工业数据监控系统在储配站中的应用
2015/11/4 9:11:13 点击： 文章来源：www.jshhcc.com
1前言
邯郸市煤气公司滏东储配站于 1998年开工建设 ，2000年 11月正式运行投产。本站是以一座十万立方米曼型稀油密封干式气柜为核心 的储气 、送气系统。滏东储配站是邯郸市发展大煤气事业 的基础性设施 ，它的安全运行是保证全市城市管网正常供气的重要环节，起着储存气体、控制管网压力、调节供气平衡的重要作用。由于储配站属易燃易爆场所 ，储存气量大 ，虽然本站位于城市 的城乡边缘地带，并与居民稠密区 、大型公共建筑 、重要的物资仓库及通讯和交通枢纽等重要设施保持较远的距 离。但是 ，随着城市规模的不断扩大，煤气储配站 因受其工艺要求的限制 ，难以做 到远离城市。因此 ，确保城市煤气储配站及周边环境的安全就显得尤为重要。为了加强滏东储配站煤气设施的安全管理 ，实现设备设计 、设备运行 、设备维护、设备分析的 自动化和科学化，最大限度的保证储配站的安全运行 ，滏东储配站筹建处成立了项 目攻关组，经过艰辛 的努力 ，采用先进的德 国西门子 SIMATICS7—300PLC，德 国 UNI公 司的数字传感器，北京泰而坦公司开发 的专用监控软件 ，投人 了全过程 自动控制 ，实现 了现场数据的采集分析，进出站阀门的控制。实现了全程自动化 、数字化。经过四年的运行 ，各项指标运行良好 ，不仅保障了气柜的安全运行 ，并且取得了良好 的经济效益和社会效益。
邯郸市煤气公司滏东储配站于 1998年开工建设 ，2000年 11月正式运行投产。本站是以一座十万立方米曼型稀油密封干式气柜为核心 的储气 、送气系统。滏东储配站是邯郸市发展大煤气事业 的基础性设施 ，它的安全运行是保证全市城市管网正常供气的重要环节，起着储存气体、控制管网压力、调节供气平衡的重要作用。由于储配站属易燃易爆场所 ，储存气量大 ，虽然本站位于城市 的城乡边缘地带，并与居民稠密区 、大型公共建筑 、重要的物资仓库及通讯和交通枢纽等重要设施保持较远的距 离。但是 ，随着城市规模的不断扩大，煤气储配站 因受其工艺要求的限制 ，难以做 到远离城市。因此 ，确保城市煤气储配站及周边环境的安全就显得尤为重要。为了加强滏东储配站煤气设施的安全管理 ，实现设备设计 、设备运行 、设备维护、设备分析的 自动化和科学化，最大限度的保证储配站的安全运行 ，滏东储配站筹建处成立了项 目攻关组，经过艰辛 的努力 ，采用先进的德 国西门子 SIMATICS7—300PLC，德 国 UNI公 司的数字传感器，北京泰而坦公司开发 的专用监控软件 ，投人 了全过程 自动控制 ，实现 了现场数据的采集分析，进出站阀门的控制。实现了全程自动化 、数字化。经过四年的运行 ，各项指标运行良好 ，不仅保障了气柜的安全运行 ，并且取得了良好 的经济效益和社会效益。
2系统环境
硬件 ：PIII500MHz内存 128MCD—ROM光驱
软件 ：操作平台 ：Windows171"4．0Workstation操作系统
数据平台：支持 ODBC开放数据库管理系统并带有 ACCESS数据库驱动程序 。
硬件 ：PIII500MHz内存 128MCD—ROM光驱
软件 ：操作平台 ：Windows171"4．0Workstation操作系统
数据平台：支持 ODBC开放数据库管理系统并带有 ACCESS数据库驱动程序 。
3系统建立方案
为满足技术要求和现场实际情况，此控制系统 的设计具有以下功能：通过专用的计算机软件 ，实现生产现场 的动态监控。 良好 的人机界面、清晰的组态 图形 ，使得操作人员通过计算机屏幕，对现场的各种工况变化一 目了然。在现场生产中，为提高整个控制系统的精确性 ，在油水分离器、柜底油槽、活塞、风机 、进 出站管线等部位上均设计了局部反馈功能 ，这些相互独立系统 的反馈功能构成 了对总系统反馈控制的有力支持 。当系统 出现压力报警或煤气浓度报警时 ，一方面通过 PLC程序实现 自动停车 ，另一方 面借助音响系统 ，在值班室的操作人员可以立即听到报警信号，及时采取相应措施。考虑到生产现场某些部位属于 ，现场盲区、煤气高浓度区，技术人员不宜接近 ，在现场设置了电视监视设备，让技术人员实现远程监控。为便于管理，还配备了现场无线通话设备。
