LNG站控系統(tǒng)介紹

1、LNG氣化站站控系統(tǒng)介紹一、站控系統(tǒng)概述 ：整個(gè)控制系統(tǒng)按功能劃分為L(zhǎng)NG 儲(chǔ)罐區(qū)、 LNG 氣化區(qū)、公用區(qū)域和一個(gè)控制中心：LNG 存儲(chǔ)區(qū)包括2臺(tái) LNG 儲(chǔ)罐的監(jiān)視控制；LNG 氣化區(qū)主要包括氣化設(shè)備、加臭裝置及計(jì)量系統(tǒng)；公用區(qū)域作為系統(tǒng)輔助區(qū)域，包括消防水、雨淋閥組等設(shè)備的控制；控制中心包括操作員站、上位計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面（HMI）、可燃?xì)怏w泄漏報(bào)警裝置、PLC 控制柜等控制設(shè)備；操作員通過(guò)控制中心來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的儀器、儀表、閥門(mén)等設(shè)備。（一）卸車(chē)流程 液化天然氣的來(lái)源： 由LNG 集裝箱槽車(chē)運(yùn)到LNG 氣化站。集裝箱罐車(chē)由站區(qū)專用卸車(chē)增壓系統(tǒng)升壓至0.7MPa，通過(guò)壓差卸液，每車(chē)卸液速度22

2、.5 小時(shí)左右。 （二）氣化流程 系統(tǒng)設(shè)置 2 臺(tái)3000 Nm3/h 空溫式氣化器（1開(kāi)1備），氣化器出口NG 溫度不低于環(huán)境溫度 10。考慮冬季寒冷，空溫式氣化器后配置一臺(tái) 3000Nm3/h的電加熱水浴式NG加熱器，保證氣化后的氣體溫度大于5。 同時(shí)儲(chǔ)存期間產(chǎn)生的BOG 氣體通過(guò)手動(dòng)閥放至空溫式 BOG 加熱器，空溫式加熱器氣化量400Nm3/h，使氣體溫度大于5。系統(tǒng)設(shè)置300Nm3/h 空溫式 EAG 加熱器，當(dāng)氣體放空時(shí)，使其密度低于空氣密度，便于高空排放。 （三）工藝模式 工藝監(jiān)控分為系統(tǒng)啟動(dòng)、系統(tǒng)正常運(yùn)行、系統(tǒng)正常停車(chē)、系統(tǒng)緊急停車(chē)模式，由上位機(jī)人機(jī)界面操作、PLC 編程控制實(shí)

3、現(xiàn)。 1、 系統(tǒng)正常啟動(dòng)分為進(jìn)液和出液兩種操作。 進(jìn)液操作啟動(dòng)步驟如下： LNG 罐進(jìn)液閥門(mén)開(kāi)啟；（氣動(dòng)控制閥） 上進(jìn)液手動(dòng)閥門(mén)開(kāi)啟，稍后下進(jìn)液手動(dòng)閥門(mén)開(kāi)啟；（手動(dòng)控制閥） 出液操作啟動(dòng)步驟如下： LNG 儲(chǔ)罐下進(jìn)液手動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉（手動(dòng)控制閥）。 儲(chǔ)罐自增壓液壓手動(dòng)閥開(kāi)啟（手動(dòng)控制閥）。 LNG 儲(chǔ)罐氣相閥門(mén)開(kāi)啟（手動(dòng)控制閥）； 根據(jù)選擇的氣化方式，打開(kāi)相應(yīng)的氣化器入、出閥門(mén)（手動(dòng)控制閥）； LNG 進(jìn)液緊急切斷閥打開(kāi)(氣動(dòng)控制閥),根據(jù)設(shè)定的LNG 儲(chǔ)罐出液氣相壓力設(shè)定值，調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐自增壓氣化器出口壓力調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，調(diào)節(jié)LNG 儲(chǔ)罐的氣相壓力； LNG 儲(chǔ)罐氣相壓力達(dá)到設(shè)定值后，打開(kāi)出液緊急切斷

