天然气利用工程PLC控制系统技术方案Word文档格式.docx

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LNG气化站由储罐区、气化区、汽车卸车区、放散塔、集液池、电子汽车衡、门卫、控制室及值班室、消防水池、生产辅助用房等组成。

工艺流程

卸车过程——液化天然气（LNG）槽车或LNG集装箱车将LNG通过公路运输至本站后，利用槽车上的升压气化器将LNG卸至站内低温储罐内（设计压力为1.0MPa，卸车时储罐压力为0.4MPa），或通过站内设置的卸车增压气化器将LNG集装箱车内的LNG卸至站内低温储罐内。

气化过程——储罐内的LNG利用自增压气化器升压，将罐内LNG压力升至所需的工作压力（0.6MPa），利用其压力，将液态LNG送至空温式气化器进行气化，当环境温度较低时，气化后的低温天然气需再经过水浴式复热器将天然气温度升到10℃，经气化后的天然气再通过调压（压力调至0.2～0.4MPa）、计量、加臭装置送入输配管网，为用户供气。

1.3方案

根据乙方对现有系统的了解和收到的技术资料，我们采用下面的方案：

A采用冗余的带有ProfibusDP通讯总线接口的CPU315-2DP控制器完成给控制任务，由于采用了冗余结构，两套控制器互为备份，当主控制器出现故障时，可以在极短的时间内切换到备份控制器，继续完成控制任务，最大程度保证控制系统的可靠性。

