西门子6ES7322-5FF00-0AB0接线方式

介绍了可编程序控制器(PLC)在石油环道试验系统控制中的应用，叙述了系统的硬件构成和软件设计的基本情况。实际运行表明，该系统能够在模拟现场条件下对原油输送的各种参数进行采集，并能横拟实际赣油管道的运行。

　　石油管道运输的原油品质差异较大，输送要求的各种参数不近相同。为此要在接近实际工况的条件下建立现场试验环道，测定原油各项输送参数，以保证原油经管道的正常输送。采用可编程序控制器(PLC)作为现场试验环道的控制设备，采集各种参数.发出不同的控制指令，保证现场试验环道的运行，同时又不会影响实际输油管道的正常运行。

　　一、环道系统概况及功能

　　为了进行原油流变性、原漓降温输送、原油结蜡及输油管道停输再启动的研究”’，在实际输油管道的某输油泵站建立现场试验环道，对实际输油管道的各种工艺流程进行模拟，并采集温度、压力、流量等数据。通过试验数据可以对原油流变性、降温输送、原油结蜡进行定量分析，为管道的停输再启动提供模拟计算结果。

　　现场试验环道由直径为300 mm和150 mm两套环路系统构成，设计压力均为4.0 MPa，可分别进行各项测试。整个系统的控制点有电动球阀16个，电动闸阀4个，开度可控电动闸阀3个，变频器，螺杆泵，搅拌器各l台l需要采集的信号点有压力、压差共12个点，温度56个点，液位1个点，流量2个点，系统能够完成9个不同的工艺流程。现以直径为150 mm的管道自循环流程为例进行工艺流程的试验(见图1)。

　　l、流程要求

　　启动环道动力设备螺杆泵15401，抽取罐G301中原油，使原油在自闭合的环道中往复流动。依靠泵的电机转速控制环道内原油的流量。其中311、401、512、514、313为手动阀，402为止回阀，711为铡温阕，403、408、51l、513、611、612、621、623为电动球阗(开、关控制)，301、404、405、407为电动平板阀(开、关、停三种控制)功能。流程启动时PLC控制301、403、404、405、407、408、5ll、611、612、513、623，621阀全开，在自循环流程进行中可通过对405，404、407周的开度来控制调节热媒流量，从而控制原油温度。通过对301阀的开度来控制调节油的流量。在流程进行中需要采集测试管段的温度与压力参数，包括TE501、TE503、TESll、TE513、PT501、PT503、PT511、PT513、PDT502、PDT512。

　　另外，还需要采集罐内温度、泵前后压力、换热器前后的压力和温度、热媒温度和压力等技术参数。其它直径为150 mm管道的流程包括旁接流程、清管流程、倒罐流程、进油流程以及高压泻放流程。直径为300 mm管道的流程与此类似。

　　2、整个系统的要求

　　接受上位计算机的命令，各个流程间能够无冲击的相瓦切换，采集83个模拟信号并传给上位计算机，对故障进行报警处理。对电动阀、搅拌机、螺杆泵、变频器进行控制和信号显示，对上位计算机是透明的。

　　二、环道系统的设计

　　1、环道系统硬件设计

　　采用美国ROCKWELL公司生产的Control—Logix系列PLC控制系统，并设计有双机热备功能。同时还采用了高速传送、实时I/O的控制网络(ControlNet)通信技术，实现了过程数据采集、实时传输和过程控制，增强了PLC系统的扩展性和数据采集的实时性。图2为硬件系统结构图。

　　该系统中配置了2个相同的CPU模块和2个SRM热备模块(用光纤连接)，用于实现双机热备，切换时间为80～220 ms。4块CNBR模块和1块PCIC卡，用于组成ControlNet通信网，网络介质为同轴电缆。6块数字量输出模块共96点、9块数字量输入模块共144点，主要用于电动阀的数字量输入和数字量输出。6个RTD模块、4个模拟量输入模块用于采集温度、压力、流量、液位、变频器和部分电动阀状态等参数。1块模拟量输出模块用于控制变频器和开度可控电动阀。整个系统的数字量输入与输出、模拟量输人与输出共320多点，同时还要完成3个闭环的P1D控制功能。

　　2、系统软件的设计

　　PLC软件的设计采用ROCKWELL公司的RSLogix5000软件，它是专门用于ControlLogix系列PLC组态、编程、监控的软件。可以离线编程，编程完成后可通过上位机与PLC相连的ControlNet网络下载到PLC的CPU中。

　　PLC的软件采用结构化设计，主要包括主程序、初始化、复位、报警和显示、数据处理和9个流程子程序。主程序在不同条件下调用不同的子程序，完成PLC控制系统的功能。程序流程见图3。

　　本系统在现场投入运行后，能满足初始设计的要求，并正常测试原油的各项参数，利用相关的软件和测出的参数可计算出原油输送的佳条件，并能模拟真实输油管道的运行情况，形成了一个功能强大的现场试验环道