电控柜设计说明.docx
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电控柜设计说明
本电控柜由变频器、低压电器系统、SIEMENS可编程控制器、信号隔离转换器、模拟量采集模块、触摸屏、温度、压力变送器等组成一套完整的LNG加气站设备控制、保护系统。
具有对泵、阀、储罐的控制、检测报警、停机之功能，实现加气站设备的自动运行、控制和保护，出现故障时自动声光报警、自动停机、故障查询等。
PLC采用模块化结构，易于扩展和根据工艺要求调整控制方式，12位的模拟量采集精度能够实时有效的检测各温度、压力值的变化；触摸屏能实现各种参数的在线设置、修改、调用以及监控各设备的工作情况。
电控柜由PLC控制柜和变频配电柜两部分组成。
PLC控制柜完成加气站各设备的顺序控制功能，属于弱电部分，变频配电柜完成泵的变频控制和加气站的配电功能，属于强电部分。
1、配电柜电源：
3相380V50Hz，；
2、PLC控制柜电源：
220VAC50Hz；
3、低温泵：
3φ380VAC/11KW/0-120HZ；
4、加气机：
220V/50HZ
5、照明用电：
220V/50HZ；
6、电磁阀：
DC24V
7、PLC数据保持时间：
存储卡长期保存。
1、环境温度：
最高40℃，最低-30℃
2、天然气危险环境：
二类危险区
3、相对湿度：
46%～95%
4、无导电尘埃和破坏绝缘介质的气体或蒸汽；
5、无剧烈振动和冲击；
6、良好通风条件。
该电控柜由西门子S7－300作为主控制器。
现场各种模拟量信号（压力、温度信号）由变送器（安置于现场）转换为4—20mA的电流信号，经PLC的A/D采集模块，送入CPU处理。
CPU对实时信号和设定信号比较，并作相应报警处理。
同时监控整个系统流程。
触摸屏用于参数设置、实时信号显示以及故障报警显示。
合上主电源断路器QF0后，加气站供电系统接通，控制系统的各种参数可根据实际情况进行调整。
按控制柜面板上的“急停”按钮，可使整个控制柜和加气站断电。
必须将此“急停”按钮旋转复位，主电源断路器QF0才能合上。
控制系统分手动和自动控制两种方式。
手动控制部分由触摸屏面板上的“手动/自动”切换按钮完成。
在手动控制方式下运行时，“电磁阀PV1打开”、“电磁阀PV1关闭”、“电磁阀PV2打开”、“电磁阀PV2关闭”、“电磁阀PV3打开”、“电磁阀PV3关闭”、“电磁阀PV4打开”、“电磁阀PV4关闭”、“电磁阀PV5打开”、“电磁阀PV5关闭”、“电磁阀PV6打开”、“电磁阀PV6关闭”、“电磁阀PV7打开”、“电磁阀PV7关闭”、“变频器（泵）启动”、“变频器（泵）停止”，“泵预冷启动”、“泵预冷停止”按钮可单独控制各个设备。
手动运行时，无自动启、停机动作，无故障报警保护功能，只能用于维修和调试。
在手动情况下低温泵的转速可通过修改西门子440变频器的频率参数P1004进行改变。
泵和电磁阀运行时均有状态显示。
自动控制要承担的任务是对储罐、低温泵、站内工艺阀门以及加气机的监控，完成卸车、储存、调压、加气等各种工艺过程的采集、控制、显示、报警等监控功能，又具有参数查询、修改等功能，同时要完成对气站的安全状态进行监测，通过泄漏报警仪等监测设备及时发现泄漏等隐患，并予报警并关闭紧急切断阀。
自动控制分为卸车、调压、加气和待机等运行模式，控制系统针对这几种不同的工艺运行模式分别自动进行切换和控制。
合上电源，系统处于待机模式，只有触摸屏控制系统、加气机控制系统和上位机控制系统给出相关允许命令信号时，系统才能切换到其它运行模式。
在待机模式状态下PV1打开。
以下三种方法可进入自动控制运行方式：
●系统上电后直接进入自动控制运行方式。
●按触摸屏面板上的“手动/自动”切换按钮可以进入自动控制运行方式。
●按上位机面板上的“手动/自动”切换按钮可以进入自动控制运行方式。
在主画面中控下“运行模式选择”按钮——进入卸车运行模式——卸车运行模式确定——进入卸车运行模式——提示接好管道，打开V001阀——确认后PV04开，并提示同时进行槽车增压——进行压力平衡，当槽车压力增压达到要求后——按确定按钮——关PV04阀，开PV02，PV03阀——延时——泵运转——储罐满——报警——停机——进入待机模式。
