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1、罗克韦尔自动化产品在河北省天然气一期工程中的应用罗克韦尔自动化产品在河北省天然气一期工程中的应用ronggang导语：本文介绍了罗克韦尔自动化产品在河北省天然气利用一期工程中的应用情况，ControlLogix组成的自控系统、SCADA系统等摘要：本文介绍了罗克韦尔自动化产品在河北省天然气利用一期工程中的应用情况，ControlLogix组成的自控系统、SCADA系统等。关键词：输气管道ControlLogixSCADA系统河北省能源构造长期以煤炭为主，占总能源消费的89%以上，电力、燃气的消费相对较少，这种能源品种构造的不公道，造玉成省城市大气污染严重。因此，必须大力调整能源构造，大量使用天
2、然气等干净能源，使全省的资源、环境、经济协调开展。天然气具有煤炭、石油所无法比较的环保上风。我国的天然气开发利用虽起步较晚，但在目前和今后相当长的时间内，将得到大力开展，这就为河北省利用天然气资源提供了一个历史契机。河北省天然气利用一期工程即陕京线北京石家庄支线，是关系到河北省工业消费、人民生活、减少大气污染、改善和进步环境质量的大事，涉及各行各业与千家万户，关系国计民生。建立该工程的主要目的就是：调整河北省的能源构造，进步城镇居民生活质量，减少大气污染、改善和进步环境质量。河北省天然气利用一期工程是河北省重点工程，省长一号工程。该工程设计年输气才能15108m3年。始于陕京输气管道二站村阀室
3、，终点为石家庄末站，沿线共经过15个县、市、区，全长201.7km。主管线管径508，设计压力6.3MPa。沿线共设4座工艺站场，7座截断阀室。自动控制采用集中监控及数据收集系统SCADA系统，调度控制中心设在石家庄末站，由调度中心对沿线各站场的消费运行进展数据收集、监测和控制，各站设PLC站控系统。公道的工艺程度、高精度的交接计量、调压技术和先进自控程度，使本工程到达了九十年代末世界先进程度。三、输气站场工艺简介本工程沿线共设置4座工艺站场，分别为：涿州首站、保定分输站、定州分输站和石家庄末站。每座站场在设计时均考虑投产初期气量较小的情况，并设有反输流程，在条件允许的情况下，天然气从石家庄输
4、至涿州，向沿线各城市供气。全线总体流程示意图涿州首站站内分为两个局部，一局部包括天然气进站截断放空、天然气别离、天然气计量上游，该局部由北京集输公司治理；另一局部包括天然气总计量下游以及向涿州市分输局部的调压、计量等。在涿州首站还设有气体在线分析。涿州首站照片保定分输站主要包括清管器收发装置2套、气体进站别离以及向保定市分输局部的调压计量。定州分输站主要包括天然气截断放空和向定州分输局部的别离、调压计量等。石家庄末站照片四、自控系统4.1概述本工程自动控制设计内容包括涿州首站、保定分输站、定州分输站、石家庄末站站控系统和石家庄调度控制中心等。涿州首站、保定分输站、定州分输站和石家庄末站的站控系
5、统负责收集站场工艺经过参数和运行状态等，如温度、压力、流量及供配电系统等参数，对阀门的开、关和故障状态、火灾报警、可燃气体检测等进展监测。石家庄调度控制中心是管线的治理中心和调度核心，负责对管道沿线的涿州首站、保定分输站、定州分输站和石家庄末站的运行实行统一调度治理，监视站场重要的运行参数和状态，设定值和各项操纵命令可以从调度中心准确地下到达有关站场。站场控制系统和调度中心组成了SCADA系统。SCADA系统框图4.2自控程度调度控制中心、中间各站场站控系统、现场仪表组成一个三级监测、控制治理的系统形式。第一级：为就地仪表、手动和站场系统监控站场仪表。第二级：实现站控系统值班控制室内的集中监视
