文基于LK的化工罐區儀表系統

1 引言

隨著科學技術的不斷發展，當前的工業自動化也發生了很大的變革，傳統的依靠繼電器和電子線路來實現的系統控制已經不能滿足系統的控制要求，尤其在石化行業，無論對控制系統的帶點能力還是數據存儲及運算能力、可靠性等指標都有了更高的要求。

在石油化工企業中，為了配合生產流程，要對原材料、半成品、成品等進行運輸和存儲，因此企業均建有大量的各類存儲罐，罐區儲罐參數的精確檢測、工藝流程的有效管理，對于相關生產裝置的安全和平穩運行具有十分重要的意義，前期多數用戶采用人工檢測的方式管理整個灌區，導致管理工作量大且易發生危險，為此本文提出了以和利時LK PLC為下位的控制系統和上位采用HollyView進行組態的罐區控制系統設計思路，通過此系統的應用大大提高了控制過程中的穩定性、可靠性，從而實現整個系統運營的經濟、合理和高效。

2 灌區系統工藝

此系統主要控制三個灌區分別是北罐區、南罐區、舊罐區，每個罐區都對應不同的泵和閥門，罐區內裝車都有計量系統，當計量流量發出到達信號時相對應的閥門和泵關閉，同時當每個罐區內液位、溫度出現低報警、低低報警、高報警、高高報警時進行相應的連鎖動作。
所有泵、閥門的啟停及狀態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時間進行查詢，實時顯示溫度、流量、液位等數據，另每個閥門在手動狀態下均可單獨進行控制，方便操作人員進行檢修。

3 系統設計

系統主要以北京和利時公司LK系列PLC為核心、執行機構、聲控報警、儀表系統等組成，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臺開關閥的控制，所有儲罐均設置液位高低限報警、溫度報警、流量控制。在中央控制室設置操作員站和工程師站，并聯網至總控室，方便人員對整廠的系統監控與管理.

系統分為操作員站、工程師站通過以太網連接，操作員站配置與工程師站相同，只是部分功能受限，上位畫面中模擬現場的立體化動態工藝流程圖畫面顯示，并顯示溫度、流量、控制元件狀態等，液位采用比例棒圖及字符數據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實際進行操作并有相互連鎖關系。每個罐的信息每10毫秒內采樣一次，并實時顯示各種信息，在系統中分別設置各種報警，使工作人員方便快捷的查詢各種信息。

狀態報警是顯示罐內液位超限位的狀態，如罐號設定的上/下限值及液位實時值，例如：當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，并根據需求設定遠端報警，趨勢圖可實時顯示溫度及液位的趨勢狀態，報警信息

4 應用特點

基于LK系列PLC的罐區儀表系統具有如下特點：
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穩定性、可靠性

系統采用和利時公司LK系列PLC，LK系列PLC主要針對中大型或對可靠性要求高的控制系統，產品設計借鑒了和利時公司DCS產品的成功經驗，在惡劣的工作環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，通過配置參數就可以很方便的實現PID運算功能。
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數據采集

實時、高精度、模擬信號采集經過PLC轉換再通過以太網傳送至上位機，采樣周期只有10ms
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輸出控制

專線油閥門開關，控制調節閥的開度、電機的啟停及各種狀態信息
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數據處理及計算能力

模擬輸入信號通過A/D轉換，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計功能
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畫面顯示功能

畫面顯示廠區總貌，各個單元的流程，閥門及泵的運行狀態，各種采信號的趨勢圖、棒圖、常用的數據表格等，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，顯示內容包括開關狀態、泵的運行停止及故障狀態、動態顯示各測量值。

通過上位機可以方便的查詢、統計歷史數據，保存歷史數據，并可以根據歷史數據預測相關量的趨勢曲線，根據用戶的需要可以提供報表功能，根據年月日的操作情況做成報表的形式，提供有效的技術參數。
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多級管理系統

根據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進行連接，詳細的操作記錄均可進行記錄，使管理更加科學有效。

5 結束語
化工罐區儀表控制系統在環境治理、科學管理上有著深遠的意義，此類系統也將成為控制領域新的方向。本系統已經投入實際運行，且性能穩定可靠，較好地滿足了控制過程中的控制與管理相結合的要求。其系統的安全可靠性和網絡互聯性方面獨到的優越性、友好性以及其自動化程度都達到了先進水平。技術指標也達到了設計要求，LK系列PLC以其高可靠性、易用性很好的完成了此系統的控制任務。

參考文獻
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