引言

传统的管道运输管理模式已经不再适应实践运输管理要求，以自动控制、自主诊断为核心的PLC控制器更加契合当前天然气管道运输管理的要求。因此，探讨PLC 在实践天然气管道运输管理工作中的应用具有一定的必要性。

1 天然气管道运输管理工作的要求

1.1 准确监测天然气流量

天然气运输管道的流量参数，与其运输质量、天然气公司利益密切相关。在开展管道运输管理期间，所采用监控管理装置需具备良好的天然气流量监测功能。在天然气运输期间，该装置需通过对管道内流量参数的动态监测，满足工作人员的流量查询、数据使用等需求。

1.2 及时识别干扰源，减少天然气运输异常的发生

随着天然气管网规模的扩大，天然气运输期间可能面临的干扰因素也随之增加。管理工作要求所选用管理模式（使用管控装置）能够及时识别各管道区域的干扰源，预警相关风险问题，进而保障天然气的高质量传输。

2 PLC 控制器的应用优势

一是功能完善，适用范围广；二是应用便捷性强，且易于维护[2]；三是抗干扰性能良好，故障风险较低。

3 PLC 控制器在天然气管道运输中的应用情况

3.1 CPU 选择方面

CPU 是决定PLC 控制器性能的关键所在[2]。为促进PLC 自动化控制作用的充分发挥，在实践控制工作中，应加强对CPU 的选择。结合以往天然气管道运输管理经验来看，随着管理工作的不断开展，PLC 控制器CPU 处理工作量逐渐增大。如CPU 选择不当，不仅PLC 管理作用可能受到影响，而且天然气管道运输质量也可能面临一定的干扰。经综合分析后，拟选择西门子412- 3 型号CPU 作为PLC 控制器的核心。该CPU 的工作存储器容量参数为768 K，而模拟输入/ 输出通道的最大值参数则为4096。该元件的运行机制为：PLC 控制系统无异常时，CPU 中的两个子单元均处于正常运行模式；当任一子单元出现故障时，CPU 自动由两个子单元联合运行模式转变为正常子单元独立控制模式，整个控制切换过程无扰动。

3.2 电源模块选择方面

与传统天然气管道运输管理机制相比，基于PLC 的自动化管理模式的主要区别在于：PLC 可在保障所提供各项监控参数准确性的基础上，长效维持天然气的良好管道运输质量。从PLC 的构成来看，电源无疑是其核心配置之一[3]。由于PLC 控制系统中各模块、元件对运行电流、电压参数的要求不同，因此，其所选择电源模块应具备良好的工作电压、输出电流转换功能。为保障PLC 控制系统的正常运行，所选电源应具备将DC 网络电压或AC 电压转化为24 VDC 工作电压、5 VDC 工作电压的性能。而在输出电流方面，PLC 控制系统中各元件的常见输出电流为4 A、10 A 以及20 A。参照上述需求，可选定PS 407 型号电源作为天然气自动化管道运输管控系统的电源，其主要性能参数为：主频率额定值及典型功耗分别为60/50 Hz、105 W；输入电压DC及输出电压分别为120 V/230 V、5 V/24 V。

3.3 I/O 模块选择方面

在PLC 控制系统中，其对天然气各项管道运输参数（如天然气流量、运输速度等）的监控，主要与I/O 模块有关。I/O 模块的配置状况，不仅会影响天然气管道相关运输信息的采集与传输，而且其抗干扰能力还会影响PLC 控制系统的整体控制质量。根据天然气管道运输管理工作的复杂性特征，应分别为PLC控制系统的数字量输入及输出模块、模拟量的输入及输出模块，配置适宜的元件。例如，数字量输出模块的功能以驱动布设于天然气管道运输现场的负载装置为主，根据其功能，可选择包含16 个不同数字量输出点数的SM322 作为PLC 数字量的输出模块。

3.4 通讯模块选择方面

在PLC 控制系统中，通讯模式的作用为：实现控制系统内部的信息传输（包含来自天然气管道的原始信息资料、转化后的信号等）、发现干扰源或识别出异常时向工作人员报警。为确保控制系统的通讯功能，可按照如下模式，开展系统内部通讯模块的配置：第一，点到点串行通讯方面。PLC 运行期间，点到点串行通讯对通讯功能效率的要求较高，为实现高效通讯目的，可采用CP- 341 型号通信模块完成PLC 控制系统的配置。第二，主站与PROFIBUS- DP方面。对于控制系统在主站（S7- 400）与PROFIBUS- DP 间的通讯传输，则可考虑以CP443- 5 型号通讯元件，维持二者间的信息传输质量。

3.5 其他元件配置方面