六路四组分气体循环检测控制系统

王福臣

摘 要：本文设计了一种循环检测控制系统，通过PLC系统控制防爆电磁阀循环动作，实现对不同监测点的气体成分检测，并通过触摸屏显示各个检测管路工作状态和气体成分含量。

关键词：循环检测；电磁阀；PLC系统；气体成分

中图分类号：TQ08 文献标志码：A

0 引言

在油罐清洗作业中，从作业开始到作业结束都需要对多个检测点（一般为6个）进行的四组分气体检測（氧气、可燃气、一氧化碳、硫化氢），以保证作业安全。公司以前的设备是每个检测管路都配置相应的气体检测仪表，这样综合下来导致气体检测系统成本昂贵，设备缺乏竞争力。

针对上述存在的问题，重新设计开发新的气体检测控制系统——六路四组分气体循环检测控制系统，共用一套检测系统，循环检测各管路，减少了仪表使用数量，降低系统成本。

1 控制系统特点

1.1 系统分析

经大量现场作业观察、分析研究认为，在油罐清洗过程中其气体成分的变化是比较缓慢的，容积越大变化越缓慢。在短时间内对某一点失去检测，不会影响整个罐内的气体成分。因此，设计出了“六路四组分气体循环检测控制系统”。

1.2 控制原理

将6个检测通道和1条吹扫通道汇集在一起，每个通道上用电磁阀控制管路的通断，通过真空电泵抽吸、四组分仪表检测的方式，通过PLC控制，实现电磁阀循环动作，检测各个管路内气体成分。动作过程为：1#通道→吹扫通道→2#通道→吹扫气通道→3#通道→吹扫通道→4#通道→吹扫通道→5#通道→吹扫通道→6#通道→吹扫通道→1#通道，依次循环检测。

1.3 气体检测状态显示画面（图1）

此画面主要有以下功能：

（1）自动运行/手动运行模式切换开关：默认状态为自动，模式开关打到手动测试模式，通过HMI屏测试“手动测试按钮”测试各个通道：按下通道按钮，电磁阀接通，开始检测；松开按钮，电磁阀关闭，停止检测。自动状态时，通过操作面板启停开关启动，自动循环运行。

（2）在HMI屏左侧，设有状态指示灯，用于显示各个通道工作情况。

（3）检测数据即时显示功能：每个通道分别显示各自气体的检测含量，有氧气、可燃气、硫化氢和一氧化碳4种气体，通道工作时，显示数据，通道停止时，此通道显示为0，即：只显示当前工作通道的气体成分。

（4）检测报警灯：检测数据显示右边，设有报警灯，当本数据超过设定值时，指示灯常亮报警；6个通道4种气体可以分别显示报警。

1.4 气体检测参数设定画面（图2）

此画面主要有以下功能：

（1）仪表相关参数设定及显示：一、二级报警参数、仪表量程、仪表当前显示等。

（2）通道采样时间设定：每一个通道自动运行时间设定，时间范围2s～300s；可通过恢复默认按钮恢复参数设定，默认时间为15s。

2 设备调试

2.1 气体检测循环程序调试

电磁阀严格按照上述循环步骤循环工作，不得出现间断。

2.2 设定时间的确认

气体检测系统的原理是通过真空气泵将油罐内的气体抽吸到仪表处进行检测，由于仪表到油罐之间距离较长（常超过100m），气体从油罐到仪表需要较长的流动时间，这个时间需要结合真空电泵的抽吸能力、气体管路通径进行核算的。控制系统内各通道的设定运行时间要大于气体流动时间，否侧就不能有效的检测气体，会出现虚假检测的现象。

2.3 各气体一、二级报警设定值的设定

前期没有相关数据的统计整理，在设计中，为了报警设定值的准确、合理，查阅大量的标准文献，并咨询供应商，最终确认设定值范围。

结语

油罐清洗作业是高危行业，作业是否安全基本取决于罐内气体成分是否安全，气体成分检测是清洗作业中重要的参考依据。如何保证气体检测数据的准确性、可靠性，是每一个参与清洗作业人员的都应该注意的问题。希望通过理论联系实践的方式，不断发现实际作业中的问题，不断改进、不断提高，设计制作出更好的油罐清洗设备。

参考文献

[1] MSA 公司.PRIMA XP氧气探测器使用手册[Z].

[2] MSA 公司.ULTIMA XIR 可燃气探测器使用手册[Z].