PLC在天然气工程上的应用

PLC在天然气工程上的应用

董如涛

安徽皖能天然气工程有限公司，安徽合肥230000

摘要：现阶段，天然气已经成为我国最主要的一种燃料资源，其开采与运输，已经成为人们非常关注的一个问题。为了充分保障天然气管道具有安全且稳定的运输条件与环境，应该加大自动化管理力度，充分运用先进的技术手段及措施。PLC 技术是一种先进的科学技术，能够在天然气管道运输当中，将监控的作用发挥出来，并完成程序控制与逻辑运算等诸多内容，以将运输的安全性全面提高。基于此，文章对PLC技术在天然气工程上的应用进行了研究，以供参考。

关键词：PLC技术；天然气工程；应用研究

1、PLC技术的基本原理与组成

1.1、PLC的工作原理

PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业自动化领域的计算机控制系统。其工作原理基于现代计算机技术和电气控制技术的结合，通过预先编写好的程序来控制各种输入/输出设备，实现对生产过程的自动化控制。

1.2、PLC的基本组成

PLC是一种广泛应用于工业自动化领域的计算机控制系统。它由多个基本组成部分构成，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出模块、通信模块和电源模块等。具体来说，PLC的中央处理器是整个系统的核心，负责执行程序指令和逻辑运算。它通常采用高性能的微处理器或微控制器，具有较高的处理速度和强大的计算能力。PLC的存储器用于存储程序指令、数据和中间结果等信息。主要包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）和非易失性存储器（EEPROM）等。其中，ROM用于存储系统程序和固定数据，RAM用于存储临时数据和运行过程中产生的中间结果，EEPROM用于存储用户编写的程序和设置参数。PLC通过输入输出模块与现场设备进行连接和通信。输入模块接收来自传感器、开关等设备的输入信号，并将其转换为数字信号进行处理。输出模块将处理后的结果输出到驱动设备（如继电器、电磁阀、伺服电机等），实现对现场设备的控制。PLC通常具备与其他设备或系统进行通信的能力，可以通过通信模块与其他PLC、上位机、触摸屏等设备进行数据交换和远程监控。通信模块可以支持多种通信协议，如以太网、串口通信等。PLC的电源模块提供稳定的工作电压和电流，为各个模块提供所需的电能。通常采用直流电源供电，以确保系统的稳定运行。

2、PLC控制器在天然气管道运输中的应用优势分析

PLC的优势主要表现为以下方面：（1）完善的功能，较广的适用范围；（2）强大的应用便捷性，而且便于网络维护；（3）良好的抗干扰性能，有着较低的故障风险。其优势可以更好地满足天然气管道，在运输管理工作方面的相关要求。其所产生的流量参数，与其在运输中的质量及公司利益，有着密切的关系。在管道运输管理开展的期间，所使用到的监控管理装置，需要具有良好的流量监测方面的功能。在运输天然气期间，这一装置需要经过动态监测天然气运输管道内部的流量参数，以便于工作人员更好地使用数据，并对流量进行精准的查询等。与此同时，可以对干扰源及时识别，以将异常的天然气运输情况的发生率降低。随着天然气管道网络规模的不断扩大，在其运输的时间段内，也会面对许多不同类型的干扰性因素。管理工作的开展，要求所选择使用的管理模式(管控装置)，可以及时地识别各个管道区域所产生的干扰源，并对有关的风险问题进行预警，以确保天然气能够高质量地进行传输。

3、PLC在天然气工程上的应用研究

3.1站控系统的应用

站控系统利用PLC技术进行数据采集、分析和整理，再将获取的输送数据传输到综合调度站，依照调度站反馈的具体指令开展自动化操作。同时在该系统当中即便是出现暂时性故障，也能够独立且及时地完成数据采集和监控，保证天然气输送的安全性和稳定性。站控系统的应用最主要的是输气场站和调压站，并配置专门的通信设施。站控系统能够独立开展对站点所在区域的天然气输送数据采集和管理控制工作，并将其传输到综合调度站，再依照调度站下达的指令进行天然气调度管理：需要2台以上的调压监控工作站，实现对整个输送过程的远距离监控，还应该在安全场所、工艺区域等方面装设红外感应器以及视频监控设备:将其装置和网络相互连接起来，设定具体时间，以便给调度站传输某一时间段内的各项数据信息，工程师则应该对所有输气站以及调压站的天然气输送参数进行有效收集和处理，并对各类电子装置的有效。

3.2PLC系统在天然气自动化长输管道中的应用

3.2.1通讯功能

PLC系统必须要通过介质进行有效传输，该戒指主要为双绞线从而实现了，能够对管道现场环境的自动化传输，PLC系统的主要工作是对整个管道系统在运行过程中的监控，一旦发生故障系统就能够进行自动反馈。而且对于系统中的通讯协议有着较强的支持，因此PLC系统主要是根据通讯接口进行直接回答。

3.2.2对天然气自动化管道运输的控制

PLC系统主要是依靠集线器管理接口进行数据采集，并且具有相应的逻辑功能，从而实现了对天然气管道整个运行过程的自动化管理。PLC系统中包含着大量的模块，模块的主要功能是及时接收天然气管道在运行中的各项数据信息，并且将数据信息传送至数据调控中心，根据远程控制设备对管道的运行设备进行下发指令，从而完成了对整个管道系统的自动化控制，另一方面天然气控制站的管理人员在进行任务过程中可以根据控制台严密监视整个运输站的运行状况，同时还能够对整个天然气管道设备进行有效控制，实现了自动化运输的目的。另外PLC技术在使用过程中可以采用双机热备配置，从而增强了PLC技术在运行过程中的合理性，同时对于备用机的运行系统也需要进行实时监测，避免主机在运行过程中发生意外，导致整个系统出现瘫痪。

3.2.3对天然气自动化管道运输的保护及维护

PLC控制系统对实现天然气管道的自动化控制有着非常重要的作用，并且该系统在运行过程中，能够确保天然气管的设备发挥出其应有的能力。PLC系统需要在安全稳定的工作环境下进行运行，才能够有效发挥出PLC系统的作用。PLC系统在运行过程中要做好相应的维护工作，在整个系统运行时要确保在PLC系统各个出口处添加保险丝来确保系统的稳定运行。对于超高流电压或者是错误电压的保险丝，在发生电压故障时都能够及时做好切断工作，能够有效防止PLC系统中的模块发生损坏。针对外接的通讯电路，需要在安装处增加雷电保护装置，可以有效防止雷电天气对系统所带来的损坏。另一方面需要加强对P2C系统的检修工作，及时排查出系统在运行过程中所存在的故障，针对已经发生损坏的元器件应当进行更换，可以确保系统处于一个安全稳定的工作环境，能够充分发挥出P2C系统在天然气管道中的自动化功效。另外，PLC系统在进行过程中，管理人员需要加强对PLC系统的定期维护工作，降低外界因素对于PLC系统所造成的影响，及时更换其内部的零件，实现PLC系统的安全稳定运行，从而提高天然气长输管道在运行过程中的安全性和稳定性。

结语

综上所述，PLC在天然气管道运输当中有着重要的作用，其具有强大的功能、快速的处理速度、较小的数据转换损失，以及高精度等诸多优点，而且在施工中也十分的简单方便，有着比较多的过程输入/输出测控点，而这对于长输管道的运行来说，有着非常重要的作用。PLC的应用不但能够实现数据的采集与远程的监控，通过与应用机械设计进行配合，还可以远程地将指令发出，并执行切合及中断等相关操作，对一些紧急的问题能够在警报发出的同时便开始自动控制，进而更好地实现天然气管道运输的安全稳定运作。

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