王 林

（上海冠卓企業(yè)發(fā)展有限公司，上海201508）

0 引言

組態(tài)軟件和PLC的應(yīng)用使得工業(yè)設(shè)備具有了數(shù)據(jù)采集、分析、應(yīng)激處理的能力，能夠全天候進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，極大地推動了工業(yè)生產(chǎn)朝著自動化的方向發(fā)展。工業(yè)生產(chǎn)自動化不僅能夠提高工業(yè)生產(chǎn)效率，降低用人成本，還能夠?yàn)樯a(chǎn)過程的安全提供保障，是未來工業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)展的趨勢。

1 組態(tài)軟件和PLC

1．1 組態(tài)軟件

組態(tài)軟件是一種能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制的系統(tǒng)軟件，它能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行采集，并監(jiān)視數(shù)據(jù)運(yùn)行，同時制定相關(guān)觸發(fā)條件，當(dāng)數(shù)據(jù)的運(yùn)行滿足了觸發(fā)條件時，組態(tài)軟件將自動作出相應(yīng)的控制手段，是一款實(shí)現(xiàn)自動監(jiān)控的專用軟件，在自動控制系統(tǒng)中，組態(tài)軟件是屬于監(jiān)控層這一級別。組態(tài)軟件可以根據(jù)用戶的需求，自由進(jìn)行組態(tài)，這種靈活的方式，可以使得用戶迅速完成工業(yè)自動控制系統(tǒng)中監(jiān)控功能的搭建工作。組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，尤其是對電力系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、石油化工等領(lǐng)域，組態(tài)軟件具有十分重要的意義，不僅可以利用采集到的信息為其提供理論依據(jù)，保證其高效運(yùn)行；而且其監(jiān)控功能，也使得這些領(lǐng)域的安全性有了保障。

1．2 PLC

PLC全名為可編程邏輯控制器，是用于工業(yè)設(shè)備自動化控制的“微型計算機(jī)”，它的基本結(jié)構(gòu)包括電源系統(tǒng)、CPU、RAM、輸入輸出接口電路、功能模塊、通信模塊等。其中CPU是PLC系統(tǒng)的核心處理器；RAM是用來儲存采集、分析、處理等的數(shù)據(jù)；功能模塊是PLC系統(tǒng)的特色所在，通過編寫程序?qū)崿F(xiàn)各種功能（如計數(shù)、定位等）；通信模塊是用來對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，為共享與交流提供方便。PLC系統(tǒng)的工作原理主要分為3個階段，即采樣的輸入、執(zhí)行相應(yīng)的用戶程序以及輸出刷新。一個掃描周期就是按照順序完成一次以上的3個工作。將PLC應(yīng)用在機(jī)械電氣控制裝置中，在它運(yùn)行時，PLC的CPU就會保持一定的運(yùn)行速度不停地完成一個個掃描周期，自動地、連續(xù)地、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)裝置的預(yù)定功能。PLC是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化控制的重要組成元素之一。

總而言之，將組態(tài)軟件和PLC組合應(yīng)用到傳統(tǒng)的機(jī)械生產(chǎn)過程中，能夠?qū)⑵涓脑斐蓹C(jī)械自動化生產(chǎn)過程，不僅極大地解放了人力資源，降低了生產(chǎn)成本，而且提高了生產(chǎn)效率，除了必要的維護(hù)，自動化控制系統(tǒng)能夠全天候運(yùn)作，極大地提高了生產(chǎn)效益。

2 組態(tài)軟件和PLC在石油化工碼頭安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

在石油化工碼頭上，因?yàn)槭突ぎa(chǎn)品具有極高的危險性，所以需要對裝卸、運(yùn)輸、保存全過程進(jìn)行安全監(jiān)控，從而使得發(fā)生事故時能夠第一時間進(jìn)行預(yù)警，并采取應(yīng)急措施，保障人員安全和碼頭的經(jīng)濟(jì)效益，而利用組態(tài)軟件和PLC打造的安全監(jiān)控系統(tǒng)能夠很好地解決這一問題。

2．1 裝卸監(jiān)控

石油化工碼頭需要裝卸的產(chǎn)品通常分為兩類，即石油與危險物品，這兩類產(chǎn)品需要在不同區(qū)域進(jìn)行裝卸?；ぎa(chǎn)品通常具有易燃、易爆、有毒等特性，所以在裝卸過程中要嚴(yán)密監(jiān)控其各項(xiàng)指標(biāo)，如危險氣體濃度、溫度等。利用各種傳感器對以上因素進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，利用組態(tài)軟件和PLC的功能對數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)危險氣體濃度超標(biāo)，說明在裝卸過程中存在泄露，監(jiān)控系統(tǒng)能夠在第一時間發(fā)出警告，提醒工作人員進(jìn)行撤離，并對超標(biāo)區(qū)域進(jìn)行標(biāo)注，方便相關(guān)人員第一時間控制事故規(guī)模；當(dāng)溫度超標(biāo)時，說明不宜進(jìn)行易燃易爆產(chǎn)品的裝卸工作，避免因高溫引發(fā)的爆炸事故。組態(tài)軟件和PLC在裝卸監(jiān)控中可以進(jìn)行分級報警，即根據(jù)不同的指標(biāo)觸發(fā)不同等級的報警，并采取相應(yīng)的安保措施。

2．2 運(yùn)輸監(jiān)控

危險物品在進(jìn)行運(yùn)輸時通常是采取車輛運(yùn)輸，而石油在運(yùn)輸時則是依靠管道運(yùn)輸，所以針對不同的運(yùn)輸方式，組態(tài)軟件和PLC能夠提供不同的監(jiān)控服務(wù)。

