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摘 要： 天然气属于一种气体物质，为能够实现长距离的运输，通常会采用管道运输法。在全国范围内铺设管道，天然气就可以有效流通到各个地区，不但省时还十分简洁，而随着现代化科技的日益发展，天然气在长距离运输上也逐渐实现自动化运输。简要概述可编程逻辑控制器，详细说明PLC在天然气自动化管道运输中的实际运用，表明PLC对天然气自动化管道运输有着至关重要的作用和意义。
关键词： 天然气；自动化管道运输；PLC应用
中图分类号：TE978 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2012）1220156-01
近年来，随着我国社会主义经济的快速发展和不断进步，煤炭、石油等燃料资源也开始日益减少。由于我国是一个人口众多的国家，所以通常每日均要消耗上百吨燃料，有时甚至是上千吨燃料，以至于燃料资源越来越紧缺。而各种燃料在开采、运输和深加工上均要耗费大量时间，在不同程度上均无法满足现代化社会发展的需要，在此情况下天然气燃料应运而生。目前，天然气已成为我国最主要的燃料资源之一，其开采、运输已变成人们越来越关注的问题。
1 简要概述PLC
PLC是Programmable Logic Controller的缩写，称之为可编程逻辑控制器，其主要是应用同一种类可编程的存储器，通常使用在其内部的存储程序，严格执行定时、计算、逻辑运算、算数操作以及顺序控制等各种直接面向用户的指令，同时经模拟式输出（输入）或是数字来实现对多种类型机械或是生产过程的控制[1]。从实质的角度上看，可编程逻辑控制器属于一种专门用在工业控制方面的计算机，具体由电源、现场输出接口电路、现场输入接口电路、中央处理单元、存储器、功能模块以及通信模块等几个部分组成，其主要特点表现在以下几个方面：① 使用便利，编程简单；② 功能较强，性能价格比也极高；③ 硬件配套完整，用户操作方便，具有极强的适应性；④ 有良好的抗干扰能力，可靠性较高；⑤ 系统在安装、设计、调试等方面的工作量少；⑥ 维修便利，且工作量不大。
2 在天然自动化管道运输中应用可编程逻辑控制器
可编程逻辑控制器是数据采集和监视控制系统的重要组成部分之一，属于一种智能远程终端装置与现场控制设备，对于整个数据采集和监视控制系统来说有着极为重要的作用。在天然自动化管道运输中应用可编程逻辑控制器搭载数据采集和监视控制系统来实施整体的自动化控制。在站内PLC主要负责控制工作，例如搜集现场控制信号等方面，调节和控制好各天然气的输送阀门，同时完整接受通过计算机形成的流量数据，然后做好整理、分析和存储工作，利用所接收到的气体分析仪数据来对计算机中各项数据和流量进行动态调整，最后实施自动化控制天然气的整体输送[2]。
2.1 可编程逻辑控制器的主要配置
可编程逻辑控制器在中央处理器方面应用了目前最高端的LK210，实际缓存高达8M左右，充分发挥热备冗余的作用，在处理能力上具有不小于40%的余量，通常采用1个支持自由口协议与Modbus协议的RS232串行接口、2各以太网接口、1个支持自由口协议与Modbus协议的RS232-485串行接口、2个冗余的Profibus-DP总线接口，有利于达成大量过程的控制与逻辑的多样化控制。在使用可编程逻辑控制器系统时，宜冗余24VDC电源，并与GPS时钟互相协调一致，输出与输入的模拟量以及开关量在使用过程中应满足毫秒级时间标签的实时性要求，以此来确保数据时间的精确性和相同性。可编程逻辑控制器的中央处理器机架和输入输出端口机架之间可使用网络来连接，注意在选用输入输出端口模板时应正确选择带电可插拔式的模板，而且除了要具备自我诊断功能之外，还要有相应的抗浪涌保护功能。
2.2 可编程逻辑控制器巨大的通讯功能
