液化天然气站监控系统设计与实现

【摘要】： 为了调峰和补充气源,佛山天然气管网新建了明城液化天然气站。由于液化天然气的固有特性和潜在危险性,需要有一套高度可靠的监控系统来保障液化天然气站的安全运行。 本论文分析了国内外液化天然气站监控系统的发展现状,针对明城液化天然气站的特殊要求,采用监控软件组合PLC的方式构建监控系统。分析讨论了几种监控软件的优缺点后,选用了澳大利亚LogicaCMG公司的MOSAIC监控软件,PLC采用西门子S7-400 PLC CPU和S7-300 PLC输入输出模块相结合的方式,S7 414-4H CPU可以实现热备冗余。按照工艺控制的需求,开发了基于MOSAIC的监控软件和PLC应用程序,由PLC完成数据采集、逻辑判断、报警输出,基于MOSAIC开发的监控软件实现工艺流程显示、数据显示、数据存储、报警管理、阀门控制等功能。分析比较几种通讯方案后,选择了明城液化天然气站监控系统和调度中心的通讯方式,采用光纤为主,GPRS为备的主备通讯方式。根据贸易计量要求,构建了以涡轮流量计为主的天然气计量系统,对试运行过程出现的计量误差进行分析,并提出了解决方案。 结合监控系统试运行的效果,对系统的可靠性、安全性与扩展性进行了分析。明城液化天然气站监控系统已运行8个月,实践证明该系统可靠性高、安全性好、扩展性强。不仅完全满足当前液化天然气站的监控要求,也为将来明城站的二期工程留下了扩展的空间。 【关键词】：液化天然气 监控与数据采集系统 可编程逻辑控制器
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP277
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 引言10
• 1.2 国内外发展现状10-11
• 1.3 项目背景11-12
• 1.4 明城液化天然气站 SCADA 系统采取的技术路线12
• 1.5 本文的主要工作12-13
• 第二章 明城液化天然气站的工艺流程及设备13-20
• 2.1 明城液化天然气站工艺流程13-15
• 2.2 特殊的工艺设备15-17
• 2.2.1 LNG 储罐15-16
• 2.2.2 LNG 管道16
• 2.2.3 LNG 阀门16
• 2.2.4 气化器16-17
• 2.2.5 BOG 加热器和 EAG 加热器17
• 2.3 液态天然气站的运行管理17-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第三章 LNG 站 SCADA 系统的特殊需求及总体设计20-27
• 3.1 液化天然气站SCADA 系统需求的特殊性20
• 3.2 液化天然气站SCADA 系统的功能20-21
• 3.2.1 SCADA 系统的主要功能20
• 3.2.2 需要报警的参数20-21
• 3.2.3 连锁控制要求21
• 3.3 SCADA 系统的总体设计21-23
• 3.4 SCADA 系统检测点统计23-25
• 3.4.1 模拟量输入23-24
• 3.4.2 开关量输入24
• 3.4.3 开关量输出24
• 3.4.4 模拟量输出24-25
• 3.5 监控软件的选择25-26
• 3.6 PLC 的选型26
• 3.7 本章小结26-27
• 第四章 SCADA 系统的数据采集27-39
• 4.1 天然气流量计和流量计算机27-31
• 4.1.1 三种天然气流量计的比较27-28
• 4.1.2 涡轮流量计的工作原理28
• 4.1.3 涡轮流量计的选型28
• 4.1.4 天然气流量修正的原理28-29
• 4.1.5 流量计算机的选择29-30
• 4.1.6 计量误差的分析及解决30-31
• 4.2 可燃气体报警系统31-33
• 4.2.1 可燃气体探测器检测原理31-32
• 4.2.2 可燃气体检测系统的构建32-33
• 4.3 自动化仪表和执行机构33
• 4.4 PLC 控制软件设计33-38
• 4.4.1 PLC 硬件配置33
• 4.4.2 PLC 应用程序的主要功能块33-34
• 4.4.3 PLC 逻辑控制功能的实现34-36
• 4.4.4 PLC 报警功能的实现36-37
• 4.4.5 LNG 存量计算37-38
• 4.5 本章小结38-39
• 第五章 基于MOSAIC 的监控软件的实现39-48
• 5.1 点配置39-40
• 5.2 数据库的生成40-42
• 5.3 数据的采集、存储和历史曲线42-43
• 5.4 事件处理43-44
• 5.5 图形用户界面开发44-45
• 5.6 用户权限控制45-47
• 5.7 本章小结47-48
• 第六章 SCADA 系统的通讯48-63
• 6.1 MODBUS 通讯协议48-52
• 6.2 SCADA 系统通讯网络52-53
• 6.3 MOX602 通讯协议转换器53-55
• 6.3.1 MOX602 硬件53
• 6.3.2 MOX602 编程软件53-55
• 6.4 PLC 与 MOX602 的通讯55-57
• 6.5 流量计修正仪与 MOX602 的通讯57-58
• 6.6 流量计算机与 MOX602 的通讯58-59
• 6.7 可燃气体探测器与 MOX602 的通讯59
• 6.8 明城 LNG 站与调度中心的通讯59-61
• 6.8.1 通讯方式的选择59-60
• 6.8.2 光纤通讯60
• 6.8.3 无线通讯60-61
• 6.9 本章小结61-63
• 第七章 系统使用效果63-66
• 7.1 监控软件的运行界面63-64
• 7.2 系统可靠性与安全性分析64-65
• 7.2.1 监控软件的安全性分析64
• 7.2.2 连锁保护的可靠性与安全性分析64-65
• 7.2.3 防雷设备的可靠性分析65
• 7.3 系统扩展性分析65
• 7.4 本章小结65-66
• 结论与展望66-67
• 1、总结66
• 2、展望66-67
• 参考文献67-69
• 致谢69-70
• 答辩委员会对论文的评定意见70

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