当油气回收系统（VRU）或油气燃烧系统（VCU）发生灾难性故障时，停机的实际成本是多少？如今，这种成本可能高得令人难以接受。大多数泵可在几天内修复或更换碳，但失去系统的大脑--可编程逻辑控制器 (PLC)--可能会影响更长时间的运行。在美国，PLC组件正在经历重大问题，有时甚至是前所未有的问题。PLC设备正在迅速过时，在某些情况下甚至不再得到支持。有鉴于此，必须考虑采取措施防止重大故障的发生，以免造成数天甚至数周的设备停机。
可编程逻辑控制器 (PLC) 简史
汽车行业是最早将可编程逻辑控制器 (PLC) 应用于其运营的行业。在使用可编程逻辑控制器 (PLC) 之前，大多数设备的控制都是基于继电器和定时器逻辑。控制柜的空间非常有限，排序调整是有限的手动操作，而且任何系统功能的改变通常都需要进行重大的设计更新。
引入可编程逻辑控制器 (PLC) 后，对硬件空间的要求降低了，系统操作的大小变化都可以快速实现。PLC技术一经开发，便迅速得到应用；PLC成为机械控制的行业标准。现在，几乎所有的机电设备都由某种PLC驱动。
与大多数行业一样，炼油厂和码头最初使用的石化排放控制设备是继电器逻辑控制的。20 世纪 80 年代中期，油气燃烧系统 (VCU) 开始与 PLC型逻辑控制器集成。20 世纪 90 年代，设备制造商开始将通用电气 (GE) 和艾伦布拉德利 (AB) 类型的PLC控制器标准化，因为它们占用空间小，操作简单。
油气控制设备中最早使用的PLC是两个GE型号，随后20世纪80年代末和90年代初使用了AB型号的PLC。设备制造商很快开始将PLC集成到大多数油气控制设备中。与大多数技术一样，控制器也在不断快速改进，到2000年代初至中期，这些最初的版本已经停产。
这些产品的停产造成了严重的运营问题，因为排放 控制设备的正常运行时间在很大程度上取决于运行这些设备的可编程逻辑控制器 (PLC) 是否能正常运行并在未来得到支持。
可编程逻辑控制器 (PLC) 的现状
如今的油气控制设备拥有全新的排放控制设备系统，采用了更加先进的电子控制技术。来自连续排放监测器 (CEMS) 等设备的反馈信息被不断记录下来，用于文档和维护目的。此外，控制系统还不断审查和自动调整系统流程，使设备能够适应运行中的不同变化。操作员比以往任何时候都更加依赖PLC收集的数据。
由于最近物流、制造业务和生产的中断，业界发现新的和替换的 PLC 组件交付出现了严重的延误，对这种新型控制技术的支持也慢了很多。
已停产的设备及其相关硬件，如 20 世纪 90 年代初以前生产的PLC型号，越来越难找到。大多数供应商不再选择销售旧型号产品，因为他们知道这些控制器已经停产。正因为如此，因PLC问题而导致严重停机或故障的可能性大大增加。
柘科建议所有客户清点当前控制其设备的 PLC。操作员应寻求其内部维护团队或其他油气 服务提供商（如柘科）的支持，以记录 PLC 部件的零件编号，找到系统的关键备件，并确保他们拥有操作每个系统的 PLC 程序的备份。许多部件，即使是已停产的部件，有时仍可在互联网上找到，但这种采购方式可能并不可靠。这些从互联网上采购的部件可能是使用过的、未包装的，或者是有风险的旧库存。由于 CPU、输入模块和输出模块的种类繁多，对于大多数供应商来说，要在短时间内备齐库存几乎是不可能的。一个 PLC 组件的损失可能是一小时停机时间与多天停机时间之间的差别。
下一步该怎么做？
如果最大限度地减少停机时间是一个关键重点，则应考虑将可编程逻辑控制器 (PLC) 系统升级为更新、支持更可靠的技术，并准备好备用PLC模块。至少应从可靠的供应商处获得管理停机情况所需的备件。
制造商可以为系统的PLC程序提供支持，或者在许多情况下，可以派遣技术人员到现场备份PLC程序，以满足未来的需要。无论制造商是哪家，合格的控制专家都能帮助确定最佳解决方案。用更新的技术替换现有设备也是一种选择。
