关于PLC在燃气站自动控制系统中的应用探析

朱延

摘 要：针对轻烃燃气站供气性能不稳问题，文章设计了以PLC为核心的燃气站自动供气控制系统，并就相关问题进行讨论。首先介绍了供气系统的结构组成和工作原理，其次就燃气站自动控制系统的结构和工作流程、控制系统的软件设计等问题进行了阐述。

关键词：PLC；轻烃燃气站；自动控制

引言

21世纪，能源与环境保护是人类社会共同面临的主要难题。为突破能源的限制并尽可能地保护环境，部分地区在城市郊区或城乡地区建立轻烃燃气站作为人们生产、生活的热能来源的重要补充。轻烃燃气站使用油气田、炼油厂的液态烷烃为原料，采用纯粹的物理气化工艺混合生产可燃气体，再通过输配管网输送到使用者手中。由于生产工艺简单，燃气燃烧后产生的生成物主要为水和二氧化碳，对周围大气的污染程度较少，环保效果和经济效益较好，所以广泛应用于城镇居民生活、宾馆餐饮和工业锅炉等方面。但由于供气浓度波动较大，在实际使用过程中经常发生供气指数不稳定，用户使用效果不理想等问题。针对这个问题，作者通过可编程控制器（PLC）并辅以相关外围设备，组建了轻烃燃气站自动控制系统。经过实践检验，该系统可以实现供气站无人值守、供气性能稳定的目标。

1 供气系统结构组成和工作原理

图1为轻烃燃气站供气系统的结构框图。从图1可以看到，作为原料的轻烃油先从油罐进入气化罐，和来自空气罐的空气混合，然后进入混合罐进一步混合，再经缓冲罐进入用户网络。供气站通过对气化罐轻烃油的进油量和空气进气量的控制，调整气化罐内燃气压力和原料油液位，通过对从气化罐到混合罐的气体量和空气罐到混合罐的空气量进行控制，实现对混合罐内的轻烃燃气的压力和浓度的控制，确保用户端燃气压力和浓度稳定维持在一定范围内，从而达到满足用户使用要求的目的。

2 轻烃燃气站自动供气控制系統

PLC 采用微机制造工艺生产，具有自动控制功能，结合顺序控制和回路调节两种方法，能够实现逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。由于PLC具有较强的抗干扰能力和环境适应性，以其为自动控制系统主体单元可以保证系统的可靠性。依据燃气站具体情况，控制系统采用了SIMATIC$7-200可编程控制器作为自动控制系统功能实现的主要单元，并配有开关量输入、输出，模拟量输入（A/D）等模块。基于便于操作管理的考虑，本系统采用中文显示界面。

2.1 控制系统结构和工作流程

图2为自动控制系统结构和工作流程。本系统以SIMATIC$7-200型PLC为核心，输入输出模块负责控制核心与外部设备的信息传递，外部设备负责指令执行和信息采集。三者协调运转，从而实现供气系统的自动控制。（1）模拟量输入。模拟量指的是供气系统中线性变换的物理参数，包括气化罐内的原料油液位、气体压力，混合罐内的气体压力、燃气浓度等参数。由于这些参数经相应传感器采集并由功率变送器转换后，以0至5伏电流的模拟信号形式传送到A/D模块各通道，所以称为模拟信号。（2）开关量输入。空气压缩机和各部位电磁阀的手动控制开关情况、气体过压、燃气漏气等故障信号以开关量形式传递给控制单元。（3）开关量输出。开关量输出主要指从控制单元传递给各外部设备执行的指令信息，一般包括空压机启停、相应电磁阀的启停以及故障报警拉闸等信号。

2.2 控制系统软件设计

该系统采用PLC实时测控软件，以梯形图逻辑进行控制。（1）系统循环主程序模块。该模块式PLC启动后第一个执行的程序。程序由内部初始化开始，随后进行空气压力、燃气压力、燃气浓度、原料油液位等参数的巡回检测。检测结果反馈给PLC和预设的标准进行对比，然后根据对比的结果执行相应启停操作。如果实际参数大于允许范围就会进行报警，同时进入故障服务程序。（2）中文显示子程序模块。该程序的主要功能是设置各参数阀值和显示信息。该程序的编制工作可以使用SIMATIC$7-200软件的编程向导来完成。

2.3 系统测试精度和技术特点

（1）精度较高。燃气浓度和气体压力的控制误差不超过1.5%，原料油液位控制误差不超过1.0%。（2）模块化设计。可根据气站具体规模调整，适用性较为广泛。（3）使用简便，便于维护。（4）软硬件抗干扰能力强，系统整体的运行可靠性较为突出。（5）基于PLC的通讯功能，可实行远程通讯监视和控制。

3 结束语

实践证明，该自动控制系统能够在无人值守的情况下实现轻烃燃气站的自动运行，大幅降低了人力成本，提高了企业经济效益，而且对于改进设备运行精度，改善供气质量具有良好效果，应予以广泛推广。

参考文献

[1]李安静.轻烃燃气一气多用的探讨[J].山西建筑，2012.