可編程自動化控制器在移動式輸油管線中的應用
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移動式輸油管線采用“泵泵”的密閉輸送方式，全線成為一個統一的水力系統CONTROL ENGINEERING China版權所有，各個泵站機組工作互相牽制，單臺機組的工作不穩定會造成全線震蕩崩潰，系統控制的可靠性、調節的穩定性設計是一大難題。移動式輸油管線常在一些小、遠、散城市和鄉鎮使用，這些地區管路沿線沒有現有通信手段可以利用，為短期輸油臨時架設的通信線路比較脆弱易遭受人為破壞。
綜上分析移動式輸油管線輸送方式、使用條件和工作環境等特點，其自動控制系統首先必須以泵站機組就地控制為主控制工程網版權所有，通信依賴性強的集中或集散控制不可取;其次，地形不定、環境不定、任務不定、通信有限，也不宜采用復雜的非線性時變自適應控制系統。應采用分布式測控技術，成熟且應用廣泛的PID調節和模糊控制技術。
本自控系統提出并實現“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“泵機組自動保護控制為主、輸油工況自動調節為輔”、“進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境LabVIEW 編制監控軟件，開發一種基于三級控制帶有智能電調的自動控制系統，解決系統控制的可靠性、調節的穩定性設計難點。
2. 傳統的控制方法
第一代移動輸油管線泵機組自控裝置采用單片機技術，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，當時管線系統通信手段非常落后，自動化需求不是非常迫切，設計自動化程度起點較低，具體表現在以下幾方面：
(1)泵機組運行工況參數如發動機機油壓力和冷卻系統的溫度、增速箱的溫度等沒有采集，不具備泵機組自動保護功能，泵機組運行時司泵員必須值班，且精神高度緊張絲毫不可懈怠;
(2)泵機組“就地控制”，沒有信號遠傳功能，泵站值班室人員不能實時掌握泵機組工況;
(3)缺少對必要參數的檢測，如流量等，無法對管線泄漏進行定位;
(4)掛車泵和油泵車燃油箱液位靠人工目測加油，加冒油現象時有發生;
(5)傳統控制系統采用定值單點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。
第一代移動式輸油管線泵機組自控裝置無法滿足機動、實際使用條件、環境等需要。
3. 自動控制系統的結構
結合本項目的特點，以及系統使用的實際情況，我們用虛擬儀器系統技術組建了現代化的自動控制系統。
移動式輸油管線自動控制系統分為三級，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、信號實時采集、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、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)開關操作面板(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圖2
圖2：數采單元工作原理圖
第三：嵌入式計算機
開發研制抗震動、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。
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