柘科建议对此类重要任务进行交钥匙工程。防止停机是首要目标，因此找到一家能够帮助设计和预制替换PLC的供应商是最佳方案。保护现场免受不再支持的设备的风险也很重要，同样重要的是修改终端以增强和改善系统的运行和性能。
如果可编程逻辑控制器 (PLC) 设备项目是实物更换，只要计划得当，只需停机一天即可完成升级。如果现场考虑的升级可能会大幅提高功能、降低功耗或加强数据收集，则可能需要额外的停机时间。对于更重要的控制升级，现场可能需要考虑备用系统，如租赁油气控制系统用于修改期间维持运行。柘科可以提供多种设备租赁选项，使现场在维修期间保持合规运行。
在考虑升级PLC时，重要的是要记住，更新的技术不仅可以防止停机。升级到更新的PLC还能使系统更加智能。在这个环境、社会和治理（ESG）任务的新时代，更新的PLC可以支持更智能的操作，从而降低功耗和设备运行时间。用于预测性维护的数据收集、排放监控、节能和操作员互动都是新型PLC的优势所在。它们甚至可以提供早期预警数据，以防止重大故障的发生，还可以提供操作员说明和部件识别数据。老式的液环VRU（乙二醇系统）可轻松改装为干式真空泵技术。持续的排放 监控可轻松记录和保护数据。较新的控制还允许对设备进行进一步改造，从而提高系统的整体能力，减少每个设施的排放量和能源足迹。
如何知道是否需要升级
如果一个场所的油气控制单元PLC是在 20 世纪 90 年代初之前开发和安装的，则该场所应考虑采取措施，确定和找到支持硬件，或考虑全面更换为更新、支持更好的技术。
主要考虑因素：
- 自首次安装这些设备以来，软件一直在不断改进，因此每年都会出现多个版本。许多自动化支持团队可能并不掌握现场PLC的特定软件版本，因此了解该软件版本以及现场选择的维护提供商是否支持该软件版本至关重要。如果他们不支持该版本，则现场将面临长时间停机的风险。
- 与手机连接器一样，老式PLC连接器有时也很难找到。多年来这些连接器不断发生变化和改进，因此,要连接到老式PLC，只能通过正确的电缆来访问程序。
- 随着年长的自动化工程师退休，新员工可能不熟悉旧技术。长期支持旧设备将十分困难。
- 未来几年，环境、社会和公司治理方面的考虑因素和监管机构将发展得更快，因此，在继续关注减少各类有害排放物的同时，合规是关键。
- 新编程有用户定义的数据类型 (UDT) 。这些UDT将数据块和数据标准化。UDT有助于实现各种编程风格的标准化。编程标准化可优化编程时间，减少编程问题的发生。
图 1. 之前：旧型号 PLC 装置在 VRU 中的应用
图 2.之后：在新控制面板中升级为现代PLC，不在机密区域。以前的控制面板用作接线盒。
总结
用新版本替换停产的PLC有三种方法。
有一些新型PLC具有转换选项，可升级CPU，但可利用现有或新的 I/O 卡。布线摇臂可与新组件配合使用，因此无需对面板进行全面重新布线。新机架可在安装到现有控制面板之前进行预制和测试。
使用新的可编程逻辑控制器 (PLC) 硬件和终端预制一个新的背板，以适应现有的控制面板，从而实现快速交换。断开电源和相关接线后，就可以卸下原来的控制面板背板，然后将带有新PLC硬件的预制 (有时是预接线) 新背板放入并快速连接。新的PLC可以预装类似或升级的程序来操作设备。
如果现有的控制面板空间有限、破旧不堪，或者如果场址希望将控制面板移至不同的电气分类区域（例如，将 1 类 1 分区区域移至非危险区域），则可能需要考虑更换全新的控制面板。升级所有辅助组件是防止未来发生故障的最佳方法。虽然这种方法比使用转换套件更费事，但重新布线可以彻底摆脱旧的PLC硬件。这种方法为未来提供了更大的灵活性，并为增加更多技术和控制所需的扩展提供了便利和空间。这种方案还有其他好处，因为现场将更换撬装上的老旧或易损布线。为了避免在更换期间出现停机，可以部署一个租赁系统，以保持运行符合规定。