通过微机联网 ，在 中央控制室设置了一个大屏幕显示屏 ，在屏幕上可以动态显示站区内所有设备的情况 ，让管理人员从宏观上掌握全站的生产状况 。
通过远程网络 ，可以直接接到总公司的局域网，从而实现各部门之间的数据通讯和数据共享。
控制系统以模拟输入 、数字输入为中介从现场采集各种信号 ，进入计算机的信号经数据处理后计算机再发出相应的控制信号或输出信号，通过模拟输出、数字输出传递到工控机等装置来控制现场。控制系统具有 6屏画面：系统工艺运行 图、气柜检测参数 系统 图、密封油系统 图、油泵运行状况显示 、运行控制系统 、历史曲线记录。
为满足技术要求和现场实际情况，此控制系统 的设计具有以下功能：通过专用的计算机软件 ，实现生产现场 的动态监控。 良好 的人机界面、清晰的组态 图形 ，使得操作人员通过计算机屏幕，对现场的各种工况变化一 目了然。在现场生产中，为提高整个控制系统的精确性 ，在油水分离器、柜底油槽、活塞、风机 、进 出站管线等部位上均设计了局部反馈功能 ，这些相互独立系统 的反馈功能构成 了对总系统反馈控制的有力支持 。当系统 出现压力报警或煤气浓度报警时 ，一方面通过 PLC程序实现 自动停车 ，另一方 面借助音响系统 ，在值班室的操作人员可以立即听到报警信号，及时采取相应措施。考虑到生产现场某些部位属于 ，现场盲区、煤气高浓度区，技术人员不宜接近 ，在现场设置了电视监视设备，让技术人员实现远程监控。为便于管理，还配备了现场无线通话设备。
通过微机联网 ，在 中央控制室设置了一个大屏幕显示屏 ，在屏幕上可以动态显示站区内所有设备的情况 ，让管理人员从宏观上掌握全站的生产状况 。
通过远程网络 ，可以直接接到总公司的局域网，从而实现各部门之间的数据通讯和数据共享。
4系统组成
工业工控机作为中央控制单元 ，配有组态软件，选用大屏幕实时监视界面 ，实现各控制点 的动态显示 、数据修改、故障诊断、自动报警 ，还可显示查询历史事件记录 ，系统各主要部件累计运行时间，各装置的工艺流程 图，各装置结构图等。
中央控制单元和下位机 PIE之间采用串行通讯方式进行数据交换 ，通常距离在 1000m以内选用 485双绞线通讯方式 ，较长距离选用光纤通讯 ，超长距离选用无线通讯方式 。下位机选用 PIE控制 ，根据控制对象 的多少 ，控制对象的范围选用相应数量的 PLC进行控制 ，PIE之间数据是利用 内部链接寄存 器 ，实现数据交换和共享 。该系统对现场进行实时监控具有很高的可靠性 ，且编程简单 、灵活。
6系统功能工业工控机作为中央控制单元 ，配有组态软件，选用大屏幕实时监视界面 ，实现各控制点 的动态显示 、数据修改、故障诊断、自动报警 ，还可显示查询历史事件记录 ，系统各主要部件累计运行时间，各装置的工艺流程 图，各装置结构图等。
中央控制单元和下位机 PIE之间采用串行通讯方式进行数据交换 ，通常距离在 1000m以内选用 485双绞线通讯方式 ，较长距离选用光纤通讯 ，超长距离选用无线通讯方式 。下位机选用 PIE控制 ，根据控制对象 的多少 ，控制对象的范围选用相应数量的 PLC进行控制 ，PIE之间数据是利用 内部链接寄存 器 ，实现数据交换和共享 。该系统对现场进行实时监控具有很高的可靠性 ，且编程简单 、灵活。
5系统模拟运行图
控制系统以模拟输入 、数字输入为中介从现场采集各种信号 ，进入计算机的信号经数据处理后计算机再发出相应的控制信号或输出信号，通过模拟输出、数字输出传递到工控机等装置来控制现场。控制系统具有 6屏画面：系统工艺运行 图、气柜检测参数 系统 图、密封油系统 图、油泵运行状况显示 、运行控制系统 、历史曲线记录。
6．1运行数据采集管理
