文基于LK的化工罐區(qū)儀表系統(tǒng)

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前的工業(yè)自動化也發(fā)生了很大的變革，傳統(tǒng)的依靠繼電器和電子線路來實現(xiàn)的系統(tǒng)控制已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)的控制要求，尤其在石化行業(yè)，無論對控制系統(tǒng)的帶點能力還是數(shù)據(jù)存儲及運算能力、可靠性等指標(biāo)都有了更高的要求。

在石油化工企業(yè)中，為了配合生產(chǎn)流程，要對原材料、半成品、成品等進行運輸和存儲，因此企業(yè)均建有大量的各類存儲罐，罐區(qū)儲罐參數(shù)的精確檢測、工藝流程的有效管理，對于相關(guān)生產(chǎn)裝置的安全和平穩(wěn)運行具有十分重要的意義，前期多數(shù)用戶采用人工檢測的方式管理整個灌區(qū)，導(dǎo)致管理工作量大且易發(fā)生危險，為此本文提出了以和利時LK PLC為下位的控制系統(tǒng)和上位采用HollyView進行組態(tài)的罐區(qū)控制系統(tǒng)設(shè)計思路，通過此系統(tǒng)的應(yīng)用大大提高了控制過程中的穩(wěn)定性、可靠性，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)運營的經(jīng)濟、合理和高效。

2 灌區(qū)系統(tǒng)工藝

此系統(tǒng)主要控制三個灌區(qū)分別是北罐區(qū)、南罐區(qū)、舊罐區(qū)，每個罐區(qū)都對應(yīng)不同的泵和閥門，罐區(qū)內(nèi)裝車都有計量系統(tǒng)，當(dāng)計量流量發(fā)出到達信號時相對應(yīng)的閥門和泵關(guān)閉，同時當(dāng)每個罐區(qū)內(nèi)液位、溫度出現(xiàn)低報警、低低報警、高報警、高高報警時進行相應(yīng)的連鎖動作。
所有泵、閥門的啟停及狀態(tài)均可在上位上進行操作與顯示，報警信息及趨勢圖也可以根據(jù)時間進行查詢，實時顯示溫度、流量、液位等數(shù)據(jù)，另每個閥門在手動狀態(tài)下均可單獨進行控制，方便操作人員進行檢修。

3 系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)主要以北京和利時公司LK系列PLC為核心、執(zhí)行機構(gòu)、聲控報警、儀表系統(tǒng)等組成，主要控制26個不同儲罐的溫度、液位、流量等，還包括13臺泵及9臺開關(guān)閥的控制，所有儲罐均設(shè)置液位高低限報警、溫度報警、流量控制。在中央控制室設(shè)置操作員站和工程師站，并聯(lián)網(wǎng)至總控室，方便人員對整廠的系統(tǒng)監(jiān)控與管理.

系統(tǒng)分為操作員站、工程師站通過以太網(wǎng)連接，操作員站配置與工程師站相同，只是部分功能受限，上位畫面中模擬現(xiàn)場的立體化動態(tài)工藝流程圖畫面顯示，并顯示溫度、流量、控制元件狀態(tài)等，液位采用比例棒圖及字符數(shù)據(jù)并輔以直觀的油罐立體圖的形式顯示儲罐實際液位，閥門及泵的控制也是根據(jù)實際進行操作并有相互連鎖關(guān)系。每個罐的信息每10毫秒內(nèi)采樣一次，并實時顯示各種信息，在系統(tǒng)中分別設(shè)置各種報警，使工作人員方便快捷的查詢各種信息。

狀態(tài)報警是顯示罐內(nèi)液位超限位的狀態(tài)，如罐號設(shè)定的上/下限值及液位實時值，例如：當(dāng)液位低于下限一定值時表示油罐已空，高于一定值時油罐已滿，并根據(jù)需求設(shè)定遠(yuǎn)端報警，趨勢圖可實時顯示溫度及液位的趨勢狀態(tài)，報警信息

4 應(yīng)用特點

基于LK系列PLC的罐區(qū)儀表系統(tǒng)具有如下特點：
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穩(wěn)定性、可靠性

系統(tǒng)采用和利時公司LK系列PLC，LK系列PLC主要針對中大型或?qū)煽啃砸蟾叩目刂葡到y(tǒng)，產(chǎn)品設(shè)計借鑒了和利時公司DCS產(chǎn)品的成功經(jīng)驗，在惡劣的工作環(huán)境下仍然可以保證長時間可靠的工作，LK系列PLC還通過了UL和CE兩大國際認(rèn)證。
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運算速度

LK系列PLC運算速度高達0.013 us，邏輯控制容量大，支持SD卡程序下裝，支持LD、ST等多種語言混合編程， LK編程軟件中帶有增量PID功能塊，通過配置參數(shù)就可以很方便的實現(xiàn)PID運算功能。
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數(shù)據(jù)采集

實時、高精度、模擬信號采集經(jīng)過PLC轉(zhuǎn)換再通過以太網(wǎng)傳送至上位機，采樣周期只有10ms
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輸出控制

專線油閥門開關(guān)，控制調(diào)節(jié)閥的開度、電機的啟停及各種狀態(tài)信息
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數(shù)據(jù)處理及計算能力

模擬輸入信號通過A/D轉(zhuǎn)換，在PLC進行處理，超限檢查，最大最小值的計算，流量及累計流量等信息的統(tǒng)計功能
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畫面顯示功能

畫面顯示廠區(qū)總貌，各個單元的流程，閥門及泵的運行狀態(tài)，各種采信號的趨勢圖、棒圖、常用的數(shù)據(jù)表格等，工程師站和操作員站畫面相同，只是部分功能操作員站受限，顯示內(nèi)容包括開關(guān)狀態(tài)、泵的運行停止及故障狀態(tài)、動態(tài)顯示各測量值。

通過上位機可以方便的查詢、統(tǒng)計歷史數(shù)據(jù)，保存歷史數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)預(yù)測相關(guān)量的趨勢曲線，根據(jù)用戶的需要可以提供報表功能，根據(jù)年月日的操作情況做成報表的形式，提供有效的技術(shù)參數(shù)。
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多級管理系統(tǒng)

根據(jù)需求可以分級進行管理，操作員站、工程師站、總控室等均可通過以太網(wǎng)進行連接，詳細(xì)的操作記錄均可進行記錄，使管理更加科學(xué)有效。

5 結(jié)束語
化工罐區(qū)儀表控制系統(tǒng)在環(huán)境治理、科學(xué)管理上有著深遠(yuǎn)的意義，此類系統(tǒng)也將成為控制領(lǐng)域新的方向。本系統(tǒng)已經(jīng)投入實際運行，且性能穩(wěn)定可靠，較好地滿足了控制過程中的控制與管理相結(jié)合的要求。其系統(tǒng)的安全可靠性和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)性方面獨到的優(yōu)越性、友好性以及其自動化程度都達到了先進水平。技術(shù)指標(biāo)也達到了設(shè)計要求，LK系列PLC以其高可靠性、易用性很好的完成了此系統(tǒng)的控制任務(wù)。

參考文獻
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