可编程逻辑控制器或是其他数据源通过双绞线电缆这一传输介质在工业实际现场环境中完成对等通讯，由可编程逻辑控制器来监视网络具体运行情况，如果有故障产生则会立即报警，也就是说其通信网络与ISO/IEEE通信指标相符，并对标准化的TCP/IP通信协议给予支持，而PLC的通信接口则按照需求来配置串行，或者是同时实行通信、DCS/PLC、远程I/O通信等各种接口。此外，为了与所搭载的数据采集和监视控制系统各部位数据保持相同，输出与输入的模拟量以及开关量应采用具有实时性的毫秒级时间标签，注意PLC站硬件过程中实际误差不可超过1秒[3]。在PLC编程时还应用了程序调度法，让时钟将程序协调一致后优先执行，以便PLC可以立即得到从中控室下载而来的系统时钟，在极大程度上确保了其在实施天然气自动化管道控制中的各种通讯需要。
2.3 可编程逻辑控制器对天然气自动化管道运输施行的控制
可编程逻辑控制器凭借与集线器管理接口、按钮指示灯、数据采集和监视控制系统所实现的逻辑功能以及控制来全方位操控天然气自动化管道运输的整个过程，而且PLC编程软件还支持IEC61131-3所具备的五种语言，包括批量模块、多个PID运算模块、顺控功能模块以及其他常用模块等。实施中心遥控的调度工作时，处于接收调度中心的各工作人员应由远程控制好管线系统的实际运行状况以及设备命令，以便自动化完成与控制相关的操作。而处于天然气输送站点的各工作人员则应该在控制台上严密监视本站系统实际运行状况，并确切控制好天然气的输送设备，以便进行自动化或是半自动化的控制工作。
可编程逻辑控制器在使用双机热备配置时，应先确保其具备有现代化热备系统，只有这样才能够更加便利的操作。运用两套配置完全无差异的PLC主机，热备处理模块与电源，组合成为主备形式[4]。在一般情况下，主机承担安排程序运行以及I/O任务，同时要对备用机的实际状态与数据进行刷新，这样备用机就可用于监视主机在运行过程中的状态，有效避免意外情况的发生，如果主机发生意外，那么备用机也可及时做切换使用，且无需较长的切换时间，在很大程度上保证了处理工作的可靠性。
3 可编程逻辑控制器对天然气自动化管道运输的保护
对于天然气自动化管道运输来说，可编程逻辑控制器具有至关重要的意义。为了保证其能正常发挥出最大效用，必须要对其采取有效性保护措施。为此，应在PLC模块的多个输出和输入接口中分别再加上一个可以起到保护作用的保险熔断丝，有利于避免错误电压以及超高浪流的通电压对主要模块形成的意外损伤。对于外接通信线路则应在入口处装置好雷电保护器，可避免在雷雨天气过程中因闪电而致使高压电进入PLC控制系统，起到良好的保护作用。同时还要定期对各部件实行全面的安全检查，若发现毁坏、破损等不良情况时，应立即采取更换措施，以确保PLC能够在天然气自动化管道运输中全面发挥应有的效用。
4 结束语
可编程逻辑控制器具有设备功能强、处理速度快、数据转换及时、精确度高、可自行诊断等多方面特点，所以经常在工程中得到使用，尤其是具有较多过程输入和输出测控点的工程，对于天然气自动化管道运输来说具有至关重要的作用，在一定程度上可以搭载数据采集和监视控制系统来对天然气自动化管道实际运输过程实行整体监视与控制，给复杂性管线的全方位自动化控制带来了全新的道路，使得自控技术可以在天然气的管道运输中得到充分应用，最终达到健康、稳定、持久发展的目的。
参考文献：
[1]张晏博，PLC编程及机柜集成的优化在长输管道自动化方面的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2011，53（06）：107-108.
[2]苍松、王海峰、田家兴、王多才、彭太翀、赵廉斌，Allen-Bradley系列PLC在西气东输二线输气管道中的应用[J].电气自动化，2012，23（05）：36-39.
[3]安裕强、王庭有、杨斌，基于射频识别和PLC的地下金属矿山有轨机车监控系统[J].有色金属（矿山部分），2011，56（05）：112-113.