该系统具有 4个泵房的 8个油泵压力、1个放散量 、1个进出口压力 、4个密封油油位 、2个柜内压力 、1个柜容、4台罗茨式鼓风机等数据采集功能。对 8个油泵压力进行处理，然后计算每台油泵每天的启动次数和运行时间 ，对放散量进行数据 累计处理 ，并对每个数据采集点进行上下限报警处理 ，对气 柜的柜内压力、煤气进出 口温度 、压力、风机风压值 、水流量 、活塞油位、煤气浓度及分布进行实时监控 、存储并可根据需要进行打印。
该系统具有 4个泵房的 8个油泵压力、1个放散量 、1个进出口压力 、4个密封油油位 、2个柜内压力 、1个柜容、4台罗茨式鼓风机等数据采集功能。对 8个油泵压力进行处理，然后计算每台油泵每天的启动次数和运行时间 ，对放散量进行数据 累计处理 ，并对每个数据采集点进行上下限报警处理 ，对气 柜的柜内压力、煤气进出 口温度 、压力、风机风压值 、水流量 、活塞油位、煤气浓度及分布进行实时监控 、存储并可根据需要进行打印。
6．2报警管理
根据气柜系统运行要求设定报警变量 、类型及方式 ，对报警信息进行存储 、打印和管理 。
6．3近 、远程控制功能
通过操作画面中手动按钮可切换为手动控制。手动控制包括两个煤气柜的放散阀控制、进出／21阀控制 、活塞上下限位控制 ，并对充柜 阀门、风机、供油系统设备进行远程并显示工作状态及设备开启度。
6．3．1手动控制
通过操作画面中手 自动按钮可切换 为手动控制 。手动控制包 括两个煤气柜的放散阀控制 、进出 121阀控制 、活塞上下限位控制 。
6．3．1．1放散 阀控制
在手动控制状态下 ，点击手动开按钮显示开时 ：放散 阀则加大开度 ；点击手动开按钮显示停 时：放散阀停止加大开度。点击手动关按钮显示关时：放散 阀则减小开度 ；点击手动关按钮 显示停 时：放散阀停止 减小开度。手动开／关具有互锁功能。
6．3．1．2进出口阀控制
在手动控制状态下 ，点击手动开按钮显示开时 ：进出121阀则加大开度；点击手动开按钮显示停时：进出口阀停止加大开度。点击手动关按钮显示关时：进出 121阀则 减小开度 ；点击手动关按钮显示停时 ：进 出口阀停止减小开度。手动开／关具有互锁功能。
6．3．1．3活塞上下 限位控制
在手动控制状态下，控制阀的开关运转靠操作人员的指令执行 ，但此状态下系统程序对活塞上下限位作了处理 ，保证活塞不会出现着床或冒顶。
6．3．2自动控制
通过操作 画面中的手 自动按钮可切换为 自动控制。 自动控制包括两个煤气柜 的放散阀控制、进出口阀控制、活塞上下限位控制和活塞的速度控制。
6．3．2。1放散阀控制
在自动控制状态下 ，系统将按照人工设定的进出口压力值自动进行放散阀门的开 、关 、停控制，阀门的开度将按照实际进出口压力进行自动调节。
6．3．2．2进出口阀控制
在自动控制状态下 ，系统将按照人工设定的进出口压力值自动进行进出 121阀门的开、关 、停控制 ，阀门的开度将按照实际进出 口压力和活塞的实际高度进行 自动调节。
6．3．2．3活塞上下限位控制
在自动控制状态下 ，程序随时检测活塞的高度和进出121压力 ，然后根据工艺控制的逻辑关系 ，程序对活塞上下限位作了处理 ，保证活塞不会出现着床或冒顶。
6．3．2．4活塞速度控制
在自动控制状态下 ，程序根据活塞的高度随时计算活塞上下运行的速度，然后对进出121阀门开度进行限制 以确保活塞上下运行速度小于每分钟 O．4m。
6．4动态报表功能
数据库中的运行数据及表格可直接生成报表 ，或自定义报表。
根据气柜系统运行要求设定报警变量 、类型及方式 ，对报警信息进行存储 、打印和管理 。
6．3近 、远程控制功能
通过操作画面中手动按钮可切换为手动控制。手动控制包括两个煤气柜的放散阀控制、进出／21阀控制 、活塞上下限位控制 ，并对充柜 阀门、风机、供油系统设备进行远程并显示工作状态及设备开启度。
6．3．1手动控制
通过操作画面中手 自动按钮可切换 为手动控制 。手动控制包 括两个煤气柜的放散阀控制 、进出 121阀控制 、活塞上下限位控制 。
6．3．1．1放散 阀控制
在手动控制状态下 ，点击手动开按钮显示开时 ：放散 阀则加大开度 ；点击手动开按钮显示停 时：放散阀停止加大开度。点击手动关按钮显示关时：放散 阀则减小开度 ；点击手动关按钮 显示停 时：放散阀停止 减小开度。手动开／关具有互锁功能。
