朱曉利

【摘 要】跟隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，中國許多大中城市的郊區(qū)地帶或是中小鄉(xiāng)鎮(zhèn)，為了能將能源緊缺的狀況緩解，同時(shí)也為了將周圍的大氣環(huán)境改進(jìn)，其逐步加強(qiáng)了對(duì)輕烴燃?xì)庹镜慕ㄔ臁］p烴燃?xì)庹局饕沁\(yùn)用油氣田或是煉油廠的烷烴作為燃料，經(jīng)過加工產(chǎn)生一種混合型的可燃?xì)怏w，再將這種可燃?xì)怏w經(jīng)過管道傳輸提供給鄉(xiāng)鎮(zhèn)的居民、賓館、餐飲業(yè)或是工業(yè)鍋爐等進(jìn)行運(yùn)用。輕烴燃?xì)庹镜墓庀到y(tǒng)主要是將液態(tài)的輕烴作為質(zhì)料，運(yùn)用物理方法將其進(jìn)行氣體，使得制氣及混氣的進(jìn)程能一次性完結(jié)，最后經(jīng)過專門的輸配管網(wǎng)將可燃?xì)怏w送到各家各戶或是需要用上這種氣體的鄉(xiāng)鎮(zhèn)其他職業(yè)?，F(xiàn)在此系統(tǒng)在許多當(dāng)?shù)囟嫉玫搅藦V泛的運(yùn)用。實(shí)習(xí)表明，此氣體的運(yùn)用不僅對(duì)環(huán)境起維護(hù)作用，并且相對(duì)來說也對(duì)比經(jīng)濟(jì)。可是，許多當(dāng)?shù)卦谶\(yùn)用的進(jìn)程傍邊呈現(xiàn)供氣不穩(wěn)定的狀況，使得用戶的運(yùn)用作用受到影響，而其中最大原因即是供氣濃度的不穩(wěn)定。針對(duì)這種狀況，中國業(yè)界人士不斷研究其處理辦法。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，可將可編程的控制器（PLC）運(yùn)用于輕烴燃?xì)庹镜淖詣?dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中。

【關(guān)鍵詞】PLC；輕烴燃?xì)庹?；自?dòng)控制

引言

21世紀(jì)，能源與環(huán)境保護(hù)是人類社會(huì)共同面臨的主要難題。為突破能源的限制并盡可能地保護(hù)環(huán)境，部分地區(qū)在城市郊區(qū)或城鄉(xiāng)地區(qū)建立輕烴燃?xì)庹咀鳛槿藗兩a(chǎn)、生活的熱能來源的重要補(bǔ)充。

輕烴燃?xì)庹臼褂糜蜌馓?、煉油廠的液態(tài)烷烴為原料，采用純粹的物理氣化工藝混合生產(chǎn)可燃?xì)怏w，再通過輸配管網(wǎng)輸送到使用者手中。由于生產(chǎn)工藝簡單，燃?xì)馊紵螽a(chǎn)生的生成物主要為水和二氧化碳，對(duì)周圍大氣的污染程度較少，環(huán)保效果和經(jīng)濟(jì)效益較好，所以廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)居民生活、賓館餐飲和工業(yè)鍋爐等方面。但由于供氣濃度波動(dòng)較大，在實(shí)際使用過程中經(jīng)常發(fā)生供氣指數(shù)不穩(wěn)定，用戶使用效果不理想等問題。針對(duì)這個(gè)問題，作者通過可編程控制器（PLC）并輔以相關(guān)外圍設(shè)備，組建了輕烴燃?xì)庹咀詣?dòng)控制系統(tǒng)。經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)供氣站無人值守、供氣性能穩(wěn)定的目標(biāo)。

1供氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成和工作原理

圖1為輕烴燃?xì)庹竟庀到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。從圖1可以看到，作為原料的輕烴油先從油罐進(jìn)入氣化罐，和來自空氣罐的空氣混合，然后進(jìn)入混合罐進(jìn)一步混合，再經(jīng)緩沖罐進(jìn)入用戶網(wǎng)絡(luò)。供氣站通過對(duì)氣化罐輕烴油的進(jìn)油量和空氣進(jìn)氣量的控制，調(diào)整氣化罐內(nèi)燃?xì)鈮毫驮嫌鸵何?，通過對(duì)從氣化罐到混合罐的氣體量和空氣罐到混合罐的空氣量進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)混合罐內(nèi)的輕烴燃?xì)獾膲毫蜐舛鹊目刂?，確保用戶端燃?xì)鈮毫蜐舛确€(wěn)定維持在一定范圍內(nèi)，從而達(dá)到滿足用戶使用要求的目的。

圖1

2輕烴燃?xì)庹咀詣?dòng)供氣控制系統(tǒng)

PLC采用微機(jī)制造工藝生產(chǎn)，具有自動(dòng)控制功能，結(jié)合順序控制和回路調(diào)節(jié)兩種方法，能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯判斷、定時(shí)、記憶和算術(shù)運(yùn)算等功能。由于PLC具有較強(qiáng)的抗干擾能力和環(huán)境適應(yīng)性，以其為自動(dòng)控制系統(tǒng)主體單元可以保證系統(tǒng)的可靠性。依據(jù)燃?xì)庹揪唧w情況，控制系統(tǒng)采用了SIMATIC$7-200可編程控制器作為自動(dòng)控制系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的主要單元，并配有開關(guān)量輸入、輸出，模擬量輸入（A/D）等模塊。基于便于操作管理的考慮，本系統(tǒng)采用中文顯示界面。

