可編程自動(dòng)化控制器在移動(dòng)式輸油管線(xiàn)中的應用
加入技術(shù)交流群
移動(dòng)式輸油管線(xiàn)采用“泵泵”的密閉輸送方式，全線(xiàn)成為一個(gè)統一的水力系統CONTROL ENGINEERING China版權所有，各個(gè)泵站機組工作互相牽制，單臺機組的工作不穩定會(huì )造成全線(xiàn)震蕩崩潰，系統控制的可靠性、調節的穩定性設計是一大難題。移動(dòng)式輸油管線(xiàn)常在一些小、遠、散城市和鄉鎮使用，這些地區管路沿線(xiàn)沒(méi)有現有通信手段可以利用，為短期輸油臨時(shí)架設的通信線(xiàn)路比較脆弱易遭受人為破壞。
綜上分析移動(dòng)式輸油管線(xiàn)輸送方式、使用條件和工作環(huán)境等特點(diǎn)，其自動(dòng)控制系統首先必須以泵站機組就地控制為主控制工程網(wǎng)版權所有，通信依賴(lài)性強的集中或集散控制不可取;其次，地形不定、環(huán)境不定、任務(wù)不定、通信有限，也不宜采用復雜的非線(xiàn)性時(shí)變自適應控制系統。應采用分布式測控技術(shù)，成熟且應用廣泛的PID調節和模糊控制技術(shù)。
本自控系統提出并實(shí)現“模糊控制加雙位定值帶狀調節加比例積分”復合控制方式和“泵機組自動(dòng)保護控制為主、輸油工況自動(dòng)調節為輔”、“進(jìn)口壓力雙位定值帶狀調節為主、出口壓力單邊帶保護調節為輔”調節原理，基于PC104的嵌入式低功耗加固計算機，使用National Instruments公司的FieldPoint數采單元，用該公司的圖形化編程環(huán)境LabVIEW 編制監控軟件，開(kāi)發(fā)一種基于三級控制帶有智能電調的自動(dòng)控制系統，解決系統控制的可靠性、調節的穩定性設計難點(diǎn)。
2. 傳統的控制方法
第一代移動(dòng)輸油管線(xiàn)泵機組自控裝置采用單片機技術(shù)，硬件部分主要為自行設計制作的印刷板電路，因此控制的可靠性和調節的穩定性不是非常高;另外，當時(shí)管線(xiàn)系統通信手段非常落后，自動(dòng)化需求不是非常迫切，設計自動(dòng)化程度起點(diǎn)較低，具體表現在以下幾方面：
(1)泵機組運行工況參數如發(fā)動(dòng)機機油壓力和冷卻系統的溫度、增速箱的溫度等沒(méi)有采集，不具備泵機組自動(dòng)保護功能，泵機組運行時(shí)司泵員必須值班，且精神高度緊張絲毫不可懈怠;
(2)泵機組“就地控制”，沒(méi)有信號遠傳功能，泵站值班室人員不能實(shí)時(shí)掌握泵機組工況;
(3)缺少對必要參數的檢測，如流量等，無(wú)法對管線(xiàn)泄漏進(jìn)行定位;
(4)掛車(chē)泵和油泵車(chē)燃油箱液位靠人工目測加油，加冒油現象時(shí)有發(fā)生;
(5)傳統控制系統采用定值單點(diǎn)或雙位極限控制方式的弊端--在定值左右或雙位極限易引起頻繁調節，導致系統振蕩不穩。
第一代移動(dòng)式輸油管線(xiàn)泵機組自控裝置無(wú)法滿(mǎn)足機動(dòng)、實(shí)際使用條件、環(huán)境等需要。
3. 自動(dòng)控制系統的結構
結合本項目的特點(diǎn)，以及系統使用的實(shí)際情況，我們用虛擬儀器系統技術(shù)組建了現代化的自動(dòng)控制系統。
移動(dòng)式輸油管線(xiàn)自動(dòng)控制系統分為三級，如圖1所示：
第一級具有升、降、啟、停等功能。
第二級具有工作參數設定、信號實(shí)時(shí)采集、信號處理、計算、顯示、調節、控制、判斷、事故報警。
第三級具有信息收發(fā)、顯示、存儲、打印、遠程控制等功能。
圖1：系統三級控制
4. 硬件設計
基于虛擬儀器技術(shù)的系統硬件結構主要分為六部分：(1)傳感器/變送器(2)FieldPoint數采單元(3)嵌入式計算機(4)執行器單元(5)開(kāi)關(guān)操作面板(6)儀表顯示
第一：傳感器或變送器
第二：FieldPoint數采單元
數采單元工作原理見(jiàn)圖2
圖2：數采單元工作原理圖
第三：嵌入式計算機
開(kāi)發(fā)研制抗震動(dòng)、抗沖擊、基于PC104的嵌入式低功耗加固計算機，如圖3所示，具有就地控制、顯示、處理、遠程通信等功能。
評論