基于PLC的燃气压缩机装置控制系统的研究及设计探讨

邢立凯

摘 要：近年来，天然气在我们日常生活中得到了广泛的应用。燃气压缩机主要是用以处理燃气的设备，其控制系统比较复杂。本文主要是基于PLC上，对燃气压缩机装置控制系统设计进行探讨，以便更好的满足系统所有控制程序控制要求，提高系统运行的可靠、安全性。

关键词：PLC；燃气压缩机装置系统；设计

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）09-0054-01

天然气具有洁净、环保的特点，是一种非常重要的能源燃料，它是我们日常生活中不能缺少的一种重要燃料，且近年需求量一直在递增。燃气压缩机主要是传递燃气的工具，对燃气进行收集、回收、输送以及压缩。从当前情况看，燃气压缩机系统依然存在不足，需要对燃气压缩机装置控制系统采用更为高级的控制方式，确保控制更加安全有效，使用PLC监控系统中的各项参数，实现操作自动化和简便化，从根本上提高生产效率和扩大生产规模。本文首先分析了PLC的优点，并对基于PLC的燃气压缩机装置控制系统进行深入的研究和设计，详细如下。

1 PLC的优点

（1）PLC主要是通过软件来实现控制的，不但功能齐全且具备良好的灵活性，即使是控制对象不同也依然可以采用相同的硬件来进行配置，控制场合的大多数要求基本上都可以满足。（2）具有极强的干扰能力和良好的可靠性，不管是在任何工业环境之下都可以照常作业。此外，不管是软件还是硬件，都采用了一系列措施（滤波、屏蔽、故障诊断以及光电隔离）。（3）PLC主要是使用梯形图来进行变成，较为简便，语句表、流程图二者可自行的转换，操作使用都具备良好的便捷性[1]。（4）PLC属于模块化的结构，用户可自己配置模块化结构，不管扩展还是维修都较为方便。（5）PLC安装过程简单且容易调试，只需要把对于那个的I/O端进行子连接即可完成了接线的任务，安装时间较短。

2 基于PLC的燃气压缩机装置控制系统设计和实现

2.1 系统总体设计

主要采用由西门子公司生产的S7-300 PLC作为主要的控制系统，达到集中控制整体式天然气压缩机的目的，并以控制柜作为现场的主要控制中心。同时，在现场控制的过程当中，所使用的人机交互界面也是由西门子公司生产的触摸屏，并通过远程通信来实现对远程的监控[2]。

2.2 控制系统的实现

（1）系统设计的原则。为了促使系统顺利实现可靠监控压缩机的运行状况，保证系统高效、安全以及可靠性，需要严格按照天然气增压站的各种工艺要求，在设计上应该坚持集中管理、分散控制的两大原则。（2）硬件系统设计。一般来说，现场仪表和现场控制柜是组成硬件系统的两大部分：1）现场仪表：对于天然气压缩机来說，必须要使用对应的现场仪表对运行时的各项参数进行检测之后，才能送入PLC进行处理。使用智能压力变送器来对压力进行检测，把压力信号进行转化，转化为4～20mA直流信号之后再送入 PLC模拟量输入模块；使用热电偶或者热电阻对温度进行检测，可直接接入PLC模拟量输入模块；使用Murphy公司的振动开关来对风冷器振动、机身进行有效检测。使用霍尔转速传感器对飞轮转速进行有效的测量；需要特别注意的是，必须要确保现场仪表符合防爆等级的各种规定和要求[3]。2）现场控制柜：现场控制柜主要是由多种控制零件来组成的（摸屏、按钮、开关、PLC、接触器、继电器以及24VDC 电源），它是整个系统的主要核心。一般来说，不管是单门标准还是钢质双门的尺寸柜都符合现场控制柜的要求，且门上都会具备安全锁头。此外，控制柜还会配备有一系列设施（照明、散热通风等）。在设计控制柜的过程当中，需要机柜内、外部的电缆的分布进行充分的考虑，且在布置柜内机架与端子排的时候，还需要考虑到日后扩展的余地以及维修保养的方便性，确保柜内所有的布线均要通过汇线槽且柜下端安装与母线要接地。保证整个控制柜安装环境符合防爆的各项规定和要求，保证现场中所有的控制柜、现场仪表之间的信号在传递的过程中都需要经过隔离式安全栅，从根本上来保证进入到现场的电流和电压的功率安全。（3）软件设计。软件系统设计两大部分（触摸屏组态和PLC编程）。触摸屏组态主要是选用WinCC flexible 2007，可在STEP-7项目插入WinCC项目，便可进行调试软件以及相关模拟。在触摸屏上，主要是清晰显示各项机组的参数、组态工艺流程简图以及调节需要认为设置的参数，各项参数在设置之后都会在于PLC的变量中进行保存。

3 结语

综合以上所述可知，燃气压缩机装置是一种重要的处理天然气的设备，其控制系统比较复杂。为了提高系统的安全可靠性，应基于PLC技术之上来对系统进行设计和实现，使系统配置更加合理完善，确保其安全运行，维修方便，实现设备自动化，提高生产效率和规模，满足现今天然气的生产需求。

参考文献

[1]杨忠强，牟乃渠，顾亚雄，徐源.基于PLC的天然气压缩机监控系统设计[J].自动化应用，2015（11）：666-668.

[2]闫庆华.天然气压缩机PLC控制器的研究[J].科技创新与应用，2016（20）：777-779.

[3]刘亮.PLC在气处理装置中的应用[J].中国仪器仪表，2015（01）：880-883.