天然气调压站控制系统设计

摘要

电力工业对经济的发展有重大的推动作用，而以煤电为主的我国电力工业发展格局，引发了一系列的环境污染问题。在全球各地当中，使用天然气为燃料发电在各种发电模式当中占有一席之地。在天然气发电系统中，直接开采出来的天然气无法满足燃气轮机正常运行的要求，所以需要用调压站将天然气的物理特性进行改变。近几年才不断发展的燃气电厂，所有附属的调压站的自动控制水平均存在很大的缺陷，导致后续现场维护的工作量很大，增加了维护的成本。因此，针对上述提到的问题，本论文对调压站的整体系统的控制进行改善，实现高效率、无人值守、安全性强、稳定性强等优点。由于该项目的使用地在伊拉克，考虑到当地政局等因素，所以在出厂前需要将所有控制逻辑模拟实际工况调整完毕。
　　论文第一部分剖析了天然气调压站目前所处的一种状态、背景、价值。其次，针对调压站控制系统的压力调节进行深度探讨，釆用了PID控制与模糊控制相结合的方式，由此设计一套控制方案，然后对被控对象进行建模及验证，证明采用模糊控制对阀后压力起到更好的降压、稳压作用。最后，将控制系统分为两部分进行设计。第一，控制系统硬件平台设计：各个单元的工艺系统及设备的描述，该系统由五个单元组成分别为入口单元、过滤单元、计量单元、加热单元和调压单元组成；该方案设计以 PLC为控制核心，以变送器为检测元件，以电磁阀、调节阀为执行部件，以INTOUCH为监控界面组成的调压站监控系统。为了使方案能够具体实施，对现场仪器如变送器、电磁阀、调压阀进行了设计选型。第二，控制系统软件平台设计：首先介绍了软件设计的需求以及针对需求所要实现的功能；其次，针对该系统在工控机上建立软件平台；最后，按照功能设计分为测量监控层、监控操作层和远程管理层，实现了对天然气调压站的实时监控。

目录

声明

1 选题的依据

1.1 概述

1.2 选题的理论意义和应用价值

1.3 国内外相关研究概况及发展趋势

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 选题所属研究领域

1.4.1 选题背景

1.5 研究内容和方法

1.5.1 选题的学术思想、特色和预期达到的成果和水平

1.5.2 研究内容要解决的实际问题以及技术路线

2 调节压力的控制研究

2.1 模糊PID控制原理及特点

2.1.1 PID控制基本原理

2.1.2 模糊控制基本原理

2.1.3 模糊PID控制器原理及特点

2.2 被控对象建模及验证

2.2.1 被控对象的数学模型

2.2.2 被控对象模型验证

3 控制系统硬件平台设计

3.1 系统的整体需求

3.2 系统的整体设计

3.3 电气硬件原理的设计

3.3.1 采集执行系统

3.3.2 控制监测系统

4 控制系统软件平台设计

4.1 软件设计要求

4.2 软件开发平台

4.2.1 Unity PRO项目的设计过程

4.2.2硬件组态

4.2.3 系统通讯连接

4.2.4 PLC程序的实现

4.3 各单元软件设计及组态画面

4.3.1 入口单元的软件设计

4.3.2 电加热单元的软件设计

4.3.3过滤单元的软件设计

4.3.4 调压单元的软件设计

结论

参考文献

致谢