2.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作流程

圖2為自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作流程。本系統(tǒng)以SIMATIC$7-200型PLC為核心，輸入輸出模塊負(fù)責(zé)控制核心與外部設(shè)備的信息傳遞，外部設(shè)備負(fù)責(zé)指令執(zhí)行和信息采集。

三者協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)供氣系統(tǒng)的自動(dòng)控制。（1）模擬量輸入。模擬量指的是供氣系統(tǒng)中線性變換的物理參數(shù)，包括氣化罐內(nèi)的原料油液位、氣體壓力，混合罐內(nèi)的氣體壓力、燃?xì)鉂舛鹊葏?shù)。由于這些參數(shù)經(jīng)相應(yīng)傳感器采集并由功率變送器轉(zhuǎn)換后，以0至5伏電流的模擬信號(hào)形式傳送到A/D模塊各通道，所以稱為模擬信號(hào)。

（2）開關(guān)量輸入。空氣壓縮機(jī)和各部位電磁閥的手動(dòng)控制開關(guān)情況、氣體過壓、燃?xì)饴獾裙收闲盘?hào)以開關(guān)量形式傳遞給控制單元。

（3）開關(guān)量輸出。開關(guān)量輸出主要指從控制單元傳遞給各外部設(shè)備執(zhí)行的指令信息，一般包括空壓機(jī)啟停、相應(yīng)電磁閥的啟停以及故障報(bào)警拉閘等信號(hào)。

圖2

2.2控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)采用PLC實(shí)時(shí)測(cè)控軟件，以梯形圖邏輯進(jìn)行控制。（1）系統(tǒng)循環(huán)主程序模塊。該模塊式PLC啟動(dòng)后第一個(gè)執(zhí)行的程序。程序由內(nèi)部初始化開始，隨后進(jìn)行空氣壓力、燃?xì)鈮毫?、燃?xì)鉂舛?、原料油液位等參?shù)的巡回檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果反饋給PLC和預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，然后根據(jù)對(duì)比的結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)啟停操作。如果實(shí)際參數(shù)大于允許范圍就會(huì)進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)進(jìn)入故障服務(wù)程序。（2）中文顯示子程序模塊。該程序的主要功能是設(shè)置各參數(shù)閥值和顯示信息。該程序的編制工作可以使用SIMATIC$7-200軟件的編程向?qū)硗瓿伞?/p>

2.3系統(tǒng)測(cè)試精度和技術(shù)特點(diǎn)

（1）精度較高。燃?xì)鉂舛群蜌怏w壓力的控制誤差不超過1.5%，原料油液位控制誤差不超過1.0%。（2）模塊化設(shè)計(jì)?？筛鶕?jù)氣站具體規(guī)模調(diào)整，適用性較為廣泛。（3）使用簡便，便于維護(hù)。（4）軟硬件抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)整體的運(yùn)行可靠性較為突出。（5）基于PLC的通訊功能，可實(shí)行遠(yuǎn)程通訊監(jiān)視和控制。

結(jié)束語

PLC即可編程的控制器，將其及其有關(guān)的外圍設(shè)備可構(gòu)成一套微機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。將其運(yùn)用于輕烴燃?xì)庹镜淖詣?dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中，不只完成了對(duì)輕烴燃?xì)庹镜淖詣?dòng)控制，并且通過一段時(shí)間的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其穩(wěn)定性及安全性也十分高，其可在供氣站無人值守的狀況下將供氣的狀況穩(wěn)定下來，保證了居民的使用效果，同時(shí)也節(jié)省了很大一部分的人力和物力，并使得設(shè)備的安全可靠性及高運(yùn)轉(zhuǎn)的高效性得到保證。不只如此，此系統(tǒng)的運(yùn)用還將進(jìn)步了輕烴燃?xì)庹镜淖詣?dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行精度，并改進(jìn)了其供氣質(zhì)量，使得該項(xiàng)技能得以廣泛推行。隨著經(jīng)濟(jì)地進(jìn)一步發(fā)展，科學(xué)技能的不斷進(jìn)步，PLC及其配套設(shè)備在對(duì)輕烴燃?xì)庹咀詣?dòng)控制系統(tǒng)中的運(yùn)用將會(huì)得到更大的推行，帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，不只給中國大眾的日子帶來便利，并且在很大程度上也會(huì)促進(jìn)了中國經(jīng)濟(jì)的開展與技能的前進(jìn)，提高中國的綜合國力。

參考文獻(xiàn)：

[1]李安靜.輕烴燃?xì)庖粴舛嘤玫奶接慬J].山西建筑，2012.

[2]趙東偉.對(duì)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)可靠性的探討[J].化工質(zhì)量.2012（05）

[3]陶海燕.PLC在鋼管冷拔機(jī)電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].鋼管.2010（06）

[4]賈振航.新型液體燃料——輕烴燃?xì)狻鄭u海爾國際培訓(xùn)中心輕烴替柴油成功經(jīng)驗(yàn)[J].節(jié)能與環(huán)保.2013（09）