基于PLC與IPC的原油自動計量系統(tǒng)
1、引言
在石油行業(yè)的原油管道輸送過程中,各企業(yè)之間需要進(jìn)行原油交接,因此流量計使用比較廣泛。而計量精度則是一個關(guān)鍵參數(shù),它關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟效益和信譽。近年來,隨著工業(yè)控制技術(shù)的飛速發(fā)展,可編程控制器(PLC)廣泛進(jìn)入工控領(lǐng)域,并增加了一些專用控制功能,例如PID調(diào)節(jié)功能、伺服功能、高速計數(shù)(HSC)功能等,又具有較高的可靠性,使得利用PLC實現(xiàn)原油自動計量就成為可能。為此,我們利用工業(yè)計算機(IPC)和PLC構(gòu)成新型的集散式原油自動計量系統(tǒng)。此系統(tǒng)可通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至控制中心。
此項目已在魯寧長輸管線的數(shù)處計量站應(yīng)用成功,在測量精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性、工作效率、可靠性及可操作性等方面,取得了良好的標(biāo)定效果。
2、系統(tǒng)工作原理與硬件配置
2.1控制系統(tǒng)工作原理
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。運用管道輸油時,通過現(xiàn)場控制室PLC打開/關(guān)閉相應(yīng)的電動閥,進(jìn)行流程切換,使相應(yīng)的流量計投入運行。由流量計發(fā)信器將脈
沖傳遞到PLC,PLC利用高速計數(shù)模塊采集流量計發(fā)出的脈沖數(shù),并將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的容積值。同時,PLC將實時采集流體的壓力和溫度(分別由壓力變送器和溫度變送器提供),所有數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)送入上位IPC,IPC結(jié)合流體實時壓力、溫度值調(diào)用原油計量表數(shù)據(jù)庫,將測得的累積量值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(20℃,101325Pa)的累積量值,并將數(shù)據(jù)存儲在IPC的硬盤上。而且,IPC可以驅(qū)動打印機打印出計量報告。
2.2控制系統(tǒng)的軟、硬件配置
控制系統(tǒng)主要由一次設(shè)備、二次設(shè)備以及控制體和軟件構(gòu)成。一次設(shè)備主要包括壓力表、溫度計、流量計等;二次設(shè)備主要包括溫度變送器、壓力變送器、脈沖發(fā)信器、電動閥等;控制體主要包括PLC、IPC(配置網(wǎng)卡)、打印機、集線器及應(yīng)用軟件等,參見圖1。
2.2.1硬件部分
(1)IPC:為保證系統(tǒng)的高度可靠性,選用了目前國內(nèi)應(yīng)用較多的DellGX260型計算機。具體配置為:PⅢ1.7GHzCPU、256MB內(nèi)存、40GB硬盤、SONY21英寸純平顯示器、64MB顯卡、聲卡及音箱(報警和提示用)等。
(2)PLC:選用美國Rockwell公司的A2BPLC作為系統(tǒng)的控制核心,其特點是可靠性高、功能強、可擴展性好。具體配置如下:CPU為17472L551B(內(nèi)置以太網(wǎng)通信口);模擬量輸入(AI)模塊選用17462NI4,它具有4個高電平模擬輸入端,可輸入4mA～20mA等標(biāo)準(zhǔn)信號,12位A/D轉(zhuǎn)換精度,具有輸入超調(diào)監(jiān)控功能和測量濾波抗干擾功能;模擬量輸出(AO)模塊選用17462NO4I,它有4個模擬輸出端,無需外部電源,可輸出各種標(biāo)準(zhǔn)信號,包括0mA～20mA、4mA～20mA、±10V等信號;開關(guān)量輸入(DI)模塊選用17462I×16,它具有單端隔離的16路24VDC輸入,所有的輸入均配有濾波器,能夠保證最大0.1ms的抗擾性,濾除線電源干擾;開關(guān)量輸出(DO)模塊選用17462O×16,它具有8路繼電器輸出,內(nèi)部提供過載和短路保護(hù),并具有通道故障自診斷功能;HSC模塊選用17462HSCE,可計數(shù)最大頻率為40kHz的脈沖,實現(xiàn)向上計數(shù)、向下計數(shù)或向上/向下計數(shù)。
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