[4]鄂以帅、王庭有、魏镜弢，基于PLC和组态王软件的矿井轨道运输监控系统[J].新技术新工艺，2011，14（02）：127-129.
关键词： 天然气；自动化管道运输；PLC应用
中图分类号：TE978 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2012）1220156-01
近年来，随着我国社会主义经济的快速发展和不断进步，煤炭、石油等燃料资源也开始日益减少。由于我国是一个人口众多的国家，所以通常每日均要消耗上百吨燃料，有时甚至是上千吨燃料，以至于燃料资源越来越紧缺。而各种燃料在开采、运输和深加工上均要耗费大量时间，在不同程度上均无法满足现代化社会发展的需要，在此情况下天然气燃料应运而生。目前，天然气已成为我国最主要的燃料资源之一，其开采、运输已变成人们越来越关注的问题。
1 简要概述PLC
PLC是Programmable Logic Controller的缩写，称之为可编程逻辑控制器，其主要是应用同一种类可编程的存储器，通常使用在其内部的存储程序，严格执行定时、计算、逻辑运算、算数操作以及顺序控制等各种直接面向用户的指令，同时经模拟式输出（输入）或是数字来实现对多种类型机械或是生产过程的控制[1]。从实质的角度上看，可编程逻辑控制器属于一种专门用在工业控制方面的计算机，具体由电源、现场输出接口电路、现场输入接口电路、中央处理单元、存储器、功能模块以及通信模块等几个部分组成，其主要特点表现在以下几个方面：① 使用便利，编程简单；② 功能较强，性能价格比也极高；③ 硬件配套完整，用户操作方便，具有极强的适应性；④ 有良好的抗干扰能力，可靠性较高；⑤ 系统在安装、设计、调试等方面的工作量少；⑥ 维修便利，且工作量不大。
2 在天然自动化管道运输中应用可编程逻辑控制器
可编程逻辑控制器是数据采集和监视控制系统的重要组成部分之一，属于一种智能远程终端装置与现场控制设备，对于整个数据采集和监视控制系统来说有着极为重要的作用。在天然自动化管道运输中应用可编程逻辑控制器搭载数据采集和监视控制系统来实施整体的自动化控制。在站内PLC主要负责控制工作，例如搜集现场控制信号等方面，调节和控制好各天然气的输送阀门，同时完整接受通过计算机形成的流量数据，然后做好整理、分析和存储工作，利用所接收到的气体分析仪数据来对计算机中各项数据和流量进行动态调整，最后实施自动化控制天然气的整体输送[2]。
2.1 可编程逻辑控制器的主要配置
可编程逻辑控制器在中央处理器方面应用了目前最高端的LK210，实际缓存高达8M左右，充分发挥热备冗余的作用，在处理能力上具有不小于40%的余量，通常采用1个支持自由口协议与Modbus协议的RS232串行接口、2各以太网接口、1个支持自由口协议与Modbus协议的RS232-485串行接口、2个冗余的Profibus-DP总线接口，有利于达成大量过程的控制与逻辑的多样化控制。在使用可编程逻辑控制器系统时，宜冗余24VDC电源，并与GPS时钟互相协调一致，输出与输入的模拟量以及开关量在使用过程中应满足毫秒级时间标签的实时性要求，以此来确保数据时间的精确性和相同性。可编程逻辑控制器的中央处理器机架和输入输出端口机架之间可使用网络来连接，注意在选用输入输出端口模板时应正确选择带电可插拔式的模板，而且除了要具备自我诊断功能之外，还要有相应的抗浪涌保护功能。
2.2 可编程逻辑控制器巨大的通讯功能