在主画面中控下“运行模式选择”按钮——进入调温调压运行模式——调温调压运行模式确定——先择运行模式——增压模式（判断符合条件后开启PV06，PV07）——减压模式（判断符合条件后开启PV01，PV03，启泵）——增温模式（判断符合条件后开启PV01，PV05，启泵）——结束模式运行——停机——进入待机模式。
调压时低温泵的转速可通过修改西门子440变频器的频率参数P1002进行改变
3、加气运行模式
在主画面中控下“运行模式选择”按钮——进入加气运行模式——加气运行模式确定（或者加液机请求加液）——进入加气运行模式———PV1、——泵预冷完成后——泵运转——延时——泵运转正常——加气机预冷或加气信号结束——保持状态等待——加气结束——是否还要加气——不继续加气——停机——进入待机模式。
加气时低温泵的转速可通过修改西门子440变频器的频率参数P1003进行改变
系统一旦通电进入自动状态就开启报警系统，进入正常运行、监控状态。
注：
正常与不正常，主要是指检测的压力、温度是否在要求的范围内，变频器、电机是否有故障。
在自动运行的任一状态任一时候按下停止按钮，系统将停泵复位相关输出，并返回到待机状态。
报警有声报警和光报警。
5、正常停机
系统在卸车、调压、加气模式正常运行并完成相关动作后停机并返回到待机运行模式，等待下一次的启动。
6、故障停机
当监控发现故障时，系统声光报警，同时在触摸屏上显示报警信息，根据故障性质分三种情况：
、如果检测到压力、液位、温度超过报警值，系统报警，作员根据具体情况进行处理；
、如果检测到变频器故障，系统报警停机，返回到待机状态；
、如果检测到燃气浓度高，系统报警，操作员根据具体情况进行处理。
如果检测到燃气浓度超高、火灾报警，系统断电急停；
注：
系统故障报警时，按“消音”按钮，声报警解除。
故障解除后，按“复位”按钮后，光报警解除。
故障）
按“急停”按钮，所有设备断电停止运行。
重新开机前，必须复位“急停”按钮给主回路重新上电。
（1）数据显示：
系统正常运行时触摸屏显示累积运行、单次运行时间等信息，具体操作方法请参见触摸屏软件介绍部分。
主电压在控制柜面板上显示；
储罐压力、泵的进出口压力、储罐液位、储罐内液体温度、泵池温度、燃气气浓度、泵的运行时间等在触摸屏上显示。
（2）状态显示
电源指示、系统故障（光报警）和声报警在控制柜面板上显示。
低温泵运行、PV1电磁阀、PV2电磁阀、PV3电磁阀、PV4电磁阀、PV5电磁阀、PV6电磁阀、PV7电磁阀运行状态在触摸屏上显示。
（3）故障查询
在触摸屏上可显示各报警值的详细信息，如：
压力低、压力高、温度高、燃气浓度高等。
（4）参数设置
参数设置方法请参加触摸屏软件介绍部分。
系统故障包括各种压力、液位、温度超限和主机、辅机过载保护。
通过触摸屏显示的报警信息可确定故障的位置，在故障排除后按“复位”按钮将该报警消息从触摸屏窗口中删除。
系统出现故障后再次启动前，必须进行复位。
当监控发现故障时，系统报警、故障显示（报警内容具体，方便操作人员可以根据显示的内容迅速查找故障原因）。
根据外形尺寸及地脚螺钉孔打好地基，待养生期到后可进行设备就位、找平、埋妥地脚螺钉。
水泥固化后可把紧地脚螺钉以固定设备。
按图接上电源线，输出线。
检查进出线正确之后，应检查绝缘，用500V摇表在2MΩ以上方可送电，否则要检查原因并消除之后，方可送电。
检查电机绝缘和电线连接性，转子转动灵活性，机械传动机构是否正常。
以上均正常后，接通电源，并注意现场不能因电机转动而伤害人和设备。
观察电机运转是否正常，包括电流大小，转速高低，以及旋转方向是否正确。
保证使用时不要超负荷运转。
定期进行维护保养，经常检查接线鼻子有无松动，尘埃太厚时应及时清理，否则，可能使绝缘降低引起短路或“放炮”。
更换元件时，应核准元件参数，如耐压、电流、尺寸等，接线时注意极性。
尺寸：
高×宽×深（2000×800×600）mm
为了避免用户修改报警参数不当而造成设备运行不正常，非专业人员不得进行数据修改，专业人员修改数据时须慎重。
十三、系统参数设置参考表
名称
位号
变送器量程
报警值
停机值
备注
贮槽压力
P3
0～1.6MPa
>0.8MPa
参数可调
泵进口压力
P2
0～1.6MPa
<0.8MPa\>0.4MPa
参数可调
泵出口压力
P1
0～3MPa
