基于PLC的天然气高中压调压站远程监控系统

摘要

天然气是继煤炭和石油后的全球第三大能源，其作为新型高效清洁的能源，对其进行了充分的开发和广泛的利用，已用于工业领域和居民生活中。天然气高中压调压站作为天然气输送过程中重要的设施，也是城市公用设施现代化文明标志，天然气高中压调压站特点是：集散型、分布式。在城市天然气输气管网中，为满足生产调度指挥，需要建立一套可靠的监控和调度系统，以实现设备控制、参数调节、数据采集以及信号报警等功能。因此，城市建设先进的天然气高中压调压站远程监控系统，对实现天然气输送安全运行管理水平有十分重大的意义。 本论文对天然气高中压调压站远程监控系统做出详细的设计，从调压站设备功能设计，至站控自动化系统设计。首先，对高中压调压站系统的工艺流程进行科学合理设计，主要由三大功能单元组成：进口单元、主单元、出口单元。进口单元主要监测来气压力、温度、控制入口电动阀门。主单元负责测量流量信息，对天然气预处理、调压等工作。出口单元主要监测天然气出站压力、温度、控制出口电动阀门。其次，硬件系统组成设计包括PLC柜电气控制设计，PLC控制柜硬件选择、工控机选取、通信网络设计等。PLC控制系统模块选择三菱公司产品，以FX3U-64MR/ES-A为控制核心，通过传感器（压力传感器、差压传感器、温度传感器等）进行功能检测，通过工业以太网实现数据信号传输，通过无线路由器将数据上传至服务器。再次，对系统软件进行设计，选用研华WebAccess组态软件，通过FX3U-64MR/ES-A作为控制核心，通过研华WebAccess组态系统，可以获得现场的数据变量，在站控工艺画面实现实时动态显示、设备故障或是现场数据到达设定的报警数值、设备及工艺参数的实时显示、数据工艺报表的查询、站控数据存储等。然后，站控系统功能实现，由PLC控制系统及WebAccess组态软件，将现场设备运行状况，通过工控机实时显示，同时将数据上传服务器达到远程访问目的，实现对高中压调压站远程监控。 本天然气高中压调压站远程监控系统研制成果已投入到应用中，通过现场联调表明，本系统已经达到天然气高中压调压站中远程监控、数据采集处理、电动阀控制、现场故障报警、数据报表查询等实时数据上传和报警提示等功能要求，工作稳定，抗干扰能力强。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究的意义

1.2 国内外相关研究

1.2.1 国外现状

1.2.2 国内现状

1.3 主要完成工作

1.4 本章小结

2 天然气高中压调压站工艺流程设计

2.1 天然气高中压调压站工艺流程

2.1.1 调压站设备

2.1.2 调压站供气方式

2.2 天然气高中压调压站控制要求

2.3 本章小结

3 控制系统硬件设计

3.1 硬件系统设备选型

3.1.1 硬件系统设计目标

3.1.2 硬件系统组成

3.2 硬件系统电气设计

3.2.1 电气配电电路

3.2.2 电气控制柜的设计

3.3 通信网络系统实现

3.4 本章小结

4 控制系统软件设计及功能实现

4.1 系统软件设计

4.1.1 设计思想及原则

4.1.2 系统架构

4.2 软件系统功能

4.2.1 组态软件介绍

4.2.2 系统软件功能特点

4.2.3 系统的功能需求分析

4.3 本章小结

5 站控系统调试运行

5.1 控制系统结构

5.1.1 站控主界面

5.1.2 站控系统功能

5.2 系统运行现状

5.3 本章小结

结论

参 考 文 献

致谢

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