可编程逻辑控制器或是其他数据源通过双绞线电缆这一传输介质在工业实际现场环境中完成对等通讯，由可编程逻辑控制器来监视网络具体运行情况，如果有故障产生则会立即报警，也就是说其通信网络与ISO/IEEE通信指标相符，并对标准化的TCP/IP通信协议给予支持，而PLC的通信接口则按照需求来配置串行，或者是同时实行通信、DCS/PLC、远程I/O通信等各种接口。此外，为了与所搭载的数据采集和监视控制系统各部位数据保持相同，输出与输入的模拟量以及开关量应采用具有实时性的毫秒级时间标签，注意PLC站硬件过程中实际误差不可超过1秒[3]。在PLC编程时还应用了程序调度法，让时钟将程序协调一致后优先执行，以便PLC可以立即得到从中控室下载而来的系统时钟，在极大程度上确保了其在实施天然气自动化管道控制中的各种通讯需要。
2.3 可编程逻辑控制器对天然气自动化管道运输施行的控制
可编程逻辑控制器凭借与集线器管理接口、按钮指示灯、数据采集和监视控制系统所实现的逻辑功能以及控制来全方位操控天然气自动化管道运输的整个过程，而且PLC编程软件还支持IEC61131-3所具备的五种语言，包括批量模块、多个PID运算模块、顺控功能模块以及其他常用模块等。实施中心遥控的调度工作时，处于接收调度中心的各工作人员应由远程控制好管线系统的实际运行状况以及设备命令，以便自动化完成与控制相关的操作。而处于天然气输送站点的各工作人员则应该在控制台上严密监视本站系统实际运行状况，并确切控制好天然气的输送设备，以便进行自动化或是半自动化的控制工作。
可编程逻辑控制器在使用双机热备配置时，应先确保其具备有现代化热备系统，只有这样才能够更加便利的操作。运用两套配置完全无差异的PLC主机，热备处理模块与电源，组合成为主备形式[4]。在一般情况下，主机承担安排程序运行以及I/O任务，同时要对备用机的实际状态与数据进行刷新，这样备用机就可用于监视主机在运行过程中的状态，有效避免意外情况的发生，如果主机发生意外，那么备用机也可及时做切换使用，且无需较长的切换时间，在很大程度上保证了处理工作的可靠性。
3 可编程逻辑控制器对天然气自动化管道运输的保护
对于天然气自动化管道运输来说，可编程逻辑控制器具有至关重要的意义。为了保证其能正常发挥出最大效用，必须要对其采取有效性保护措施。为此，应在PLC模块的多个输出和输入接口中分别再加上一个可以起到保护作用的保险熔断丝，有利于避免错误电压以及超高浪流的通电压对主要模块形成的意外损伤。对于外接通信线路则应在入口处装置好雷电保护器，可避免在雷雨天气过程中因闪电而致使高压电进入PLC控制系统，起到良好的保护作用。同时还要定期对各部件实行全面的安全检查，若发现毁坏、破损等不良情况时，应立即采取更换措施，以确保PLC能够在天然气自动化管道运输中全面发挥应有的效用。
4 结束语
可编程逻辑控制器具有设备功能强、处理速度快、数据转换及时、精确度高、可自行诊断等多方面特点，所以经常在工程中得到使用，尤其是具有较多过程输入和输出测控点的工程，对于天然气自动化管道运输来说具有至关重要的作用，在一定程度上可以搭载数据采集和监视控制系统来对天然气自动化管道实际运输过程实行整体监视与控制，给复杂性管线的全方位自动化控制带来了全新的道路，使得自控技术可以在天然气的管道运输中得到充分应用，最终达到健康、稳定、持久发展的目的。
参考文献：
[1]张晏博，PLC编程及机柜集成的优化在长输管道自动化方面的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2011，53（06）：107-108.
[2]苍松、王海峰、田家兴、王多才、彭太翀、赵廉斌，Allen-Bradley系列PLC在西气东输二线输气管道中的应用[J].电气自动化，2012，23（05）：36-39.
[3]安裕强、王庭有、杨斌，基于射频识别和PLC的地下金属矿山有轨机车监控系统[J].有色金属（矿山部分），2011，56（05）：112-113.
[4]鄂以帅、王庭有、魏镜弢，基于PLC和组态王软件的矿井轨道运输监控系统[J].新技术新工艺，2011，14（02）：127-129.