PLC控制在石油天然气数据采集系统中的应用探究

车正江

摘要：石油天然气是国民经济的重要经济支柱之一，为了保证天然气安全运输，必须对天然气运输中的各项参数要时刻关注。本文主要结合笔者多年的工作经验，提出了PLC控制在石油天然气数据采集系统中应用，指出了PLC应用于该系统中的优越性，给广大同仁今后工作提供借鉴和参考意义。

关键词：PLC 石油天然气 数据采集系统 应用

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）11-0001-01

石油天然气是一种新型能源，为了保证该能源安全输送到全国各地，保障国民经济的稳步有序发展，必须实时监测天然气的各项参数指标，如何及时准确获取这些参数指标，以往通过人工现场测量，一方面由于现场环境恶劣，工作人员工作较为艰苦，另一方面手工测量也极为不准确[1]。如何准确及时获取有效数据，已经成为摆在广大石油工作者面前的一大难题，为了解决这一难题，笔者结合自身多年的实际工作经验，提出了一种基于PLC控制的石油天然气数据采集系统，该系统可以有效地收集由现场传输回来的数据，并且实时监控，在西气东输项目中起到举足轻重的作用。

1 PLC控制简介

Programmable Logic Controller（PLC），可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程[2]。该控制器主要包括电源、中央处理单元、存储器、输入输出接口电路、功能模块以及通信模块等单元。其具有工作方便、编程简单、功能强大，可靠性较强、抗干扰能力强等优势。文章将PLC应用于石油天然气数据采集系统，可以大大提高了该系统的可靠性和准确性，使用方便，编程简单，方便工作人员操作。

2 系统原理

2.1 系统组成

该数据采集系统的控制框图如图1所示。现场测量仪器，包括流量计、温度计，压力传感器等，将测量到的压力、温度、流量以及液位等参数值通过远程传输方式传送至工业控制计算机和PLC，上位机对所收集的数据进行计算，存储，最终显示在电脑屏幕中，在监控界面显示各个参数的实际值，显示整个系统的实际工作状态，同时，上位机通过PLC对现场采集系统发送控制指令[3]。PLC根据现场所采集数据以及上位机发送指令进行操作和运行。

2.2 系统工作原理

由图1所示，在现场安装相关的流量测量仪、温度传感器、液位传感器、压力传感器等，通过测量现场的流量、温度、流量以及压力数值，通过模数转化模块将现场的模拟信号转换成数字信号，通过无线传输介质，传输至PLC和工业控制计算机，再经过上位机数模转换模块，将接收的数字信号转换成模拟信号，并且经过计算机运算，显示在大屏幕上[4]。这时，屏幕上会显示整个系统的实时监控界面，各个参数指标在相应的位置显示，并且存储数据。上位机还可以对PLC发送控制指令，PLC接受控制指令，控制电磁阀1至3做出相应的动作。

2.3 系统硬件

工业控制计算机配置为：奔腾800CPU，512MB内存，120G硬盘、PLC选用择西门子系列STEP7-200，输入模块是8路数字信号输入，输出模块是8路模拟信号，温度测量选用标准铂电阻温度变送器；流量测量选用脉冲量输出的椭圆齿轮流量计，压力测量仪选取0-2.5MPA，液位测量选用微差压双法兰变送器，一个带1个输入端的常闭防爆电磁阀[5]。

2.4 系统软件设计

计算机软件主要分PLC编程和工控机编程，工控机编程部分主要采用VB编程，采用模块化程序思想，对各个模块进行程序设计，在主程序中进行调用；对于PLC编程部分，采用梯形图进行编写程序，实现对各个指令的操作。

3 结语

综上所述，在原有的石油天然气数据采集系统中增加PLC控制模块，对于该系统是一个很大的飞跃，为系统数据的采集和分析提供了可靠的保证。经过多年的实际操作验证，该系统给天然气运输提供了准确可靠的数据。该系统还在一定程度上解决了以往手工测量的繁琐性。该系统凭借其优越性，为天然气西气东输建设打下良好基础，将不断推动西气东输项目的有序稳步发展。

参考文献

[1]苏鹏.基于PLC的石油储运监控系统的研究[J].中国石油和化工标准与质量，2013，（16）：115.

[2]许兴贵，胡长松.基于PLC的油井计量站数据采集与控制系统设计[J].石油仪器，2005，19（2）：22-24.

[3]杨忠强，牟乃渠，顾亚雄等.基于PLC的天然气压缩机监控系统设计[J].自动化应用，2013，（11）：74-75，82.

[4]施磊，王敏.石油储运自动化系统的组成应用[J].中国化工贸易，2013，（11）：75.

[5]宗秀玲.基于PLC的螺杆泵检测台数据采集与处理系统研究[D].兰州理工大学，2013.