势和历史情况的曲线。通过这些数据资料我们可以进行流量的监管、压力的调节、联锁安保、逻辑控制以及制作报表等一系列工作。

2.2 天然气输配站控系统的配置

可编程控制器（PLC）是站点控系统实现的关键，所以在选择PLC时一定要选用功能稳定的产品。一个燃气有限公司在进行站点控系统设置时，PLC就采用了和利时公司出品的新型控制器LK系列，CPU使用LK系列中目前最先进的LK210，不仅有热备冗余的能力，并拥有以太网接口两个、总线接口两个、自由协议一个和mod bus通信协议下的串行接口RS232。采用这样的设备进行支持，通过PLC进行各种复杂的逻辑管理和繁琐的过程控制，可以使控制效果得到保证。调压站作为燃气输配的工程中的控制点，在系统中是一种进行自我调节和在管网中保持压力稳定的一种设施，所谓的站点控系统实际上就是一种进行自我控制和调节的系统。一般来说，根据管道的进出口处燃气造成的压力不同，调压站会有中低压、中中压和中高压之分。通过服务对象的差异进行分类，调压站又有不同的划分，有的调压站负责固定区域内的，有的调压站针对一个生产企业或是一个单独的建筑物。在整个控制系统中，不但实调压站还是城市门站，他们的目的是一致的，那就是為居民和工业型使用者提供稳定的燃气供应。站点的控系统能够对所记录下来的数据进行相应的处理并通过以报表或者图表的方式呈现出来，与此同时，它们还能将获得的监控资料及时转达给调度中心。

2.3 天然气输送中站控系统的功能

天然气的站点控系统以PLC为核心，通过PLC进行站控系统中数据的采集以及流量的计算，并且及时的把数据传输到站内的计算机上，方便工作人员进行实时的监控。控制中心则是通过网络，充分采集所有站点的数据信息，实现对全线生产的实时管理，保证了生产管理的工作效率。燃气门站自我控制系统完成的主要功能包括：对生产现场数据实行实时采集，对站内电动阀实施远程控制，控制清管系统的顺序，处理和显示生产趋势和事件报警，对工艺流程进行动态化的画面呈现还有流量的计算。

3 结语

事实证明，PLC在天然气输送自控系统中的成功应用，能够使天然气供应系统中的站控系统实现良好的自我监控以及远程监控，为天然气输送的稳定和安全提供保证，对于天然气自控系统的进一步发展也具有重要的意义。

参考文献

[1] 朱祖涛.PLC控制设计简明手册[M].北京：中国电力出版社，2012.

[2] 廖道文.PLC控制系统的设计与应用[M].北京：清华大学出版社，2011.