4、閥； 根據(jù)選擇的氣化方式，相應(yīng)的氣化器進(jìn)液緊急切斷閥門(mén)開(kāi)啟（氣動(dòng)控制閥）；選擇空溫氣化器+電加熱水浴式NG加熱器方式時(shí)，對(duì)應(yīng)的蒸汽調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟。2、系統(tǒng)正常運(yùn)行模式 系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)于LNG 儲(chǔ)罐的液位、壓力及氣化器出口溫度、壓力等進(jìn)行監(jiān)控；其中包括以下幾方面的控制功能： 儲(chǔ)罐增壓器調(diào)節(jié)閥的控制： 工藝上采用兩臺(tái)調(diào)節(jié)閥一用一備的方式來(lái)調(diào)節(jié) LNG 儲(chǔ)罐的氣相壓力，以確保出液的過(guò)程中LNG 儲(chǔ)罐的氣相壓力維持恒定；在上位機(jī)畫(huà)面上可以設(shè)置： （1） 儲(chǔ)罐增壓器調(diào)節(jié)閥的控制方式：手動(dòng)、自動(dòng)； （2） 選擇一臺(tái)調(diào)節(jié)閥工作、一臺(tái)調(diào)節(jié)閥備用； （3） 設(shè)定LNG 儲(chǔ)罐出液時(shí)的氣相壓力LNG 儲(chǔ)罐按照設(shè)

5、定的壓力值通過(guò)調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐增壓器的出口調(diào)節(jié)閥 的開(kāi)度調(diào)節(jié)LNG 儲(chǔ)罐的氣相壓力，使LNG 儲(chǔ)罐的氣相壓力維持在設(shè)定值； 監(jiān)控站區(qū)內(nèi)其它工藝參數(shù)如壓力、溫度、液位、流量并進(jìn)行報(bào)警； 考慮到沙縣地區(qū)的氣候條件，氣化區(qū)的溫度控制模式分為二級(jí)： I 環(huán)境溫度高于或等于 10時(shí)，采用空溫氣化器氣化； II 環(huán)境溫度低于 10時(shí)，采用空溫氣化器 +電加熱水浴式NG加熱器； 在 I 和 II 兩種情況下，對(duì)于兩臺(tái)空溫氣化器采用定時(shí)控制和溫度檢測(cè)控制相結(jié)合的方式，溫度檢測(cè)控制優(yōu)先的原則；即：兩組空溫汽化器采用定時(shí)切換的工藝方式，當(dāng)一組空溫氣化器工作一定時(shí)間后，自動(dòng)切換到另一臺(tái)空溫氣化器，以確保空溫氣化器的汽氣化效

6、果。當(dāng)空溫氣化器的出口溫度低于環(huán)境溫度10以下時(shí)，兩組汽化器自動(dòng)切換；3、系統(tǒng)正常停車(chē)模式：系統(tǒng)正常停車(chē)模式分為進(jìn)液和出液兩種操作： 進(jìn)液操作停車(chē)步驟： （1） 關(guān)閉LNG 儲(chǔ)罐的進(jìn)液閥門(mén)（氣動(dòng)控制閥）； （2） 關(guān)閉LNG 上進(jìn)液手動(dòng)閥（手動(dòng)控制閥）； 出液操作停車(chē)步驟： （1） 關(guān)閉相應(yīng)的LNG 出液控制閥（氣動(dòng)控制閥）； （2） 關(guān)閉相應(yīng)的氣化器入口閥（氣動(dòng)控制閥）及其它相關(guān)設(shè)備； （3） 關(guān)閉相應(yīng)的進(jìn)出口閥（手動(dòng)控制閥）； （4 ） 關(guān)閉相應(yīng)LNG 儲(chǔ)罐氣相閥； 4、系統(tǒng)緊急停車(chē)模式 ：重大事故工況下，控制系統(tǒng)需急速做出反應(yīng)。系統(tǒng)緊急關(guān)閉進(jìn)、出液閥門(mén)（氣動(dòng) 控制閥）； 二、系統(tǒng)方案PL

7、C 系統(tǒng)PLC即可編程控制器，（Programmable logic Controller）。是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。 其特點(diǎn)有：1、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 。一般PLC無(wú)故障時(shí)間可達(dá)到30萬(wàn)個(gè)小時(shí)。2、配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) ?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。 3、易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 。編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯

8、編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。4、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 。PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線。5、體積小，重量輕，能耗低 。 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類(lèi)。 1、開(kāi)關(guān)量的邏輯控制 ：這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。 2、模擬量控制 ：在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、

9、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。 3、運(yùn)動(dòng)控制 ：PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。4、過(guò)程控制 ：過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。 5、數(shù)據(jù)處理 ：現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。 6、通信及聯(lián)網(wǎng) ：PLC通信含PLC間的通信及PLC

10、與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 本次氣化站控制系統(tǒng)配置采用 SIEMENS S7-300 系列 PLC 作為現(xiàn)場(chǎng)級(jí)控制器。西門(mén)子的PLC 以其高性能在我國(guó)的各行各業(yè)得到了廣范的應(yīng)用。S7-300/400 屬于模塊式 PLC，主要由機(jī)架、CPU 模塊、信號(hào)模塊、功能模塊、接口模塊、通訊處理器、電源模塊和編程設(shè)備組成，各種模塊安裝在機(jī)架上。通過(guò) CPU 模塊或通信模塊上的通信接口，PLC 連接到通信網(wǎng)絡(luò)上，可以與計(jì)算機(jī)、其它 PLC 或與其它設(shè)備通

