关于PLC 在罐区监控系统中的应用

赵宏图

（辽宁省葫芦岛市锦西石化分公司计量部，辽宁葫芦岛 125001）

0 引言

PLC（Programmable Logic Controller，可编程控制器）是工控现场实时控制最主要的控制装置。同普通的监控装置不同，PLC具有独特的串行通信功能，在实际工控监控作业中能够同计算机技术相结合，利用计算机的通信功能，在较短的时间内能成功实现计算机对多台PLC 控制装置进行集中监控，大大简化了传统工控监控作业的难度，给工控领域的发展提供了更好的发展空间。

1 系统设计原则

以罐区监控管理系统的设计为主要参照物，在系统设计过程中很多技术是对原有罐区监控管理系统中的相关技术进行了优化处理，使得所设计出的PLC 系统相比传统的监控管理系统具备更多全新的特性。此外，在PLC 监控系统的设计过程中，技术人员引入了国外一些先进的自动化技术，真正意义上满足罐区、码头自动化的系统要求，使得PLC 系统能够更好地实现对罐区系统配置方案、设备技术性能、通信网架结构等的监控，并能够相应地将该系统的管理功能真正落实到实处。设计满足当下罐区设备的扩容能力及其功能扩展的需求。在设计该系统时候必须着重考虑到系统设计原则有以下4 点：

（1）高安全性原则。为保证所设计系统的安全性，在项目系统设计开展的过程中需要着重考虑罐区现场布置周围地区的防爆、防火、防雷、防静电的能力，并对通信总线的安全性能进行调查，核查好罐区附近的报警器、流程校核功能是否能够正常运行。

（2）高可靠性原则。可靠性原则是决定系统能否正常工作的基本条件，只有做好相关的综合性考虑，才能确保系统具有高可靠性。

（3）管控一体化原则。主要是为了保证系统在实际应用过程中能够更好地表现出管理系统与控制系统之间的有效协调，避免在实际系统监控过程中因二者之间的矛盾而造成系统监控项目的延缓。从根本上提高监控中心的工作效率，简化监控工作的步骤，使得监控部门的工作能够达到效益最大化。

（4）可追溯性原则。由于监控系统的特殊性，使得实际系统设计中对自动化系统的设计有着很高的标准。只有自动化系统具有健全、完整的参数记录、故障记录、操作记录，才能够保证在工作环节中出现问题时技术人员可以第一时间迅速找出原因。这将对监控系统后续监控工作的开展起着很大的促进作用，切实分析出项目出现故障的根本原因，并有针对性地寻找到相应的解决措施。此外，方便扩展与互联原则、操作维护方便原则也是PLC 系统设计过程中所必须遵守的设计原则。

2 系统模块设计及系统流程

2.1 系统结构

在设计该系统时，可以有针对性地将其划分为上位机与下位机。其中，有一部分是罐区系统的控制中心部分，称它为上位机。PLC 的信息采集部分称为下位机。在实际监控作业中上位机与下位机用以太网相互连接。

2.2 功能模块划分

功能模块的划分是PLC 系统设计中重要的环节，同普通监控管理装置不同，整个PLC 系统设计主要由上至下分为：控制中心、本地/远程I/O（RTU）。控制中心在监控系统中主要承担接收控制站所上传的实时数据，可以利用控制站对设备下发远程控制指令，做好相关的数据处理、存储、图形化显示罐区的运行状态。能够在实际工作中利用该系统实现监控功能，针对罐区的实际情况做出相应的监控处理，一旦发生事故可自动完成报警、报表、Web 发布等功能。此外，一些经过授权的管理部门能够利用各自的客户端查看Web 服务器所包含的信息。控制中心在实际应用过程中会以实时数据信息为参照基础，利用相关管理软件实现进一步分析，并结合企业生产过程中所表现出的生产特点对这些数据进行具体化的整合和应用。进而给企业提供出一套较为完善、完整、实用的辅助管理体系，使得企业的科学管理工作的开展能够具备有效的技术支撑。其次，同控制中心紧密联系，控制站是整个监控部门的核心。在监控管理系统中控制站主要负责接收本地的I/O、远程RTU 采集的现场数据等，同时也负责将监控系统的数据信息及时送往控制中心。利用I/O 模块，能够在较短的时间内完成程序内部设定的控制功能，还可以负责接收管控中心的命令输出或控制指令。最后介绍的是本地及远程I/O 站，它主要负责在现场采集相关数据信息，在审核完毕后将信息通过总线传输到控制站内，以此来实现对现场执行设备的输出控制。

