（一）概述

　　近幾年來(lái)，由于國(guó)家對(duì)天然氣氣田的開發(fā)利用，天然氣對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了巨大的拉動(dòng)作用，帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，由于天然氣熱值高、潔凈、無(wú)污染、無(wú)毒性、輸送方便，被稱為綠色能源，環(huán)保能源。
　　隨著燃油成本的提高和人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，車用壓縮天然氣（CNG）廣泛應(yīng)用在城市出租車、公交車及私家車輛上。目前一座標(biāo)準(zhǔn)的 CNG 加氣站主要由調(diào)壓計(jì)量、凈化系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng)、儲(chǔ)氣系統(tǒng)、CNG 售氣系統(tǒng)組成。
　　由壓縮機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和相關(guān)裝備構(gòu)成的天然氣壓縮機(jī)組，是天然氣加氣站整個(gè)工藝系統(tǒng)的核心部分，、也是重要設(shè)備之一。而壓縮機(jī)組的控制系統(tǒng)則是壓縮機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的中心樞鈕，控制著壓縮機(jī)組的正常運(yùn)行、自動(dòng)保護(hù)、及順序充氣等。
　　壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)的優(yōu)良直接影響到壓縮機(jī)組能否安全運(yùn)行，直接影響著壓縮天然氣生產(chǎn)的產(chǎn)量和效益問題。影響其安全生產(chǎn)的要素主要有壓縮機(jī)的超溫、超壓、斷水、斷油等因素。
　　隨著加氣站網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，加氣站對(duì)設(shè)備的要求越來(lái)越高，建設(shè)本質(zhì)安全性加氣站已成為未來(lái)加氣站生產(chǎn)建設(shè)的核心。設(shè)備不斷更新，不斷進(jìn)步，可靠性、易操作性、可監(jiān)視性、易維護(hù)性等已是最基本的要求了。用繼電器搭成的控制電路具有可靠性差、不易維護(hù)、不易監(jiān)視，已不能適應(yīng)當(dāng)前的要求。對(duì)安全生產(chǎn)也存在一些隱患。隨著電子技術(shù)、軟件技術(shù)、控制技術(shù)飛速發(fā)展，可編程控制器（PLC）發(fā)展迅猛，性能很高，價(jià)格較為合理，與繼電器搭的控制電路比具有非常大的優(yōu)勢(shì)，已大量運(yùn)用在天然氣壓縮機(jī)組上，大大提高了設(shè)備的安全、穩(wěn)定性。
　　（二）PLC 在天然氣壓縮機(jī)中的作用
　　可編程控制器（PLC）是一種新型的通用控制裝置，其將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)，具有功能強(qiáng)、通用靈活、可靠性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)性好、編成簡(jiǎn)單、使用方便、體積小、重量輕、功耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)。
　　1.天然氣加氣站工藝流程
　　原料氣經(jīng)過調(diào)壓、干燥處理后，將天然氣進(jìn)入壓縮機(jī)，對(duì)其壓縮增壓至 20MPa，通過順序控制盤依次向高、中、低壓地下儲(chǔ)氣井充氣，高壓地下儲(chǔ)氣井全部充滿后，壓縮機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)行。
　　CNG車輛來(lái)站充裝時(shí)，高壓地下儲(chǔ)氣井內(nèi)的高壓天然氣通過售氣機(jī)對(duì) CNG 車輛充裝。當(dāng)高壓地下儲(chǔ)氣井內(nèi)的天然氣過少，已經(jīng)不足以滿足CNG車輛的充裝時(shí)，壓縮機(jī)啟動(dòng)，在滿足CNG車輛充裝的同時(shí)向高壓地下儲(chǔ)氣井充氣，直至高壓地下儲(chǔ)氣井全部充滿后，壓縮機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)行。
