（一）概述

近几年来，由于国家对天然气气田的开发利用，天然气对我国经济发展起到了巨大的拉动作用，带动了相关产业的发展，由于天然气热值高、洁净、无污染、无毒性、输送方便，被称为绿色能源，环保能源。

随着燃油成本的提高和人类环保意识的增强，车用压缩天然气（CNG）广泛应用在城市出租车、公交车及私家车辆上。目前一座标准的 CNG 加气站主要由调压计量、净化系统、压缩系统、储气系统、CNG 售气系统组成。

由压缩机及其驱动电动机和相关装备构成的天然气压缩机组，是天然气加气站整个工艺系统的核心部分，、也是重要设备之一。而压缩机组的控制系统则是压缩机安全运转的中心枢钮，控制着压缩机组的正常运行、自动保护、及顺序充气等。

压缩机组控制系统的优良直接影响到压缩机组能否安全运行，直接影响着压缩天然气生产的产量和效益问题。影响其安全生产的要素主要有压缩机的超温、超压、断水、断油等因素。

随着加气站网络的迅速发展，加气站对设备的要求越来越高，建设本质安全性加气站已成为未来加气站生产建设的核心。设备不断更新，不断进步，可靠性、易操作性、可监视性、易维护性等已是最基本的要求了。用继电器搭成的控制电路具有可靠性差、不易维护、不易监视，已不能适应当前的要求。对安全生产也存在一些隐患。随着电子技术、软件技术、控制技术飞速发展，可编程控制器（PLC）发展迅猛，性能很高，价格较为合理，与继电器搭的控制电路比具有非常大的优势，已大量运用在天然气压缩机组上，大大提高了设备的安全、稳定性。

（二）PLC 在天然气压缩机中的作用

可编程控制器（PLC）是一种新型的通用控制装置，其将传统的继电器控制技术、计算机控制技术和通信技术融为一体，专为工业控制而设计，具有功能强、通用灵活、可靠性强、环境适应性好、编成简单、使用方便、体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。

1.天然气加气站工艺流程

原料气经过调压、干燥处理后，将天然气进入压缩机，对其压缩增压至 20MPa，通过顺序控制盘依次向高、中、低压地下储气井充气，高压地下储气井全部充满后，压缩机自动停止运行。

CNG车辆来站充装时，高压地下储气井内的高压天然气通过售气机对 CNG 车辆充装。当高压地下储气井内的天然气过少，已经不足以满足CNG车辆的充装时，压缩机启动，在满足CNG车辆充装的同时向高压地下储气井充气，直至高压地下储气井全部充满后，压缩机自动停止运行。

2.PLC 在天然气压缩机控制功能和控制原理

采用可编程控制器（PLC）作为核心控制器，通过检测仪器为 PLC 提供控制中所需要的信号参数对压缩机进行自动巡回检测控制。进行监控的主要参数有压缩机进气压力、压缩气缸温度、润滑油压力、温度、电动机温度、循环水压力、温度；压缩机排气压力、储气井高、中、低压力检测等参数。

（1）保护控制功能：①电机电流和电压的检测；②一二三四级缸油温、油压检测；③一二三四级排气温度、压力、电机温度检测；④进气压力检测；⑤仪表风压力检测；⑥循环水温度、压力检测；⑦储气井的压力检测；

（2）保护控制原理在启动主机之前先将进气阀门打开，压力控制到正常起机压力，首先打开油泵对压缩机缸体进行润滑、10s 后水泵起动，当起机条件满足后，无故障信号，在控制面板允许启机的指示灯会亮，可以进行压缩机的起动，按下起机按钮后，PLC 接收到指令，开始执行运行程序。电机采用无负荷起动，当电机正常运转 10s 后，进气电磁阀打开，压缩机一、二、三、四级级间阀得电打开，压缩机进行正常运行。PLC对所有现场采集数据进行分析处理，监控各个数据有无异常。

当水温超过设定值时，风扇起动对循环水进行冷却。当压缩机在运行过程中，监控参数有一个在设定范围内发生故障，PLC 会发出报警指令，提示工作人员注意参数变化异常。当监控处理数据当到停机条件时，PLC 会立即发出停机指令，压缩机在接收到 PLC 停机命令后，压缩机主电机停止工作，同时关闭原料气进气阀，压缩机一、二、三、四级级间阀失电关闭。同时压缩机停机泄压阀得电打开，将压缩机各级间压力排出压缩机。这时压缩机油泵、循环水泵、风扇将断续工作，将压缩机工作时油温、水温降到正常值后，将自动停止工作。

压缩机的操作指令均由控制器 PLC 发出，从本质上，保障了压缩机的安全平稳运行。

（三）小结

通过 PLC 技术在天然气压缩机上的成功应用，不仅解决了天然气压缩机系统存在的诸多问题，使得天然气压缩机的整个系统配置完善合理，运行安全可靠，维修简单方便，而且为今后 PLC 技术的进一步广泛应用积累了成功的经验。