6．3．1．2进出口阀控制
在手动控制状态下 ，点击手动开按钮显示开时 ：进出121阀则加大开度；点击手动开按钮显示停时：进出口阀停止加大开度。点击手动关按钮显示关时：进出 121阀则 减小开度 ；点击手动关按钮显示停时 ：进 出口阀停止减小开度。手动开／关具有互锁功能。
6．3．1．3活塞上下 限位控制
在手动控制状态下，控制阀的开关运转靠操作人员的指令执行 ，但此状态下系统程序对活塞上下限位作了处理 ，保证活塞不会出现着床或冒顶。
6．3．2自动控制
通过操作 画面中的手 自动按钮可切换为 自动控制。 自动控制包括两个煤气柜 的放散阀控制、进出口阀控制、活塞上下限位控制和活塞的速度控制。
6．3．2。1放散阀控制
在自动控制状态下 ，系统将按照人工设定的进出口压力值自动进行放散阀门的开 、关 、停控制，阀门的开度将按照实际进出口压力进行自动调节。
6．3．2．2进出口阀控制
在自动控制状态下 ，系统将按照人工设定的进出口压力值自动进行进出 121阀门的开、关 、停控制 ，阀门的开度将按照实际进出 口压力和活塞的实际高度进行 自动调节。
6．3．2．3活塞上下限位控制
在自动控制状态下 ，程序随时检测活塞的高度和进出121压力 ，然后根据工艺控制的逻辑关系 ，程序对活塞上下限位作了处理 ，保证活塞不会出现着床或冒顶。
6．3．2．4活塞速度控制
在自动控制状态下 ，程序根据活塞的高度随时计算活塞上下运行的速度，然后对进出121阀门开度进行限制 以确保活塞上下运行速度小于每分钟 O．4m。
6．4动态报表功能
数据库中的运行数据及表格可直接生成报表 ，或自定义报表。
通过查询数据库和参数表进行气柜系统运行状态查询 ，系统对油泵压力 、放散 阀开度、进 出口阀开
度 、活塞高度 、进 出口压力、柜内压力可进行长达一个月的历史 曲线记 录，对查询结果进行统计 ，报表打
印输 出。
6．6运行状态分析
通过操作界面显示的供油系统 、供气 系统 、气柜密封系统、仪表 、煤气浓度分 布图及参数表及时把握、分析气柜系统工作状态。
7系统运行状况
系统经过近四年的运行 ，气柜的数据统计、分析 、远程控制等功能每天都在使用 ，运行状态 良好 。系统的使用大大降低 了事故的发生率和运行工作人员的劳动强度 ，提高了气柜维护 的应急能力 ，借助报警功能 ，加强气柜运行监测 ，减少了运行事故的发生几率。事实证明该系统功能强大、操作简便、节省人 力物力、工作效率高、安全性能强 ，充分发挥了计算机的强大作用，系统的正常运行不仅提高了气柜安全运行的效率 ，节约了成本 ，而且还为邯郸市煤气公司进一步实现“数字供气”进行了有益的探索 ，并打下了坚实的基础 。----------------本文由干式气柜（http://www.jshhcc.com）整理发布，如需转载请注明！
度 、活塞高度 、进 出口压力、柜内压力可进行长达一个月的历史 曲线记 录，对查询结果进行统计 ，报表打
印输 出。
6．6运行状态分析
通过操作界面显示的供油系统 、供气 系统 、气柜密封系统、仪表 、煤气浓度分 布图及参数表及时把握、分析气柜系统工作状态。
7系统运行状况
系统经过近四年的运行 ，气柜的数据统计、分析 、远程控制等功能每天都在使用 ，运行状态 良好 。系统的使用大大降低 了事故的发生率和运行工作人员的劳动强度 ，提高了气柜维护 的应急能力 ，借助报警功能 ，加强气柜运行监测 ，减少了运行事故的发生几率。事实证明该系统功能强大、操作简便、节省人 力物力、工作效率高、安全性能强 ，充分发挥了计算机的强大作用，系统的正常运行不仅提高了气柜安全运行的效率 ，节约了成本 ，而且还为邯郸市煤气公司进一步实现“数字供气”进行了有益的探索 ，并打下了坚实的基础 。----------------本文由干式气柜（http://www.jshhcc.com）整理发布，如需转载请注明！
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