天然氣門站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與軟件實現(xiàn).pdf

1、隨著天然氣行業(yè)的發(fā)展，天然氣作為一種高效、清潔能源在工業(yè)和生活上得到更為廣泛的應(yīng)用。天然氣門站作為天然氣輸配系統(tǒng)的重要節(jié)點，肩負著精確計量和提供安全、穩(wěn)定的天然氣供應(yīng)的責任。為了保障門站計量準確、安全、高效地運行，開發(fā)一套功能完備的監(jiān)控系統(tǒng)，具有重要的現(xiàn)實意義。為此，本文在總結(jié)現(xiàn)有天然氣門站監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上設(shè)計實現(xiàn)了一套自動化和信息化程度較高的、具有一定通用性的天然氣門站監(jiān)控系統(tǒng)。
　　本論文以工業(yè)控制計算機、流量計算機、P

2、LC和現(xiàn)場儀表等為硬件配置，結(jié)合功能強大的WinCC，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理、設(shè)備控制、報警監(jiān)測、系統(tǒng)管理、Web訪問等功能。本文從工藝流程出發(fā)，結(jié)合門站的實際監(jiān)控需求，制定了系統(tǒng)總體軟硬件集成方案。系統(tǒng)采用上下位機結(jié)構(gòu)，下位機由流量計量單元和PLC控制單元構(gòu)成，負責和門站現(xiàn)場設(shè)備進行通信，采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)和控制現(xiàn)場設(shè)備。本文在下位機部分分析了流量計量原理，并著重闡述了I/O分配及采樣、PID算法自動調(diào)控閥門的設(shè)計過程和實現(xiàn)方法，為提高容錯率，設(shè)計

3、了PLC硬件冗余方案，完成了硬件組態(tài)和PLC程序。上位機系統(tǒng)采用SIEMENS WinCC組態(tài)開發(fā)，負責上下位機通信、用戶交互、數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)管理和Web訪問等功能。上位機通過Modbus TCP協(xié)議和SIMATIC S7協(xié)議集內(nèi)的Industrial Ethernet協(xié)議分別與流量計算機和PLC通信實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制命令下發(fā);設(shè)計了數(shù)據(jù)庫，生產(chǎn)數(shù)據(jù)周期歸檔，統(tǒng)計和聚合數(shù)據(jù)，自動生成數(shù)據(jù)報表和趨勢曲線以反映生產(chǎn)狀況;設(shè)計了友好的交互界面

4、，實現(xiàn)了工藝流程、閥門控制、計量參數(shù)和儀表參數(shù)在線設(shè)置等交互功能;實時監(jiān)測生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及用戶操作，提供報警監(jiān)測和用戶操作記錄功能;監(jiān)控系統(tǒng)Web發(fā)布，提供Web用戶遠程瀏覽功能;添加門站現(xiàn)場視頻監(jiān)控功能，操作人員在監(jiān)控過程畫面的同時掌握現(xiàn)場實際視頻畫面;提供用戶和功能權(quán)限管理;為了提高系統(tǒng)可靠性，設(shè)計了上位機冗余。最后測試了系統(tǒng)主要功能，滿足天然氣門站的監(jiān)控需求。
　　本文的門站監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)流量計量、閥門控制、報警監(jiān)測、事件記錄、數(shù)