2.3 系统流程

PLC 系统的设计主要是为了实现罐区信息采集与处理工作，在实际工作中可以将PLC 系统所采集到的数据放到操作站进行处理，操作站和OPC 服务器连接，然后接入厂级网络中，最后实现数据的统一监控管理。

3 数据采集及监控功能

3.1 实时监控

实时监控是罐区监控管理系统设计过程中重要的部分，只有做到实时监控才能够保证PLC 监控系统所得出的数据信息的准确性、可靠性。罐区实时监控主要指对罐区的温度、压力、液位、储量和进出料次数和每次具体进出料量的监控。此外还包括对消防水电站的监控、泊位使用状况的监控、变配电的监控等。技术人员必须观察好监控的时间信息，只有这样才能够保证所监控范围数据信息的时效性。

3.2 控制功能

PLC 技术在罐区监控系统中的应用，对其控制功能进行了分析。研究结果发现该技术能够在罐区实现定量装车控制，即在系统内部形成一个独立化的控制系统，利用计算机技术实现现场控制与远程控制，减轻该领域的工作难度。此外电动阀门的开关也可以在控制室实现远程控制，随时能够利用远程控制设备对电动阀门给出操作指令。当储罐高液位报警时，利用连锁关闭功能可以及时对相应的储罐的进料阀门进行报警处理。

3.3 报警显示功能

报警显示功能是该系统所拥有的一项独特功能，利用该功能可以减少企业生产过程中意外事故的发生，在事故发生时候可以自动报警以此来警示工作人员，提示工作人员及时作出相关防范措施，将意外事故的损失降到最小，保障企业的合法权益。为此需要对以下报警小常识有一个深刻的了解：当贮藏在静止状态下，液位异常波动为10 mm 以上，系统就会自动进行声光报警提示。当机泵启动和关闭时系统都会出现声光报警等。

3.4 系统监控画面显示

系统监控画面显示有多种形式。其中，最常见的有罐区监控总览画面、码头总览画面、罐区码头综合总览画面等。监控画面中还可以显示罐区工艺PID 的流程图以及相应的工艺指标，公司所下达的一些生产作业通知的画面也将会在系统监控画面中显示。此外，透过监控画面，还可以看到公司内部的生产作业计划画面、公用工程流程图的画面、系统报警画面、设备运行画面、历史趋势图查询画面等。

4 结束语

从PLC 在罐区监控系统中的具体应用，可以看到PLC 技术在监控管理系统中起着重要的作用，优化了罐区监控系统，使得监控管理工作的进行变得更加容易。主要对该系统进行了系统化的调试分析，分析了在罐区监控管理工作中PLC 技术的应用，主要表现在罐区、码头里、液化气及油品的定量装车时，需要监控的液位、温度、压力、流量以及设备运行状态等数据，后期需要经过有效途径安全传输到罐区的监控系统中，以此来确保PLC 技术能够在控制系统中按照常规的标准进行具体化分类或分画面显示，进而真正实现对罐区现场的运行数据的监控。对PLC 在罐区监控系统中实际应用过程中的数据采集及监控功能情况进行了具体化的分析，分析表明该系统的功能具有多元化特征，能够在很大程度上满足罐区监控工作的需要。在降低生产成本的同时，给码头及罐区监控系统提供了良好的操作环境，加快自动化技术的实现，提高企业的生产效益，同时也为整个罐区的安全运行提供良好的监控环境。