摘要介绍了一种基于PLC的油品运动拈度浏童系统，该系统为实现油品质童分析自动化、智能化提出了一种实用的解决方案，使人们进一步认识和了解了PLC在油品分析及自动化领域发挥的重要作用。本文细致的描述了油品运动粘度测童系统的浏童工作原理、硬件结构，以及软件设计结构。该系统已经投入运行，应用效果良好。

　　0引言

　　粘度是油品的重要物理性质，测量油品的粘度和流动性在工业生产和基础学科研究中具有十分重要的意义[1]。自20世纪90年代以来，石油分析仪器在我国得到了迅猛的发展。随着我国加人WTO和国内自动化技术的发展，以及国外自动石油分析仪器的引进，迫切要求对现有的手动分析仪器进行改进。因单片机开发周期长、开发成本大，所以开发人员将PLC技术引人石油分析仪器中，以满足对油品的自动化分析，从而减少化验员的工作量且提高了分析质量。该方法现已成为国内石油分析仪器发展的必然趋势，因此我们研究了一种基于PLC的油品运动粘度测量系统。

　　1运动粘度测量工作原理

　　1. 1运动粘度

　　运动枯度指的是液体在重力作用下流动时摩擦力的量度。GB/T265 - 88中指出，运动粘度是在某一恒定温度下，测定一定体积的液体在重力下流过一个标定好的玻璃毛细管粘度计的时间。粘度计的毛细管常数与流动时间的乘积，即为该温度下测定液体的运动粘度。运动粘度广泛用于测定原油、燃料油、柴油、润滑油等液体石油及深色石油产品的粘度。

　　1. 2测量工作原理

　　该系统运动粘度测定采用逆流法[2]。逆流法即油样在逆流毛细管中的流动时间乘以该毛细管系数既可得出该油样的运动粘度，通过光导纤维检测油品位置。测量装置如图1所示，主要由光电放大器、光导纤维、毛细管组成。当公肪羊流至毛细管X1位置时，油样挡住光导纤维，光电放大器1接收光信号，并将光信号转换为电信号，送给PLC输人端，PLC计时程　　序启动，C球计时开始，油样流至X2时，光电放大器2动作，此时C球计时停止，J球计时开始，当油样流至X3时，光电放大器3动作，此时J球计时停止。测量完毕，通过计算即可得出油样运动粘度。

　　2系统硬件组成

　　油品运动粘度测量系统采用外总线组合方式。其功能和性能指标符合有关国际标准，该系统采用模块化设计思想，测量、控制与管理功能由各功能模块分工完成。包括主机模块、温控模块、显示檬块、液位检测模块、清洗系统模块以及其它接口模块。系统功能模块组成如图2所示。

　　(1)主机模块:是系统的核心，主要完成粘度测量系统的检测与自动控制、数据处理、以及与上层管理机和其它模块的通讯。选用信捷公司的PLC作为主机，型号为XC-32RC-E。根据需要，系统还可以经过串行通信接口将数据送至上位机，从而完成数据管理、智能决策、历史资料统计分析等更为强大的功能;

　　(2)温控模块:根据粘度测量系统的需要，温控模块必须控制水浴温度恒定，温控模块将铂电阻pt100采集的温度信号转换为数字信号，测量值与温度设定值进行比较，经Pm控制算法计算后，温控模块给出相应的控制信号进行温度调节，从而实现温度的恒定;

　　(3)显示模块:通过液晶触摸屏的全中文化菜单功能，操作员可以完成对本系统的各项功能的参数设定、修改，而且可以对系统当前状态进行监视。由于采用中文显示，使得操作人员对测量系统的工况一目了然，系统的操作也变得更加容易;

　　(4)液位检测模块:它是油品液位检测装置，由光电放大器(E3XR-CE4)及光导纤维组成的光纤架安装在毛细管测试点上，其功能为检测油样流动位置。光导纤维将液位信号转换为电信号，并通过光电放大器作为PLC的输人信号，从而实现运动粘度自动检测功能;

　　(5)清洗系统模块:当运动粘度测量完毕后，系统可进行自动清洗烘干，清洗系统由空压机、电磁阀及清洗溶剂组成。将测量用的毛细管进行清洗烘干，以便下一次测量使用;

　　(6)其它接口模块:包括打印机、管理机接口(与上位机通讯采用ModBus RTU串口协议)、蜂鸣器报警等模块。

　3系统软件设计

　　本系统软件均用PLC梯形图语言编写困，针对梯形图语言的特点，本文在软件设计时采用了结构化程序设计方法。即先把程序分为几大模块，然后再划分为若干个子模块，一直到所导出的子模块能直接用编程语言实现为止。在编程时力求每个模块的独立性和通用性，而且做到清晰易读、易修改。PLC编程整体思路如图3所示。

　　由于该款PLC具有PID功能指令、数据运算指令，所以可以很容易实现对油品运动粘度测量的控制。程序启动后，PLC对温控模块进行PID调节，通过对指定寄存器的修改可设定采样时间及比例、积分、微分参数值，通过PID调节，实现温度恒定。

　　当温度恒定一段时间后，自动启动粘度测试程序，自动控制电磁阀打开，油样流动，计时开始，油样测试完毕后将计时结果存人寄存器，程序自动计算结果、显示、存储、打印。粘度测量及计算完毕后，PLC启动清洗程序，将毛细管中废油抽出并清洗干净，清洗时间和次数可根据实际情况进行合理设定。清洗完毕后报警，以提示工作人员测试工作结束。

　　4结论

　　本自动控制系统满足了油品运动粘度分析的要求，在同行业中，属于先进技术。同时提高了化验员劳动效率，降低能耗和物耗，提高了分析水平。该设计于2006年研制成功，广泛应用于各大石化企业。

　　通过用户现场的使用情况来看，系统的可靠性好，操作简单，维护方便，计量精度高，为企业创造了良好的经济效益。值得在化工厂、油厂等油品检测化验室中广泛推广和使用。

　　参考文献

　　[1]石油和石油产品实验方法国家标准汇编(上)，GB/T265-88石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法，1988

　　[2]黄福堂等，石油化学与分析，北京:石油工业出版社，1993

　　[3]常斗南，可编程序控翻器原理·应用·实脸[M],机械工业出版社，1998,7

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