BCPU315-2DP包括了128K的RAM，最大支持1024本地DI/DO，16K分布式DI/DO。

速度为0.1MS/1K指令，完全满足系统的技术要求。

C所有的输入输出模块全部有故障诊断功能，而且支持热插拔。

当某个模块出现故障时，无需停止整个控制系统，只需将故障模块拆除，直接更换模块即可，最大限度保证控制系统的连续稳定运行。

B整个系统输入输出模块保留15%的通道余量，为系统扩展提供接口。

C使用计算机和人机界面软件实现实时监控和操作，在计算机中插入通讯网卡，与CPU315-2DP建立通讯连接。

工控机上安装STEP7V5.2编程软件和WinCC组态软件用于编程和图形显示。

E操作员站作为监视、控制、维护和事故处理的HMI（人机界面），在操作站上可调出系统中任意一个信息画面进行集中监视和控制。

操作人员、维护人员和系统工程师在相应的操作站上根据口令等级进行常规控制、复杂控制、系统维护、控制环节的建立和扩充。

对不同的应用要求提供专用的操作画面。

1.4一般供货条件

控制系统包含以下构件：

Ø

PLC柜，包括主控PLC，所有输入输出模块和相关控制接线，详情见控制系统技术规格和材料单

操作台1个

上位监控计算机1台，接口卡和相关监控编程软件

系统软件与控制软件

其它附件

现场服务及现场培训

资料

1.5资料

所有资料将基于西门子标准。

语言∶中文和英文

纸张规格：

DINA4

单位：

公制

二控制系统技术规格和材料单

2.1概述

乙方保证给新的PLC提供先进、可靠的SIMATICS7PLC和STEP7应用软件。

在合同执行过程中遇到技术发展和产品更新情况下，为了尽可能达到最先进的设备性能，在征求用户同意后，乙方能够根据规格书中必要的技术部分做相关的改变。

2.2SIMATICS7-300硬件

SIMATIC提供了最新设计的硬件，软件系统，应用标准，同时也提供了服务，这统一的代表特性的组合给予系统相当高的灵活性以满足整个生产厂的应用需求。

根据过程运用的不同要求，SIMATIC可从标准元件中组态以符合过程处理控制系统的任务。

取决于将要完成的任务，工艺过程的独立分部可应用一个或多个SIMATIC控制站来实现。

所有必需的过程处理功能如调节，控制，排列顺序，锁定等都组入这些站中。

模拟和二进制输入/输出模块使得过程处理站与工艺过程相连接。

有用于各种不同类型过程处理信号的输入/输出模块，必要时可把过程处理信号连接和延迟转换到S7-300站的CPU中。

A、CPU315-2DP

规格型号：

CPU315-2DP

通讯接口：

9针Sub-D插座MPI，9针Sub-D插座PROFIBUSDP

传输协议：

MPI/PROFIBUS-DP

最大传输速率：

12Mbit/s

最大地址空间：

1024字节输入，1024字节输出

最大从站数量：

32个

额定电源电压：

24VDC

电源电压范围：

20～30VDC

空载电流输入：

60mA

电源故障缓冲：

5ms

保护等级：

IP20

工作环境：

温度：

0～＋60℃，湿度：

10～95％

尺寸：

40×

125×

120mm

重量：

0.29Kg

B、分布式I/O

B．1ET200M分布式I/O站的主要构成

ET200M分布式I/O站主要由以下几部分组成：

SITOP直流电源

DIN安装机架

BM总线模板

IM153-1通讯接口模块

高可靠的I/O信号接口模块

B．2ET200M分布式I/O站的主要功能

现场控制站的ET200M分布式I/O站通过PROFIBUS-DP现场总线与S7-300中央控制器进行实时通讯，它主要功能是：

采集现场I/O信号，通过ET200M的I/O信号接口模块将现场数字量或模拟量信号传送到中央控制站，同时将中央控制器发送来的控制信号送至现场。

每个ET200M分布式I/O站最多可配置8个S7-300系列的I/O信号接口模块。

根据标书的技术要求，本自控系统选用了如下几种I/O信号接口模块：

SM321数字量输入模块：

16通道/32通道

SM322数字量输出模块：

SM331模拟量输入模块：

8通道

SM332模拟量输出模块：

4通道

ET200M分布式I/O站所有模块均采用了光电隔离

ET200M分布式I/O站的所有I/O信号接模块均采用了光电隔离，并具有限流、限压保护，现场任何高压、大电流信号都不会造成ET200M分布式I/O站其它模块的损坏，具有很好的抗干扰性能。

ET200M分布式I/O站所有模块均具有自动故障检测和显示功能

ET200M分布式I/O站的所有I/O信号接模块均具有LED状态显示功能，可直观地显示出模块工作是否正常。

SM331模拟量输入模块还具有信号开路、非正常输入信号检测功能。

ET200M分布式I/O站符合下列的国家标准或国际标准

DIN、EN、IEC

ULcertificate

CSAcertificate

FMclass1div.2;

groupA,B,C,D

温度组T4（≤135℃）

造船业认证

B.3ET200M分布式I/O站的主要技术参数

通讯接口模块

IM153-1

9针Sub-D插座

PROFIBUS-DP

128字节输入，128字节输出

最大模块数量：

8个

最大电流消耗：

625mA（额定电压时）

额定输出电压：

5VDC

最大输出电流：

1A（对于底板总线）

40×

0.35Kg

数字量输入模块

SM321

输入点数：

16点/32点

额定输入电压：

输入电压范围：

信号1时：

15～30VDC；

信号0时：

-3～5VDC

典型输入电流：

信号1时，7mA

最大静态电流：

1.5mA

最大输入延时：

4.8ms

最大电缆长度：

600m（未屏蔽）

典型功率消耗：

6.5W

15mA（背板总线）

光耦合器隔离：

有

绝缘试验电压：

500VD

0.26Kg

数字量输出模块

SM322

输出点数：

电源电压：

24VAC

短路保护：

有

200m（未屏蔽）

3W

70mA（背板总线），160mA（前连接器）

0.23Kg

模拟量输入模块（0-20mA）

SM331

8路

输入信号：

0/4～20mA

允许最大输入电压：

60V

允许最大输入电流：

40mA

分辨率：

15位

基本误差极限：

±

0.05%

积分时间：

2.5~100ms

输入阻抗：

50欧姆

故障诊断功能：

有（红色LED表示总故障，诊断信息可读出）

温度：

0.29Kg

模拟量输入模块（热电偶/热电阻）

SM331

8路热电偶/8路RTD电阻式温度计

热电偶类型T,U,E,J,L,K,N,R,S,B

热电阻类型Pt100,Pt200,Ni100

10M欧姆

0.6W

0.21Kg

模拟量输出模块

SM332

4点

输出范围：

0/4～20mA

最大负载阻抗：

500MΩ

额定负载电压：

最大开路电压：

14VDC

0.1%

最大转换时间：

2.5ms

典型功率消耗