PLC在天然气输送自控系统中的应用研究

黎燕（重庆气矿工艺研究所，四川 成都610041）

现代工业体系逐渐完善，生产智能化水平进一步提升，PLC作为一种可编辑控制器可以通过对其应用，来提高生产服务水平与效率，提升用户满意度，促进企业良性发展。PLC 技术在深入应用的同时，一部分人对其在天然气运输自动化系统中的应用产生一点质疑，很大程度上限制了PLC技术进一步发展与推广。

1 PLC相关概念分析

1.1 PLC概念

PLC 技术是可编程逻辑控制器的简称（Programm able Logic Controller），主要指通过相应科学设置来实现对生产过程控制与用户命令执行。一般常见的PLC主要包括处理器、输出接口、输入接口、存储器、电路等部分。在PLC中包含了通信模块与功能模块两大部分。PLC 工作模式主要分为停止模式与运行模式两种。在运行模式中，PLC会通过内部处理—相关信息操作—输入信息处理—相关程序执行—输出处理—内部处理这一程序，形成一个有五个阶段处理闭环，实现循环工作。在PLC 循环工作中，不同环节承担着不同职责，其中内部处理则主要负责对PLC硬件进行检查、监视定时等工作。程序处理环节则主要负责按照一定顺序，对程序进行扫描，并根据寄存器中采样结果进行逻辑运算，完成相应程序设定。

1.2 PLC特点

PLC技术特点明显，对于提升天然气输送自控水平意义深远：第一，与传统电气控制相比，PLC 技术抗干扰能力更强，可以将集成电路优势发挥出来，利用隔离模块设计，减少彼此之间干扰，提升自控系统抗干扰能力。第二，PLC 技术可以及时预报故障。PLC技术技术可以对自身运行情况进行检测，发现自身运行故障时，还会及时报警，方便相关技术人员针对故障及时进行相应处理，确保自控系统安全平稳运行。第三，有利于机电一体化实现。PLC设备相对比较轻，操作起来比简单方便，可以更为高质量将自动化技术与计算技术相融合，提升自控系统智能化水平，提升天然气输送控制质量。且PLC技术编程方式相对比较简单，为后期相关系统进一步开发提供便利。第四，PLC 技术应用范围广泛。PLC 技术可以应用与多种不同类型的自控系统之中，为整体天然气自控系统性能提升提供一定保障。

2 天然气输送自控系统中PLC应用分析

2.1 PLC技术配置设计

相关设计人员可以通过PLC技术设计与优化，实现天然气输送控制，提升天然气输送自控水平，确保天然气输送质量与安全。利用PLC 技术进行天然气管道输送控制主要是通过数据采集、集成接口管理、指示灯等逻辑功能设计来实现。设计人员可以根据实际天然气输送情况，结合PLC技术五种语言模块设计，优化天然气运输总控系统，实现自动控制输送目的，提升天然气输送自控水平。在运用PLC 技术进行天然气输送控制同时，时刻监视设备具体情况，对输送管道等进行严格控制，以确保自控水平[1]。除了正常运行需要进行监控之外，对于备用机运行安全也要进行监控，确保备用机状态良好，一旦主机发生故障时可以实现无缝对接，确保天然气输送自控质量，提升天然气运输安全性。

2.2 天然气输送自控

相关技术人员可以通过PLC逻辑设计，实现对天然气输送自控，提升自控系统的准确性与控制多样性。一般在应用中往往会选用LK210、最小值大于8M、RS232-485 串行接口与自由接口、冗余Profibus-DP总线接口两个、以太网接口两个等，以实现对自控系统多样化控制。在PLC使用过程中需要保持与GPS协调一致，在时间标签上要达到毫秒级别，应用24VDC 冗余电源，确保数据处理时间上精准性，确保自控质量。另外，要选择正确输出与输入模块。模块必须具备自我检测能力与抗浪涌能力，确保运用安全。输出与输入模块要选择可以拔电或者充电工作模式，提升使用的便利度。

2.3 通信功能设计与实现

利用PLC技术可以完善天然气输送自控系统，完善通信自控系统。PLC可以对工作中网络设备具体情况进行检测，一旦发现系统中出现故障，及时作出反馈，实现天然气输送自控系统通信功能，提升天然气自控系统质量。PLC技术主要通过与IOS/IEEE 通信指标向对应的通信系统，满足标准化通信需求，实现远程I/O 接口与通信接口多种形式操作，实现天然气输送自控系统通信功能，提升自控系统质量[2]。

3 应用案例分析—N化工厂天然气输送自控系统

3.1天然气输送展站控系统功能

该天然气运输自控系统主要包括以下几个功能：（1）生产管理与天然气管道流量计算；（2）天然气运输趋势、紧急事件预报、紧急事件处理显示；（3）实时采集天然气运输相关生产与输送现场数据；（4）对天然气站内电动阀门进行远程控制，调整阀门PID等；（5）对清管顺序进行控制等。

3.2 PLC系统软件与硬件设计

在PLC系统分析上，从该系统软件设计与硬件设计两方面入手。首先，软件主要应用RSLinx 系统，确保该系统可以在计算机或者网络上使用，并建立计算机与网络通讯，设计图形程序。其流程主要为开始—相关模拟量数据采集—将采集数据传送—将模拟数据进行量化—相关阀门控制—自动收球—系统报警处理—流量计算—电源监视—气体组分—结束。其中气体组分分析上，由于受到外界影响较大，可能会出现误差，因此利用PLC对组分进行判断，若组分数值出现负数或者不在范围内，那么本次分析数值不参与最终计算，组分值选择距离控制最近准确组分值。PLC系统还涉及相应报警处理工程，一旦天然气运输过程中出现故障会第一时间进行报警，确保相关技术人员可以第一时间探查到系统出现故障，并及时做好相应处理工作，提升控制水平。电动阀门控制上采用两种控制模式，远程控制与就地控制，方便相关工作人员根据工作需要，适当对控制方式进行调整，提升天然气输送自控系统智能化水平。

其次，PLC系统硬件设置站内控制系统选择I/O框架结构、处理器、远程框架、通讯电缆、AGA计算模板等。处理器选择上主要利用1785-L30B型32K内存、配置四个通讯端口、EEPROM内容模块，对用户程序文件进行备份与存储。当处理中出现全部断电又突然恢复等情况导致RAM 失效，可以通过EEPROM重新在RAM 内书写正确程序，确保质量。I/O 模板与处理器选择1771-P7电源，接在框架外部，确保自控系统质量。以太网模板选择1785-ENET 模板，并将其与PLC 处理器相关连接，同时插入PLC 框架，实现以太网处理，但在IP 地址设计上要设定惟一地址。天然气流量计算系统则主要采用2100-AGA流量计算模板，同时对10路测量仪器参数进行调整，提升天然气流量计算效率[3]。

4 结语

综上所述，PLC在天然气输送自控系统中的应用比较广泛，可以应用于技术配置设计、天然气输送自控、通信功能设计与实现等方面，提升天然气输送质量与水平，为企业发展提供有力保障。企业在设计中可以根据自身天然气具体情况，参照N化工厂天然气输送自控系统设计方式，不断优化自身天然气自控系统，提升天然气输送控制水平，确保天然气输送质量，促进自身发展。