自动化控制系统概述
1系统的控制范围和功能
自动化系统是以可编程序控制器(PLC)为核心的自动化控制系统,面向整套LNG加气站系统设计,根据工艺要求,系统按预设的程序自动运行,通过控制室上位机系统可以随时对流程进行监视,并控制LNG的运行状况及记录运行参数,以便于将来设备维护、诊断和故障分析处理;
2 系统总体方案的设计原则
系统采用EIC(电气传动、仪表、计算机)一体化并面向工艺的设计思想,充分考虑系统的完整性和配套的合理性,满足工艺的要求。
系统贯彻低成本自动化的思想,同时保持系统的先进性和合理性,以便今后的系统升级和扩展,以及备品配件的供应。
充分考虑现场操作人员对系统的接受能力,设计友善的人机界面,使操作人员简便、容易、明确地操作和监视。
3 自动化控制系统基本配置
3.1 核心单元PLC
自动化PLC设备选用德国Siemens公司的S7-300系列PLC。西门子公司S7-300系列PLC性能价格比高、运算速度快、配置组态灵活的特点,有多种联网通讯和支持众多厂家设备装置的能力。其CPU选用的是新型313C-2DP,运行需MMC卡。具体配置见PLC柜电气图纸或技术协议 编程采用STEP 7 V5.4+SP3的编程软件。
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3.2 上位机
采用SIMATIC WinCC组态/运行版
3.3 通讯
PLC和上位机之间采用现场总线技术进行通讯,仪表和PLC之间采用4-20mA进行数据采集;变频器,加气机与PLC通讯采用RS-485进行通讯;
4 自动化系统程序设计与软件
4.1 程序概述
程序已经下载至PLC中,PLC运行需MMC卡;同时应当注意,不能带电插拔MMC卡,否则会丢失程序或损坏MMC卡。
4.2 编程软件STEP 7 V5.4+SP3
装有编程软件的PC机/上位机可以通过现场总线技术和PLC进行通讯,通过编程软件在线查看整套程序的运行情况,在工艺许可情况下强制运行参数,还可以上载程序,修改下载程序等。相关专业人员可以参照 Siemens公司的STEP 7 V5.4+SP3的编程手册。 5 程序功能简要说明
5.1时间同步:主要是上位机与加气机和PLC的时间同步,上位机是提供标准时间的设备,所以操作员请勿随意改动上位机时间,以免造成数据混乱。
5.2 模拟量处理:模拟量处理遵循标准结构化处理,每个模拟量有如下结构数据:
测量值、仪表量程上限、仪表量程下限、修正值、报警高高限设置值、报警高
限设置值、报警低限设置值、报警低低限设置值、死区宽度设置值、高高限报警、高限报警、低限报警、低低限报警、使能报警。这样设计的优点在于当现场更换不同量程的仪表可以在上位机中设置仪表量程,而不用更改PLC程序。
5.3 储罐液位计算:根据储罐液位的差压变送器的测量数据,转换成毫米水柱,再
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查储罐的罐容表,计算出储罐LNG的实际体积数。
5.4 流程控制:提供调压流程、加气流程、卸车流程、CNG流程控制。 调压流程
待机状态 上位机启动 准备:操作员需要到现场关闭VB101手动阀门 上位机确认 预冷 开泵池进液阀 泵池温度低于设定 低温泵运行 开低温泵 储罐压力高于设定 停机,延时返回待机 延时
加气流程:
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待机状态 加气机按枪预冷 开阀预冷状态 开泵池进液阀 泵池温度低于设定 开泵预冷状态 低速开低温泵 加气机温度低于设定 预冷完成 加气机按加气 高速开低温泵 加气中 加气机流量低于设定 加气完成 加气机按加气 延时
卸车流程:
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待机状态 加气机按F3键 开阀预冷状态 开泵池进液阀 泵池温度低于设定 泵运行 泵以卸车频率运行 加气机按F3键 卸车完成 延时
CNG流程:
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