和利時LK系列PLC在天然氣站控系統(tǒng)中的應用
摘 要 本文采用和利時公司具有自主知識產(chǎn)權的新一代控制器LK系列PLC,實現(xiàn)了站控系統(tǒng)的各種功能,并分別完成就地和遠程的監(jiān)控。通過VPN網(wǎng)絡,站控系統(tǒng)與調(diào)度中心進行對接,實現(xiàn)了站控系統(tǒng)與調(diào)度中心之間的數(shù)據(jù)交換。
關鍵詞 天然氣輸氣管道;站控系統(tǒng);LK系列PLC
1 引言
新余燃氣有限公司利用中石化“川氣東送”氣源為新余市的城市居民和工業(yè)用戶供應天然氣。根據(jù)天然氣管網(wǎng)分布,在整個天然氣管線上設置不同規(guī)模的站控系統(tǒng)。所謂站控系統(tǒng)是天然氣管線監(jiān)控系統(tǒng)的遠程監(jiān)控站。該項天然氣利用工程的監(jiān)控系統(tǒng)是有人值守的站控系統(tǒng)和安防系統(tǒng),包括城市門站和調(diào)壓站兩個子站。這兩個子站與新余燃氣有限公司現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng),工藝參數(shù)可以實時傳輸?shù)叫掠嗳細庥邢薰粳F(xiàn)有的調(diào)度中心。
設在長距離輸氣管線與城市燃氣輸配系統(tǒng)交接處的燃氣調(diào)壓計量設施被稱為城市門站,其自控系統(tǒng)被稱為站控系統(tǒng),主要由監(jiān)控計算機、PLC、儀表、變送器和通訊設備組成。城市門站是城市天然氣供氣系統(tǒng)的起點和關鍵場站,集成了眾多功能,可以完成就地監(jiān)控和遠程監(jiān)控。站控系統(tǒng)的PLC采用和利時LK系列大型PLC,支持雙機冗余、電源冗余、以太網(wǎng)冗余和總線冗余。城市門站的PLC與站內(nèi)第三方設備的通訊采用標準MODBUS通訊。城市門站與調(diào)度中心的通訊采用光纖通訊,并且還采用無線通訊進行備份。
調(diào)壓站是城市燃氣輸配系統(tǒng)中自動調(diào)節(jié)并穩(wěn)定管網(wǎng)中壓力的設施,其自控系統(tǒng)也被稱為站控系統(tǒng)。按照燃氣進出口管道壓力的不同,調(diào)壓站可分為高中壓調(diào)壓站、中中壓調(diào)壓站、中低壓調(diào)壓站等。按服務對象的不同,調(diào)壓站又分為供應一定范圍的區(qū)域調(diào)壓站和為單獨建筑物或工業(yè)企業(yè)服務的用戶調(diào)壓站。
在站控系統(tǒng)中,無論是城市門站還是調(diào)壓站,都是為了實現(xiàn)為城市居民及工業(yè)用戶提供穩(wěn)定的供氣而設置的。站控系統(tǒng)對所采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、存儲,并以圖形和報表的形式反應給調(diào)度人員,同時向調(diào)度中心發(fā)送相應的監(jiān)控數(shù)據(jù)。
2 天然氣站控系統(tǒng)設計
2.1 天然氣站控系統(tǒng)的總體設計
新余燃氣有限公司天然氣利用工程的站控系統(tǒng)總體設計如圖1所示,包括城市門站和調(diào)壓站兩個站控系統(tǒng)。
站控系統(tǒng)包括操作員工作站、工程師工作站、PLC和通訊設備等。站控系統(tǒng)可以獨立完成對所在站場的數(shù)據(jù)采集和控制,同時還可以將有關信息傳輸給調(diào)度控制中心,接受其下達的命令并執(zhí)行。在站控系統(tǒng)的調(diào)度室設置2臺監(jiān)控工作站,實時監(jiān)視現(xiàn)場設備運行狀況。如果調(diào)度室監(jiān)控計算機發(fā)生故障,PLC可以獨立工作。安防系統(tǒng)包含視頻監(jiān)控系統(tǒng)和紅外對射報警系統(tǒng)。在城市門站區(qū)域,共設置6臺攝像機,其中2臺安裝在工藝裝置區(qū),4臺安裝在安全區(qū)。在調(diào)壓站區(qū)域,共設置11臺攝像機,其中6臺安裝在工藝裝置區(qū),5臺安裝在安全區(qū)。安防系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控,執(zhí)行總調(diào)度中心發(fā)送的指令,向總調(diào)度中心發(fā)送帶時間標志的實時數(shù)據(jù),進行數(shù)據(jù)通信管理。
工程師工作站的主要功能是對城市門站及調(diào)壓站的工藝變量進行數(shù)據(jù)采集和處理,對電力設備及其相關變量進行監(jiān)控,對可燃氣體進行監(jiān)視和報警,顯示動態(tài)工藝流程,顯示各種工藝變量、其他有關參數(shù)和報警一覽表,對數(shù)據(jù)進行儲存及處理,顯示實時趨勢曲線和歷史曲線,實現(xiàn)流量計算、流量控制、壓力控制、邏輯控制、聯(lián)鎖保護、打印報警、事件報告以及生產(chǎn)報表等。
2.2 天然氣站控系統(tǒng)的PLC配置
新余燃氣有限公司天然氣利用工程的天然氣站控系統(tǒng)的PLC配置如圖2所示。站控系統(tǒng)選用和利時公司的具有自主知識產(chǎn)權的新一代控制器LK系列PLC,CPU采用LK系列中最高端的LK210,具有熱備冗余的功能,并具有2個以太網(wǎng)接口、2個冗余的Profibus-DP總線接口、1個支持自由口協(xié)議和Modbus協(xié)議的RS232串行接口、1個支持自由口協(xié)議和Modbus協(xié)議的RS232/485串行接口,可以實現(xiàn)各種復雜的控制邏輯和大量的過程控制。
3 結論
本文介紹了和利時公司具有自主知識產(chǎn)權的LK系列PLC在天然氣站控系統(tǒng)中的應用。利用LK系列PLC實現(xiàn)了站控系統(tǒng)的各種功能,分別完成就地和遠程的監(jiān)控。通過VPN網(wǎng)絡實現(xiàn)了站控系統(tǒng)與調(diào)度中心的對接和數(shù)據(jù)交換。該系統(tǒng)自運行以來,控制功能穩(wěn)定,設備運行良好,充分驗證了LK系統(tǒng)PLC的優(yōu)良性能。
參考文獻
[ 1 ] 徐菱虹,鄧月光.中壓天然氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].信息管理
[ 2 ] 杜永良,楊公源.天然氣管理輸配調(diào)度中的SCADA系統(tǒng)[J].儀器儀表用戶
[ 3 ] 黃春芳.天然氣管道輸送技術[M].中國石化出版社
[ 4 ] 張誠,耿彬.天然氣管輸與安全[M].中國石化出版社
[ 5 ] 顧戰(zhàn)松.可編程控制器原理與應用[M].國防工業(yè)出版社
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