组态软件和PLC在石油化工码头安全监控系统中的应用

2014-04-16王林

机电信息 2014年27期

王林

（上海冠卓企业发展有限公司，上海201508）

0 引言

组态软件和PLC的应用使得工业设备具有了数据采集、分析、应激处理的能力，能够全天候进行生产作业，极大地推动了工业生产朝着自动化的方向发展。工业生产自动化不仅能够提高工业生产效率，降低用人成本，还能够为生产过程的安全提供保障，是未来工业生产方式发展的趋势。

1 组态软件和PLC

1．1 组态软件

组态软件是一种能够实现数据采集和监视控制的系统软件，它能够对数据进行采集，并监视数据运行，同时制定相关触发条件，当数据的运行满足了触发条件时，组态软件将自动作出相应的控制手段，是一款实现自动监控的专用软件，在自动控制系统中，组态软件是属于监控层这一级别。组态软件可以根据用户的需求，自由进行组态，这种灵活的方式，可以使得用户迅速完成工业自动控制系统中监控功能的搭建工作。组态软件的应用领域十分广泛，尤其是对电力系统、给排水系统、石油化工等领域，组态软件具有十分重要的意义，不仅可以利用采集到的信息为其提供理论依据，保证其高效运行；而且其监控功能，也使得这些领域的安全性有了保障。

1．2 PLC

PLC全名为可编程逻辑控制器，是用于工业设备自动化控制的“微型计算机”，它的基本结构包括电源系统、CPU、RAM、输入输出接口电路、功能模块、通信模块等。其中CPU是PLC系统的核心处理器；RAM是用来储存采集、分析、处理等的数据；功能模块是PLC系统的特色所在，通过编写程序实现各种功能（如计数、定位等）；通信模块是用来对数据进行转移，为共享与交流提供方便。PLC系统的工作原理主要分为3个阶段，即采样的输入、执行相应的用户程序以及输出刷新。一个扫描周期就是按照顺序完成一次以上的3个工作。将PLC应用在机械电气控制装置中，在它运行时，PLC的CPU就会保持一定的运行速度不停地完成一个个扫描周期，自动地、连续地、准确地实现装置的预定功能。PLC是实现工业自动化控制的重要组成元素之一。

总而言之，将组态软件和PLC组合应用到传统的机械生产过程中，能够将其改造成机械自动化生产过程，不仅极大地解放了人力资源，降低了生产成本，而且提高了生产效率，除了必要的维护，自动化控制系统能够全天候运作，极大地提高了生产效益。

2 组态软件和PLC在石油化工码头安全监控系统中的应用

在石油化工码头上，因为石油化工产品具有极高的危险性，所以需要对装卸、运输、保存全过程进行安全监控，从而使得发生事故时能够第一时间进行预警，并采取应急措施，保障人员安全和码头的经济效益，而利用组态软件和PLC打造的安全监控系统能够很好地解决这一问题。

2．1 装卸监控

石油化工码头需要装卸的产品通常分为两类，即石油与危险物品，这两类产品需要在不同区域进行装卸。化工产品通常具有易燃、易爆、有毒等特性，所以在装卸过程中要严密监控其各项指标，如危险气体浓度、温度等。利用各种传感器对以上因素进行数据采集，利用组态软件和PLC的功能对数据进行监控，当危险气体浓度超标，说明在装卸过程中存在泄露，监控系统能够在第一时间发出警告，提醒工作人员进行撤离，并对超标区域进行标注，方便相关人员第一时间控制事故规模；当温度超标时，说明不宜进行易燃易爆产品的装卸工作，避免因高温引发的爆炸事故。组态软件和PLC在装卸监控中可以进行分级报警，即根据不同的指标触发不同等级的报警，并采取相应的安保措施。

2．2 运输监控

危险物品在进行运输时通常是采取车辆运输，而石油在运输时则是依靠管道运输，所以针对不同的运输方式，组态软件和PLC能够提供不同的监控服务。

2．2．1 车辆运输监控

危险物品在进行车辆运输时，如果因为行驶路径错误（在颠簸路面行驶）、车辆超速、越界等，会导致交通意外、危险品泄漏等事故，所以需要利用组态软件和PLC对运输车辆的行驶路径、行驶速度、是否越界、车厢内危险气体浓度等进行监测，通过GPRS来完成数据的传输与接收，当车辆偏离路径、超速、越界，或者车厢内危险气体浓度超标，系统将向驾驶人员发布警告，并自动分析周边的应急站、消防设施、道路情况等，制定最佳救援方案。

2．2．2 管道运输监控

石油在进行管道运输时，因为管道敷设过长，所以容易发生管道泄漏，而且排查故障段和故障原因较为困难，加大了检修难度。故而需要利用组态软件和PLC对石油管道的健康状态进行实时监控，主要包括管道是否腐蚀、损坏、管道内压力、温度、流量等，当出现异常状态时，系统会第一时间发现，并对故障段进行准确定位，帮助维修人员锁定检修范围，并为维修人员提供故障分析，极大地缩减了排查时间，提高了检修效率。

2．3 仓库监控

石油与危险物品的保存方式虽然略有不同，但是监控方案大体相同。为了避免仓库在保存过程中出现泄漏、爆炸、破坏、偷盗等事故，需要利用组态软件和PLC对仓库进行全方位无死角的覆盖监控。主要监控内容是温度、湿度、危险气体浓度等，并设置红外线报警、监控录像等，当仓库中出现异常状况，系统将根据不同指标进行不同等级的报警，并采取相应的应急措施，通知相关的人员前往现场处理。

3 组态软件和PLC在石油化工码头安全监控系统中应用的效果

3．1 节省人力资源

由组态软件和PLC打造的石油化工码头安全监控系统具有高度智能化、自动化，能够极大地解放人力资源。传统监控手段，往往需要多人监控同一区域，整个石油化工码头的装卸、运输和保存需要大量监控人员，而应用组态软件和PLC打造的监控系统，只需要极少的人手就能够应付所有工作，甚至在无人时也可以实现自动预警，并采取应急措施。

3．2 提高安全保障

由组态软件和PLC打造的石油化工码头安全监控系统大量使用传感器设备，能够全方位、无死角地对所有区域进行监测，对温度、湿度、压力、流量、危险气体浓度等各项指标进行即时监控，如果发生事故，监控系统能够第一时间察觉，同时根据事故等级作出预警，为工作人员的安全提供了有力保障。同时对事故段进行精准定位，能够提高检修效率，防止事故规模扩大。

3．3 保障经济效益

由组态软件和PLC打造的石油化工码头安全监控系统能节省人力、保护人员安全，控制事故规模，同时防止人为入侵仓库进行破坏和偷盗，相当于保障了经济效益。对可能造成经济损失的事故进行有效控制，就是对经济效益的有效保障：节省人力，缩减了聘请开支；人员安全，就不需要支付赔金；控制事故规模，能够有效减少损失；防止入侵，保障了财产安全。