11、信。 組態(tài)編程軟件 ：采用西門(mén)子公司的WinCC、STEP 7 軟件WinCC 概述 ：西門(mén)子公司的WinCC 是WindowsControlCenter（視窗控制中心）的簡(jiǎn)稱。它 集成了 SCADA、組態(tài)、腳本（Script）語(yǔ)言和 OPC等先進(jìn)技術(shù)，為用戶提供了Windows 操作系統(tǒng)（Windows2000或 XP ）環(huán)境下使用各種通用軟件的功能。WinCC 繼承了西門(mén)子公司的全集成自動(dòng)化（TIA）的技術(shù)先進(jìn)和無(wú)縫集成的特點(diǎn)。WinCC運(yùn)行于個(gè)人計(jì)算機(jī)環(huán)境，可以與各種自動(dòng)化設(shè)備及控制軟件集成，具有豐富的設(shè)置項(xiàng)目、可視窗口的菜單選項(xiàng)，使用方式靈活、功能齊全； STEP7 介紹 ：STEP7

12、 是西門(mén)子 SIMATIC 工業(yè)軟件中的一員,它是用于對(duì)可編程邏輯控制器 (PLC)進(jìn)行組態(tài)和編程的軟件包 ：（1）該工具為自動(dòng)化項(xiàng)目的硬件進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)設(shè)置，可以對(duì) PLC 機(jī)架上的硬件進(jìn) 行配置，設(shè)置各種硬件模塊的參數(shù)；（2）該工具集成了梯形邏輯圖LAD（Ladder Logic）、語(yǔ)句表STL（Statement List）和 功能塊圖FBD（Funtion Block Diagram）三種編程語(yǔ)言的編輯、編輯、編譯和調(diào)試功能； （3）該工具可以對(duì) PLC 各站的各硬件模塊進(jìn)行在線診斷，顯示相關(guān)的故障的信息和狀態(tài)信息 ；（一）系統(tǒng)主要控制功能及聯(lián)鎖條件 整個(gè)氣化站主要采用常規(guī)監(jiān)控，對(duì)于關(guān)

13、鍵參數(shù)采用聯(lián)鎖控制。主要聯(lián)鎖控制過(guò)程 如下： 1、 LNG 電加熱水浴式NG加熱器，通過(guò)調(diào)節(jié)氣化器入口蒸汽（熱水）的流量來(lái)調(diào)節(jié)出口 NG 氣體的溫度；遠(yuǎn)程即時(shí)采集氣化器出口氣體溫度，通過(guò) PID 實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)入口蒸汽（熱水）流量，使出口氣體溫度維持在設(shè)定值；當(dāng)出口氣體溫度低于下下限值時(shí)，自動(dòng)關(guān)斷LNG水浴式加熱器入口緊急切斷閥；如果在設(shè)定時(shí)間內(nèi)出口氣體溫度仍低于設(shè)定下限值時(shí)，停止出液操作并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)； 2、儲(chǔ)罐增壓器出口氣體調(diào)節(jié)閥（氣動(dòng)閥門(mén)）的調(diào)節(jié)由 PLC 編程自動(dòng)控制，儲(chǔ)罐氣相壓力低于設(shè)定值時(shí)，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)開(kāi)大，儲(chǔ)罐氣相壓力高于設(shè)定值時(shí)，氣動(dòng)控制閥自動(dòng)關(guān)小； 3、故障狀況下，如工藝區(qū)燃?xì)庑孤﹫?bào)警、進(jìn)、出液操作時(shí) LNG 儲(chǔ)罐液位、壓力報(bào)警、其它工藝參數(shù)報(bào)警等等，控制室聲光報(bào)警； 4、各氣動(dòng)控制閥均設(shè)閥位開(kāi)關(guān)，在控制室 IP1 柜面板及上位機(jī)畫(huà)面中顯示閥的啟閉狀態(tài)；5、 LNG 進(jìn)、出液操作的聯(lián)鎖條件： （1） LNG 儲(chǔ)罐進(jìn)液操作主要的聯(lián)鎖條件如下： a、 IP1 柜面板轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) SA 自動(dòng)模式 b、 現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) Sax 遠(yuǎn)程位置 c、 LNG 儲(chǔ)罐處于自動(dòng)模式 d、 急停按鈕（含CB1-CB6