2．2．1 車輛運(yùn)輸監(jiān)控

危險物品在進(jìn)行車輛運(yùn)輸時，如果因?yàn)樾旭偮窂藉e誤（在顛簸路面行駛）、車輛超速、越界等，會導(dǎo)致交通意外、危險品泄漏等事故，所以需要利用組態(tài)軟件和PLC對運(yùn)輸車輛的行駛路徑、行駛速度、是否越界、車廂內(nèi)危險氣體濃度等進(jìn)行監(jiān)測，通過GPRS來完成數(shù)據(jù)的傳輸與接收，當(dāng)車輛偏離路徑、超速、越界，或者車廂內(nèi)危險氣體濃度超標(biāo)，系統(tǒng)將向駕駛?cè)藛T發(fā)布警告，并自動分析周邊的應(yīng)急站、消防設(shè)施、道路情況等，制定最佳救援方案。

2．2．2 管道運(yùn)輸監(jiān)控

石油在進(jìn)行管道運(yùn)輸時，因?yàn)楣艿婪笤O(shè)過長，所以容易發(fā)生管道泄漏，而且排查故障段和故障原因較為困難，加大了檢修難度。故而需要利用組態(tài)軟件和PLC對石油管道的健康狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，主要包括管道是否腐蝕、損壞、管道內(nèi)壓力、溫度、流量等，當(dāng)出現(xiàn)異常狀態(tài)時，系統(tǒng)會第一時間發(fā)現(xiàn)，并對故障段進(jìn)行準(zhǔn)確定位，幫助維修人員鎖定檢修范圍，并為維修人員提供故障分析，極大地縮減了排查時間，提高了檢修效率。

2．3 倉庫監(jiān)控

石油與危險物品的保存方式雖然略有不同，但是監(jiān)控方案大體相同。為了避免倉庫在保存過程中出現(xiàn)泄漏、爆炸、破壞、偷盜等事故，需要利用組態(tài)軟件和PLC對倉庫進(jìn)行全方位無死角的覆蓋監(jiān)控。主要監(jiān)控內(nèi)容是溫度、濕度、危險氣體濃度等，并設(shè)置紅外線報警、監(jiān)控錄像等，當(dāng)倉庫中出現(xiàn)異常狀況，系統(tǒng)將根據(jù)不同指標(biāo)進(jìn)行不同等級的報警，并采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，通知相關(guān)的人員前往現(xiàn)場處理。

3 組態(tài)軟件和PLC在石油化工碼頭安全監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用的效果

3．1 節(jié)省人力資源

由組態(tài)軟件和PLC打造的石油化工碼頭安全監(jiān)控系統(tǒng)具有高度智能化、自動化，能夠極大地解放人力資源。傳統(tǒng)監(jiān)控手段，往往需要多人監(jiān)控同一區(qū)域，整個石油化工碼頭的裝卸、運(yùn)輸和保存需要大量監(jiān)控人員，而應(yīng)用組態(tài)軟件和PLC打造的監(jiān)控系統(tǒng)，只需要極少的人手就能夠應(yīng)付所有工作，甚至在無人時也可以實(shí)現(xiàn)自動預(yù)警，并采取應(yīng)急措施。

3．2 提高安全保障

由組態(tài)軟件和PLC打造的石油化工碼頭安全監(jiān)控系統(tǒng)大量使用傳感器設(shè)備，能夠全方位、無死角地對所有區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測，對溫度、濕度、壓力、流量、危險氣體濃度等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行即時監(jiān)控，如果發(fā)生事故，監(jiān)控系統(tǒng)能夠第一時間察覺，同時根據(jù)事故等級作出預(yù)警，為工作人員的安全提供了有力保障。同時對事故段進(jìn)行精準(zhǔn)定位，能夠提高檢修效率，防止事故規(guī)模擴(kuò)大。

3．3 保障經(jīng)濟(jì)效益

由組態(tài)軟件和PLC打造的石油化工碼頭安全監(jiān)控系統(tǒng)能節(jié)省人力、保護(hù)人員安全，控制事故規(guī)模，同時防止人為入侵倉庫進(jìn)行破壞和偷盜，相當(dāng)于保障了經(jīng)濟(jì)效益。對可能造成經(jīng)濟(jì)損失的事故進(jìn)行有效控制，就是對經(jīng)濟(jì)效益的有效保障：節(jié)省人力，縮減了聘請開支；人員安全，就不需要支付賠金；控制事故規(guī)模，能夠有效減少損失；防止入侵，保障了財產(chǎn)安全。

3．4 加強(qiáng)現(xiàn)代化管理

由組態(tài)軟件和PLC打造的石油化工碼頭安全監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)κ突ごa頭的裝卸、運(yùn)輸、保存全過程進(jìn)行全天候監(jiān)控，掌握石油化工碼頭的運(yùn)行狀況，為相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)提供全局調(diào)度的決策依據(jù)，便于領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)安排石油化工碼的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理。

4 結(jié)語

綜上所述，組態(tài)軟件和PLC的聯(lián)合使用，極大地促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)自動化的發(fā)展。由組態(tài)軟件和PLC打造的石油化工碼頭安全監(jiān)控系統(tǒng)，能夠節(jié)省大量的人力物力，使得裝卸、運(yùn)輸、保存全過程運(yùn)行得更有條理、更加安全，同時能夠?yàn)榇a頭的經(jīng)濟(jì)效益提供有力保障，使其不受嚴(yán)重?fù)p害，是碼頭進(jìn)行現(xiàn)代化管理的核心組成之一。

［1］孫海維．可編程控制器應(yīng)用［M］．北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，2006

［2］陳志文．組態(tài)控制實(shí)用技術(shù)［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009

［3］陳忠平，周少華，侯玉寶，等．PLC自學(xué)手冊［M］．北京：人民郵電出版社，2008