天然氣輸配站工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的研制

【摘要】：天然氣是一種環(huán)保潔凈的能源。管道天然氣因其供應(yīng)方便、安全等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用,正在逐步取代瓶裝煤氣。天然氣具有易燃、易爆等特點(diǎn),因此為了確保用戶安全地用氣,必須實時掌握天然氣的輸送運(yùn)行狀態(tài),監(jiān)測壓力、流量等信號,便于對系統(tǒng)進(jìn)行最佳調(diào)度和控制。本文研制的天然氣輸配站監(jiān)控系統(tǒng)正是基于以上需求研制的。 本文首先對天然氣輸配站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行需求分析,確定系統(tǒng)需要實現(xiàn)的功能目標(biāo)和性能,然后提出了天然氣輸配站監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,確定本系統(tǒng)以西門子S7-300 PLC系列產(chǎn)品CPU315-2DP為控制核心,將現(xiàn)場上傳的信號,諸如壓力變送器上傳的壓力信號、流量計的流量信號、安全切斷閥的閥位信號和調(diào)壓器的閥位信號等進(jìn)行處理,進(jìn)而控制調(diào)流閥的閥位開度與安全切斷閥的開閉,以達(dá)到控制系統(tǒng)的壓力、流量,確保用戶安全用氣。 論文著重闡述了系統(tǒng)的硬件設(shè)計、軟件設(shè)計以及系統(tǒng)調(diào)試。在硬件設(shè)計中,CPU315-2DP不僅要處理來自現(xiàn)場的模擬量和數(shù)字量信號,而且要實時與EM277、KTP600 Basic color DP觸摸屏進(jìn)行PROFIBUS DP通信,從而實現(xiàn)對相關(guān)閥的控制。主要闡述了PLC模塊以及其硬件電路的設(shè)計、通訊電路的設(shè)計、電氣控制柜的設(shè)計以及相關(guān)抗干擾措施。在軟件設(shè)計中,主要闡述了PLC程序流程設(shè)計、代碼設(shè)計以及觸摸屏界面的開發(fā)。在系統(tǒng)調(diào)試中,歸納出了可視化的硬件檢查、硬件調(diào)試、軟件調(diào)試等調(diào)試方案,采取硬件軟件等抗干擾措施實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 依據(jù)上述設(shè)計方案,研制了某天然氣輸配站監(jiān)控系統(tǒng),首先在實驗室進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試,模擬實現(xiàn)了PLC與監(jiān)控信號源采集處理、觸摸屏的人機(jī)交互、PLC之間的通訊。本論文研制的天然氣輸配站監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了預(yù)期監(jiān)控功能和目標(biāo),現(xiàn)已在工業(yè)現(xiàn)場得到成功應(yīng)用。 【關(guān)鍵詞】：天然氣輸配站 工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng) 西門子PLC 觸摸屏 通訊 研制
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TE978;TP277
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景10-12
• 1.1.1 天然氣城市輸配系統(tǒng)的構(gòu)成10-11
• 1.1.2 問題的提出11
• 1.1.3 本文解決的問題11-12
• 1.1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12
• 1.2 可編程控制器的產(chǎn)生和定義12-14
• 1.2.1 可編程控制器的產(chǎn)生背景13
• 1.2.2 可編程控制器的定義13-14
• 1.3 可編程控制器的發(fā)展過程和發(fā)展方向14-16
• 1.3.1 可編程控制器的發(fā)展過程14-15
• 1.3.2 可編程控制器的發(fā)展方向15-16
• 1.4 可編程控制器的基本特點(diǎn)及應(yīng)用16-18
• 1.4.1 可編程控制器的基本特點(diǎn)16-17
• 1.4.2 可編程控制器的應(yīng)用17-18
• 第2章 天然氣輸配站監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計18-32
• 2.1 監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計方案思路18-19
• 2.1.1 控制方式的選擇18-19
• 2.1.2 系統(tǒng)總體設(shè)計的主要內(nèi)容19
• 2.1.3 幾點(diǎn)應(yīng)考慮的事項19
• 2.2 監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能19-21
• 2.2.1 壓力流量控制系統(tǒng)簡介20-21
• 2.2.2 監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能21
• 2.3 監(jiān)控系統(tǒng)硬件技術(shù)方案及硬件選擇21-28
• 2.3.1 監(jiān)控系統(tǒng)硬件技術(shù)方案21-25
• 2.3.2 監(jiān)控系統(tǒng)硬件選擇25-28
• 2.4 監(jiān)控系統(tǒng)軟件技術(shù)方案28-32
• 第3章 天然氣輸配站監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計32-47
• 3.1 電氣控制柜的設(shè)計及電氣配電電路33-39
• 3.1.1 電氣控制柜的設(shè)計33-35
• 3.1.2 電氣配電電路35-39
• 3.2 數(shù)字量輸入輸出電路39-40
• 3.3 模擬量輸入輸出電路40-43
• 3.4 PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)43-47
• 3.4.1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成43-45
• 3.4.2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接電路45-47
• 第4章 天然氣輸配站監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計47-67
• 4.1 程序設(shè)計前的準(zhǔn)備工作47
• 4.2 系統(tǒng)程序流程圖設(shè)計47-50
• 4.3 系統(tǒng)程序設(shè)計50-67
• 4.3.1 主程序設(shè)計51-53
• 4.3.2 模擬量采集子程序53-57
• 4.3.3 通訊子程序57-59
• 4.3.4 PID控制回路子程序59-64
• 4.3.5 顯示與報警子程序64-67
• 第5章 天然氣輸配站監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行67-72
• 5.1 可視化的硬件檢查67
• 5.2 硬件調(diào)試67-69
• 5.3 軟件調(diào)試69-72
• 結(jié)論72-73
• 致謝73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 附錄77-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文81

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