>1.4MPa
参数可调
贮槽液位
LT
0～20KPa
<0.1m;>2.2m
参数可调
泵池进口温度
T1
-200～100℃
参数可调
泵池溢流口温度
T2
-200～100℃
参数可调
罐区燃气浓度
0～100%LEL
卸车区燃气浓度
0～100%LEL
加气区燃气浓度
0～100%LEL
卸车自然平衡压力
0.1MPa
卸车增压平衡压力
0.3MPa
卸车时泵出进最低压差
0.3MPa
卸车储罐满高限
1.85m
卸车储罐满高高限
1.986m
泵预冷的溢流口温度高限
-125℃
泵预冷结束的温度差高限
3℃
调压时泵出进最低压差
0.2MPa
调压的泵池进口温度低限
-139℃
加气时泵出进最低压差
0.4MPa
说明：
报警值：
指当参数超出报警设定值时,系统发出报警信号。
停机值：
指当参数超出停机设定值时,系统自动停机。
报警发生时，闪光报警器发出报警，触摸屏显示相应的报警内容。
十二、触摸屏软件使用简介
本系统主要通过触摸屏来实现人机的交互，完成各控制功能。
在线路连接确认无误后，进行下一步的操作，在触摸屏的不同界面上都有各个功能不同的控制按钮，用手指单击即可完成相应的控制要求。
1、开机界面
当系统正常上电后，触摸屏呈现此界面“开机界面”，也是该程序的主界面，如下图所示：
（开机画面）
通过“开机界面”可以控制网络中的五台压缩机的停机、进站阀开、进站阀关；在自动运行状态，单击“消音”、“复位”按钮时，可对系统进行相应操作控制。
单击“实时数据”、“手/自动控制”、“运行状态”、“故障查询”、“参数设置”等按钮时，可切换到相应的界面。
●显示压力、温度等实时数据；
●显示运行时间（单次和累计）；
●可进行消音、复位、手/自动切换。
2、实时数据
在系统正常运行时，可以通过单击开机界面上的“实时数据”查看系统中的各个压力值、温度值、天然气浓度值，如下图所示：
（实时数据1）
单击上图“实时数据1”中的“下一页”进入“实时数据2”界面，可以查看相关的数据情况，如下图所示：
（实时数据2）
单击上图“实时数据2”中的“上一页”返回到“实时数据1”。
在系统正常运行时，可以通过单击开机界面上的“手/自动控制”按钮，在操作员输入正确的密码后进入手动控制界面。
在手/自动控制界面中，可以单独控制系统中的各电磁阀、变频器的启动、停止，如下图所示：
单击上图中的“下一页”进入“泵/阀控制”界面，可以控制系统中的预冷泵的启动、停止，如下图所示：
、
（手动控制界面2）
单击上图“泵/阀控制”中的“上一页”返回到“泵/阀控制1”。
单击“泵/阀控制1”、“泵/阀控制2”界面上的“返回”按钮均可截换到“开机界面”。
在系统正常运行时，可以通过单击开机界面上的“运行状态”查看系统中的各风机、水泵、阀门的启动、停止，如下图所示：
（运行状态）
在上图“运行状态”中，指示灯和右边的文本显示是一致的，如上图所示指示灯显示时，表示设备的停止状态，与其对应的文字指示相符；当指示灯以相反的状态显示时，表示设备的运行状态，与其对应的文字指示相符。
单击界面上的“返回”按钮均可切换到“开机界面”。
5、故障信息
在系统运行时，如需查看故障信息，可在“开机界面”中单击“故障信息”按钮，进入故障查询显示界面，如下图所示，
（故障信息）
在该界面可查询本次上电以来的所有报警信息。
当系统出现报警信息时，系统画面会自动弹出报警信息显示界面。
该画面可关闭，若故障未解除，可从报警指示器上显示报警信息数量，报警解除后，报警指示器自动消失。
单击“故障信息”中的“返回”按钮可截换到“开机界面”。
6、参数设置
在系统运行时，如需进行参数设置操作，可在“开机界面”中单击“参数设置”按钮，系统弹出一对话框，提醒用户输入用户名（ADMIN）和密码，用户在输入了正确的密码之后进入系统参数设置画面，如下图所示：
（参数设置1）
在“参数设置1”画面中，可以浏览和修改系统的各项参数设定值（包括停机报警、量程），其操作方法是，单击需要修改的参数值，系统弹出一个数字面板，在其上面可修改当前参数值。
点击“下一页”按钮可进入到下一页参数设置界面，点击“返回”按钮可返回到上一界面。
成都华气厚普机电科技有限责任公司
2009.11
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