　　2.PLC 在天然氣壓縮機(jī)控制功能和控制原理
　　采用可編程控制器（PLC）作為核心控制器，通過檢測(cè)儀器為 PLC 提供控制中所需要的信號(hào)參數(shù)對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行自動(dòng)巡回檢測(cè)控制。進(jìn)行監(jiān)控的主要參數(shù)有壓縮機(jī)進(jìn)氣壓力、壓縮氣缸溫度、潤(rùn)滑油壓力、溫度、電動(dòng)機(jī)溫度、循環(huán)水壓力、溫度；壓縮機(jī)排氣壓力、儲(chǔ)氣井高、中、低壓力檢測(cè)等參數(shù)。
　　（1）保護(hù)控制功能：①電機(jī)電流和電壓的檢測(cè)；②一二三四級(jí)缸油溫、油壓檢測(cè)；③一二三四級(jí)排氣溫度、壓力、電機(jī)溫度檢測(cè)；④進(jìn)氣壓力檢測(cè)；⑤儀表風(fēng)壓力檢測(cè)；⑥循環(huán)水溫度、壓力檢測(cè)；⑦儲(chǔ)氣井的壓力檢測(cè)；
　　（2）保護(hù)控制原理在啟動(dòng)主機(jī)之前先將進(jìn)氣閥門打開，壓力控制到正常起機(jī)壓力，首先打開油泵對(duì)壓縮機(jī)缸體進(jìn)行潤(rùn)滑、10s 后水泵起動(dòng)，當(dāng)起機(jī)條件滿足后，無(wú)故障信號(hào)，在控制面板允許啟機(jī)的指示燈會(huì)亮，可以進(jìn)行壓縮機(jī)的起動(dòng)，按下起機(jī)按鈕后，PLC 接收到指令，開始執(zhí)行運(yùn)行程序。電機(jī)采用無(wú)負(fù)荷起動(dòng)，當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn) 10s 后，進(jìn)氣電磁閥打開，壓縮機(jī)一、二、三、四級(jí)級(jí)間閥得電打開，壓縮機(jī)進(jìn)行正常運(yùn)行。PLC對(duì)所有現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，監(jiān)控各個(gè)數(shù)據(jù)有無(wú)異常。
　　當(dāng)水溫超過設(shè)定值時(shí)，風(fēng)扇起動(dòng)對(duì)循環(huán)水進(jìn)行冷卻。當(dāng)壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中，監(jiān)控參數(shù)有一個(gè)在設(shè)定范圍內(nèi)發(fā)生故障，PLC 會(huì)發(fā)出報(bào)警指令，提示工作人員注意參數(shù)變化異常。當(dāng)監(jiān)控處理數(shù)據(jù)當(dāng)?shù)酵C(jī)條件時(shí)，PLC 會(huì)立即發(fā)出停機(jī)指令，壓縮機(jī)在接收到 PLC 停機(jī)命令后，壓縮機(jī)主電機(jī)停止工作，同時(shí)關(guān)閉原料氣進(jìn)氣閥，壓縮機(jī)一、二、三、四級(jí)級(jí)間閥失電關(guān)閉。同時(shí)壓縮機(jī)停機(jī)泄壓閥得電打開，將壓縮機(jī)各級(jí)間壓力排出壓縮機(jī)。這時(shí)壓縮機(jī)油泵、循環(huán)水泵、風(fēng)扇將斷續(xù)工作，將壓縮機(jī)工作時(shí)油溫、水溫降到正常值后，將自動(dòng)停止工作。
　　壓縮機(jī)的操作指令均由控制器 PLC 發(fā)出，從本質(zhì)上，保障了壓縮機(jī)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。
　　（三）小結(jié)
　　通過 PLC 技術(shù)在天然氣壓縮機(jī)上的成功應(yīng)用，不僅解決了天然氣壓縮機(jī)系統(tǒng)存在的諸多問題，使得天然氣壓縮機(jī)的整個(gè)系統(tǒng)配置完善合理，運(yùn)行安全可靠，維修簡(jiǎn)單方便，而且為今后 PLC 技術(shù)的進(jìn)一步廣泛應(yīng)用積累了成功的經(jīng)驗(yàn)。

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