基于PLC控制的储罐操作安全技术探索

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【摘要】在输油站库储罐流程操作较频繁，在站库自动化控制系统的基础上，为进一步提高阀组远程倒罐的安全可靠性，本文提出一种基于plc的流程远程切换联锁保护系统设计与实现。优化了站库的自动化控制系统，提高了储罐操作的安全性，为储油罐安全运行提供保障。

【关键词】PLC 安全技术 储罐

输油站库是用来储存、接收、计量和输转油品的站库。作为油品储存设施储油罐收发作业流程操作较频繁，随着自动控制水平的不断发展，油罐收发流程阀门大量应用可远程操作电动执行机构。如何实现自动化控制，避免储罐操作的误操作，对输油站库安全平稳运行及提高工作效率有着十分重要的意义。

1 现状介绍

油库主要担负着原油计量及外输的任务。某站库有1万方外浮顶储油罐4座。有G11、G21、G31、G41为进油阀，G10、G20、G30、G40为出油阀。使用IK系列电动执行结构，开关指令、阀位状态、开度信号等都远传至中控室西门子PLC，储油罐的高液位和低液位实现了自动报警。中控室值班人员能够通过远程控制实现来油和外输原油的倒罐操作。

目前油库基本实现数据的自动采集与控制，但是安全系数低，在特殊情况下存在安全隐患，调度人员在远程操作流程时可能出现开错、关错阀门，开、关阀门顺序颠倒的失误，造成憋压或抽空。

2 系统设计

对该油库的自动化控制系统进行优化，实现进出油阀组远控倒罐的自动联锁保护。利用油库现有的西门子PLC编程组态，阀门控制信号接入西门子信号I/O模块，使用西门子STEP7编程语言编程，为控制阀门开关增加限制条件语句，并利用WINCC组态软件组态控制画面，实现远控进出油阀组倒罐的联锁保护。

3 系统实现

在站库倒罐流程切换时，必须严格遵循“先开后关”的原则，即：倒进油罐时，先开低液位罐进口阀门，后关高液位罐出口阀门；倒外输油罐时，先开高液位罐出口阀门，后关低液位罐出口阀门，以免造成憋压或抽空。依据该原则，倒进油罐时，G11、G21、G31和G41四个进油阀当中必须保证至少有其中一个阀门开着。倒外输油罐时，四个出油阀G10、G20、G30和G40中也必须保证至少有一个出油阀开着。进出油阀门需在满足联锁保护条件和阀门开关顺序的情况下才能操作。

3.1 下位机编程

在下位机编程中，使用西门子Step7编程软件，采用梯形图语言，通过连线把PLC指令的梯形图符号连接在一起，用以表达所使用的PLC指令及其前后顺序。

原油进（出）油管线必须保证至少有一个进（出）油阀门处于开状态，也就是说，进（出）油管线的四个进（出）油阀中有三个阀门同时处于关状态时，处于开状态的进（出）油阀不能被关掉，那么隐藏该阀门的关按钮就实现了联锁保护。设计流程如图所示。

按照流程图，在主程序OB1中，增加条件语句实现联锁保护功能。3.2 上位机组态

利用WinCC的图形编辑器，对过程画面进行动态编辑。分别在计量间的G10，G11，G20，G21，G30，G31，G40和G41阀门控制画面中，对“关”按钮进行属性编辑。当“关”按钮的动态属性中，真值对应的显示状态即为否，关按钮不显示，从而实现了倒罐流程切换的自动联锁保护。

4 系统应用

我们在油库中控室进行系统安装。当需要进行储罐流程操作时，值班人员可以在中控室通过点击阀门的“开”和“关”按钮实现流程的远程切换。如下图2所示。

如果值班人员在没有开启其他储油罐的进出油管线阀门之前，该储油罐“关”按钮不显示，不能执行关操作。如下图3所示：

值班人员只有在开启其它储油罐的阀门后，储油罐的出油阀的“关”按钮才能显示，可以执行关操作。避免了值班人员在流程切换远程操作时的误操作，减少管线憋压或泵抽空的可能性。

5 结束语

通过现场调试，油库储罐操作联锁保护系统运行正常。实现倒罐流程切换的联锁保护，最大限度地避免生产运行中的人为不安全因素，消除了事故隐患，确保了输油生产安全高效运行。同时有效地优化了油库的自动化控制系统，使整个油库的自动控制应用水平提高等级，提高油库的管理水平。建立的储罐操作联锁保护模式，为输油站库的自动化管理提供了理论和实践经验。

参考文献

[1] 李长久.PLC原理及应用[M].北京，机械工业出版社，2006.8

作者简介

耿波（1974-），大学学历，工程师，男，胜利油田分公司油气集输总厂。