原油自动取样装置

张忠坚 广西工业职业技术学院

1 装置功能

PLC即可编程逻辑控制器，这种控制器的发展得益于微机控制器和顺序控制器的出现，其核心为微机处理，主要作用为实施数字控制。在现代工业控制中，PLC以高可靠性、较小的体积，实现控制程序的在线修改以及能够实施远程通信等优点而得到了广泛应用。在具体应用上，PLC可以实现逻辑和顺序运算，计时和计数等指令的存储，通过模数输入和输出进行生产过程的控制。将PLC应用于远程调节自动装置中，原油管线自动取样装置能够从流过管线的液态原油中每隔规定的时间或规定的流量自动提取具有较高代表性的试样。在采样过程中，输送油品质量、过滤器的过滤效果以及控制器的运行状态都会对系统造成影响，如造成采样完后的系统阀门关闭不到位，管线中依然有原油流出。

自动取样装置主要包括取样控制器、油路循环系统、样品接受器等。这些部分共同作用，最终完成设定原油的取样。对于PLC取样控制系统来说，其重点在于对系统进行编程，通过PLC给出信号，用以控制现场取样的动作。

2 装置设计及组成

PLC控制的原油自动取样装置的设计是依据原油管线的工作情况，在事先设定的采样周期下，自动在管线中提取原油试样，完成自动取样动作。该装置提高了原油试样的代表性，有利于油品分析的准确性。装置包括PLC控制部分、循环系统、保障系统等。图1为PLC控制的原油自动取样装置的结构。

驱动泵受定时触发器的控制而运作，管线内的原油被抽取出来，可在循环管路中实现循环，能够保证所提取的试样具有较高的代表性，保证试样与原油管线中的油品具有相同的性质。对于驱动泵来说，由于原油取样器的运行是连续的，要尽量减少油品循环中的动密封点，这就给驱动泵提出了较高的要求。相比较而言，磁力泵不会出现密封点，具有较高的密闭性，因此可以选择不锈钢磁力泵为取样回路提供动力，保证油样具有较高代表性。另外，为了保证磁力泵的正常运行，在其前面需要设置相应的过滤器。

图1 PLC控制的原油自动取样装置结构

保障系统包括伴热保温系统和应急装置系统。系统在正常工作环境下，由于原油取样过程更替的速度很快，不需要伴热。在初冬季节，系统启动时原油温度会影响到取样，需在取样回路中添加相应的防爆电热带，保证原油在管线中具有较好的流动性。另外，在设计时，输送的油品质量和过滤器的过滤效果都会影响到最终的取样结果，需要在取样容器上安装重量监控设施。当取样装置中出现故障同时又无法快速停止工作时，监控设施的警示灯会亮起，电磁阀电源会被切断。

3 装置特点

对PLC控制的原油自动取样装置的优点进行分析，主要体现在以下几个方面：①能够实现灵活方便的控制，既可以采用时间比例样的采集，也可以采用流量比例样的采集，通过PLC控制可以任意调节取样时间和频次，对元件动作实施精确的控制，从而满足不同的取样要求；②使用时更安全，该装置采用的是无动密封点管路，有效防止了泵密封磨损时的泄漏现象，将重量监控设施安装在取样容器上，及时应对故障；③实现了远程监控，工作人员可以远程调节和控制取样频率，可以直接在结算机上实现对取样量的监控；④装置具有合理的结构，维护和检修十分方便，整个系统采用的是分区布置，接线采用顶开式侧板，并设立了相应的快开式侧板，装置中还加设了操作插板，将取样区和动力区分隔开来，工作人员在操作和清洁时十分方便；⑤有利于升级，基于PLC控制的装置可以实现数字量、模拟量输入和输出的扩展，及时更新系统，保证系统具有强大的扩展功能，可以对生产过程中出现的问题进行分析研究，及时对相应软、硬件进行改造和升级；⑥可用于易燃、易爆场所，在该装置的电气部分设置有相应的防爆箱，能够有效预防爆炸等情况，电磁阀和磁力泵均选择防爆型产品，适合在油气场所使用；⑦有详细的操作说明，易于上手，虽然PLC控制的原油自动取样装置便于调节，但存在的一个实际问题是需要相关工作人员具有一定的计算机水平，为此，编制了十分详细的使用说明书，便于工作人员的现场使用，另外还制定了操作应急预案，保证系统的现场推广。

4 装置应用

完成PLC控制原油自动取样装置的安装和调试后，将其投入到现场试验中。根据相应的设定值，将自动取样装置和手工取样进行比较可以看出，自动取样装置可以根据事先设定的间隔对原油实施取样，所得的试样结果也更加理想。将装置投入运行后，运行效果良好。总体上来讲，自动取样装置较好地实现了对原油的自动取样，避免了手工取样中试样代表性差的问题，能够为原油分析提供更加准确的依据，不仅提高了计量的管理水平，还减轻了工作人员的劳动强度。