可编程自动化控制器在移动式输油管线中的应用

作者：时间：2012-09-20来源：网络收藏

1. 移动式输油管线自动控制系统重要性
移动式输油管线采用“泵泵”的密闭输送方式，全线成为一个统一的水力系统CONTROL ENGINEERING China版权所有，各个泵站机组工作互相牵制，单台机组的工作不稳定会造成全线震荡崩溃，系统控制的可靠性、调节的稳定性设计是一大难题。移动式输油管线常在一些小、远、散城市和乡镇使用，这些地区管路沿线没有现有通信手段可以利用，为短期输油临时架设的通信线路比较脆弱易遭受人为破坏。
综上分析移动式输油管线输送方式、使用条件和工作环境等特点，其自动控制系统首先必须以泵站机组就地控制为主控制工程网版权所有，通信依赖性强的集中或集散控制不可取;其次，地形不定、环境不定、任务不定、通信有限，也不宜采用复杂的非线性时变自适应控制系统。应采用分布式测控技术，成熟且应用广泛的PID调节和模糊控制技术。
本自控系统提出并实现“模糊控制加双位定值带状调节加比例积分”复合控制方式和“泵机组自动保护控制为主、输油工况自动调节为辅”、“进口压力双位定值带状调节为主、出口压力单边带保护调节为辅”调节原理，基于PC104的嵌入式低功耗加固计算机，使用National Instruments公司的FieldPoint数采单元，用该公司的图形化编程环境LabVIEW 编制监控软件，开发一种基于三级控制带有智能电调的自动控制系统，解决系统控制的可靠性、调节的稳定性设计难点。
2. 传统的控制方法
第一代移动输油管线泵机组自控装置采用单片机技术，硬件部分主要为自行设计制作的印刷板电路，因此控制的可靠性和调节的稳定性不是非常高;另外，当时管线系统通信手段非常落后，自动化需求不是非常迫切，设计自动化程度起点较低，具体表现在以下几方面：
(1)泵机组运行工况参数如发动机机油压力和冷却系统的温度、增速箱的温度等没有采集，不具备泵机组自动保护功能，泵机组运行时司泵员必须值班，且精神高度紧张丝毫不可懈怠;
(2)泵机组“就地控制”，没有信号远传功能，泵站值班室人员不能实时掌握泵机组工况;
(3)缺少对必要参数的检测，如流量等，无法对管线泄漏进行定位;
(4)挂车泵和油泵车燃油箱液位靠人工目测加油，加冒油现象时有发生;
(5)传统控制系统采用定值单点或双位极限控制方式的弊端--在定值左右或双位极限易引起频繁调节，导致系统振荡不稳。
第一代移动式输油管线泵机组自控装置无法满足机动、实际使用条件、环境等需要。
3. 自动控制系统的结构
结合本项目的特点，以及系统使用的实际情况，我们用虚拟仪器系统技术组建了现代化的自动控制系统。
移动式输油管线自动控制系统分为三级，如图1所示：
第一级具有升、降、启、停等功能。
第二级具有工作参数设定、信号实时采集、信号处理、计算、显示、调节、控制、判断、事故报警。
第三级具有信息收发、显示、存储、打印、远程控制等功能。

图1：系统三级控制