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騰控PLC在LNG加氣站中的應用
作者:騰控科技    來源:www.r2pgalaxy.com    發布于:2014-07-16 11:12:41   

摘要:

  騰控科技T-910 PLC應用于LNG加氣站,三個串口分別與觸摸屏、讀卡器、流量計之間采用Modbus RTU通訊,網口與S7-300 PLC之間采用Modbus TCP通訊,T-910 PLC讀取用戶IC卡余額,通過觸摸屏設置加氣量,T-910 PLC自動執行加氣動作、向S7-300 PLC發送開泵命令、生成加氣量和加氣余額、對IC卡扣除消費金額、退卡等一整套完整的加氣過程。

關鍵詞:可編程控制器 LNG加氣站 讀卡器 S7-300 Modbus RTU Modbus TCP

  液化天然氣,是Liquefied Natural Gas的英文縮寫,以下簡稱LNG,為無色、無味、無毒、無腐蝕性的液體,主要成分是甲烷,是天然氣經壓縮、冷卻至其沸點(-161.5攝氏度)后變成液體,通常液化天然氣儲存在-161.5攝氏度、0.1MPa左右的低溫儲存罐內。LNG被公認是地球上最干凈的能源,其體積約為氣態下的1/600,其重量為同體積水的45%左右。LNG燃燒后對空氣污染非常小,而且放出熱量大,且成本低于汽油,由于人們對環境保護的重視,天然氣因其環保的特性在工業生產和日常生活中被大量使用,廣泛用于發電、汽車燃料、化工原料、民用燃料等方面,其消耗量以5%~10%的速度逐年增長。

  某城市LNG加氣站選擇了騰控T-910 PLC為主控制器,該LNG加氣站用于交通運輸工具的加氣。LNG加氣站有兩個特點,即低溫和防爆,在控制上要根據國家相關標準和規范精心制作工藝設備和控制參數,限于篇幅,本文不介紹低溫和防爆場合下的控制,以下將以T-910 PLC為重點介紹LNG加氣站的工作過程。

  LNG加氣站由儲存罐、調壓器、氣化器、緊急切斷閥、加臭裝置、加氣機等設備組成。LNG由罐車運輸,現場裝液,由加氣機卸液,完成給用戶的加氣過程。LNG加氣站在使用過程中,依靠一套自動控制,監控整個加氣站的狀態和控制加氣過程,完成加氣計費。

  LNG加氣站的控制系統包括LNG儲蓄罐運行控制、加氣計費系統,其中LNG儲蓄罐關鍵參數如下:

  •  卸車進液總管壓力;
  •  氣化器出口管壓力與溫度;
  •  加熱器出口管壓力與溫度;
  •  LNG儲罐液位、壓力與報警聯鎖;
  •  BOG加熱器壓力;
  •  調壓器后壓力;

  加氣計費系統由加氣機完成,加氣機由PLC、觸摸屏、讀卡器、流量計、循環閥組成。圖1是某LNG加氣站使用騰控T-910 PLC為主控制器的控制系統組成,其中S7-300 PLC用于LNG儲存罐運行控制,在加氣時接受T-910 PLC發出的指令,執行低溫泵和閥的啟停。T-910 PLC安裝在加氣機中,T-910 PLC在COM1口與防爆觸摸屏通訊,T-910 PLC的COM2口與讀卡器通訊,T-910 PLC的COM3口與質量流量計通訊,T-910的以太網口通過交換機、CP343-1與S7-300 PLC通訊,其中T-910 PLC的三個串口COM1~COM3為Modbus RTU協議,均作為主站使用,T-910 PLC的以太網口為Modbus TCP協議,作為服務器端,S7-300 PLC作為客戶端。

  整個加氣站的控制核心是騰控T-910 PLC,LNG加氣站投入運行后,LNG儲存罐保持一定的存量,由S7-300 PLC維持LNG儲存罐即卸液管路的正常狀態,當加氣機發出命令時,可以立即將LNG氣體送達加氣機,以下介紹加氣過程。

騰控PLC在LNG加氣站中的應用--圖1.JPG

  第一步:當用戶需要加氣時,通過觸摸屏選擇加氣付費方式:①IC卡②現金,如果用戶選擇了IC卡加氣,則進入第二步,如果選擇了現金加氣則進入第四步;

  第二步:將IC卡插入讀卡器,用戶的IC卡要預先充值,T-910 PLC讀取IC卡卡號,在觸摸屏上顯示卡號,并提示用戶輸入密碼,T-910 PLC比較本IC卡密碼和用戶輸入的密碼,若匹配則顯示余額;

  第三步:IC卡加氣模式,觸摸屏提示用戶輸入加氣量,或加氣金額,若IC卡余額足夠支付用戶輸入的加氣量,則進入第五步;

  第四步:現金加氣模式,觸摸屏提示用戶輸入加氣量;

  第五步:T-910 PLC根據上次加氣時間判斷是否需要大循環,若不需要大循環則進入第六步,若需要大循環則提示用戶加氣槍是否就位,就為后可按啟動按鈕,進入大循環,大循環結束后,進入第六步;

  第六步:觸摸屏提示用戶加氣槍是否與用戶設備連接,確認連接后,按加氣按鈕,開始加氣,即T-910 PLC向加氣機發出打開循環閥命令,向S7-300 PLC發出開泵和開閥命令,LNG液體開始加注到用戶設備,同時T-910 PLC根據流量計數值開始計算并在觸摸屏上實時顯示已加注量和金額;

  第七步:當加注量達到第三步或第四部中的設定值時,T-910 PLC發出關閉加氣機上的循環閥命令、停泵、關閥命令,鎖定加注量和加注金額,形成最終加注量和金額;

  第八步:IC卡假期模式,T-910 PLC在IC卡上扣除最終加注金額,彈卡;如果是現金加氣模式則提示用戶繳費。然后顯示本次加氣結束,進入待命狀態為下一次加氣做準備。

  物聯網應用:T-910 PLC的以太網口連接互聯網,可通過以太網直接連接,也可采用無線通訊模塊(DTU)連接到以太網,T-910 PLC支持主動上傳,即主動周期性地將計費信息上傳給服務器。服務器給每個用戶分配一個賬戶,用戶進入自己的賬戶可隨時隨地通過IE瀏覽器管理查看自己的所有LNG加氣站運行情況,記錄顯示加氣站的收入支出情況,所有用戶IC卡的交易明細等。

  T-910 PLC具有三個獨立的串口,一個以太網口,都可以獨立工作,具有12個光電隔離的數字量輸入通道,8個繼電器隔離的數字量輸出通道,8個16位A/D模擬量輸入通道,2個12位D/A模擬量輸出通道,支持IEC61131-3編程環境,支持多任務、中斷、混合編程、文件讀寫、自由口通訊、TCNET網絡計算等功能,極大的擴展了用戶應用范圍。
 

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