基于PLC的油料储运监控系统的设计与实现

　　可编程控制器(PLC)是以微处理器技术为基础，综合计算机技术和自动控制技术发展起来的一种新型工业控制器，广泛应用于工业控制的各个领域。在现代化的工业生产设备中，有很多数字量及模拟量的控制装置，例如电机的起停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等，在工业现场中采用可编程序控制器(PLC)解决自动控制问题已成为最有效的力式之一。本文以油料储运监控系统为背景，介绍了基于PLC的油料储运监控系统的设计方案、系统组成、控制方式与通讯网络，对于推动PLC技术的应用有一定的现实意义。

　　1 引言

　　油库中油料储存罐和输油管道所使用的各种控制阀门是油料储运过程中必不可少的现场仪表，其智能化程度的高低、所含信息的多少和对故障的诊断与容错能力直接影响到数据采集与监控系统的可靠性、稳定性和易用性。通常库区中的控制阀数量众多且分散，普通的控制阀所含信息量少而布线繁多，这在一定程度上使库区监控系统的设计复杂化。该系统采用英国Rotork公司的智能电动阀及其主站控制器和3级故障显示报警系统，大大简化了监控系统的复杂设计，而且借助其丰富的诊断信息和对故障的容错能力，使系统的可靠性得以提高。

　　2 监控系统的硬件实现

　　2.1 Rotork智能阀控制设备

　　Rotork智能阀控制设备是一个阀门数据采集、监视与控制系统，它由一台主站控制器和与它相连的现场电动阀组成。主站控制器通过一条两线电流环路可以控制挂于环路上的多达240个现场控制阀，该电流环路可长达20 km。

　　现场电动阀的智能化程度较高，其内部含有丰富的数据和诊断信息。但最主要的特点是多个智能阀仅通过两线互联成一个环路，最终接入主站控制器的只有起始和末端两线，所有阀门信息通过两线通讯进入主站控制器。现场电动阀还具有线路故障屏蔽功能，当环路出现开路、短路或接地故障时，智能阀可以将故障端的线路屏蔽掉，使主站控制器仍能与线路上的所有智能阀通讯而不受影响，同时将故障信息发给主站控制器。其两线屏蔽原理如图1所示。

　　图1 故障屏蔽原理

　　正常操作情况下，通讯电流信号沿环路的一条线从主站控制器的端口A流出，经该环路从端口B流回。此时，另一条线路是冗余的。当有一处线路发生故障时，该处故障线路被阀门屏蔽，故障线路两边的智能阀可通过各自的环路与主站控制器通讯;当有两处线路发生故障时，这两处故障之间的智能阀都被屏蔽，两处故障之外的智能阀依然可以通过两“臂状”环路与主站控制器通讯。