6、控制站控系统。第三级：石家庄设调度控制中心集中远程监视控制监控及数据收集系统即SCADA系统。4.3控制方案本工程仪表及自动化系统的设计、选型以技术先进、经济实用为原那么，自控系统采用监控及数据收集系统SCADA系统。在石家庄末站设调度控制中心，首站、末站及各分输站均设站控系统监控全站。经过仔细的考察和比选，采用了罗克韦尔自动化ControlLogix系列PLC构成集中监视、分散控制方案。ControlLogix系列PLC是罗克韦尔自动化公司最新推出的、功能更强大的可编程逻辑控制器。它有以下特点：模块化：ControlLogix系统的模块化的I/O、内存及通讯接口为用户提供了一种即可组态又便于
7、扩展的系统。用户可以根据需要灵敏配置所需的I/O数目，内存容量以及通讯网络。以后当用户需要进一步扩展系统时，可随时添加I/O，内存及通讯接口。最大I/O点数为128000。带电插拔：ControlLogix允许用户带电插拔系统中的任何模块，而不会对模块造成损坏。这样用户就可以在继续维持系统运行的同时更换故障模块。高分辩率I/O：最高16位，可选带自诊断功能模块，I/O故障报告。高速传送：ControlLogix所采用的PRODUCER/CONSUMER技术使得数据可以在网络之间，网络的链路之间以及通过背板的模块之间实现有效的高速传送。高强度工业硬件平台：ControlLogix采用特殊设计的高
8、强度工业硬件平台，进而可耐受振动，高温以及各种工业环境下的电器干扰。分布式处理：通过Ethernet，ControlNet和DeviceNet网络将处理器连接起来，可以实现分布式处理。IEC-1131-complaint操纵系统：该操纵系统提供了真正具有优先级的多任务环境，进而允许用户通过单独排定软件组件来知足自己的应用要求。这就大大进步了处理器的效率而且降低了本钱，由于它可以减少用户整个控制系统的处理器数目。4.4系统组成及特点本系统中冗余的ControlLogix站控制系统由以下几个局部组成：两个四槽框架：1756-A4；两个处理器模块：1756-L55M13；两个ControlNet模块
9、：1756-CNB/D；两个冗余模块：1757-SRM；冗余模块连接电缆：1757-SRC1；两个I/O框架：包括ControlNet模块，ENET模块，串口通讯模块1756-MVI，相应的I/O模块。用于连接超声波流量计、涡轮流量计、电动球阀和其它现场仪表设备。主要信号包括420mADC、开关信号、RS485接口信号等。这个冗余系统的主要特点有：控制系统高可靠性的最优化；完全不需要用户编程；保证在最高优先级任务逻辑控制下的输出的无扰动切换；切换只需100ms；支持Logix5555处理器及CNBD系列以上模块；切换相对通过各种网络与冗余框架相连的其它设备来讲完全透明；从主控制器到从控制器的程
10、序装载经过完全透明；对主控制器在线进展的设置/命令/编辑自动传递给从控制器；用户可对切换进展“取消或者“恢复操纵。ControlLogix冗余系统与I/O框架用ControlNet连接，与上位机及调度中心通过以太网连接。4.5系统功能站控制系统主要功能：数据收集、数据处理；站场设备控制；现场设备远程控制；站场正常关闭控制和紧急停车控制；各系统数据通讯；各系统时钟同步；操纵员权限控制：操纵员身份确认，行为记录；报警治理：显示所有存在的报警和所有返回到正常状态下没有经过确认的报警情况，显示报警时间；趋势曲线治理：包括时实和历史趋势曲线；监视控制画面：准确形象显示现场工艺流程，支持快捷键操纵；报表生
11、成：定时打印消费报表、历史报表等。上位监控软件使用了开放的面向工业应用的集成开发软件Citect。SCADA系统主通讯手段为DDN，同时采用PSTN作为备用通道。调度控制中心的计算机硬件系统由效劳器、操纵员工作站、工程师工作站、经理终端及报警、报表打印机等组成。为进步系统的可靠性，效劳器和局域网LAN采用冗余配置，操纵员工作站、工程师工作站等均作为局域网上的一个节点，分享效劳器的资源。这样设计不仅技术先进、操纵简单，且经过工业消费理论考验具有很高可靠性。软件的配置采用模块化，以便于版本修改和晋级。调度控制中心具备了以下多种功能：全线工艺流程画面显示；数据实时收集、显示和存储历史数据；实时数据和
12、历史数据搜索查阅；流量计算数据表显示；流量分析及计算；贸易结算治理；消费报表的生成和打印日报、周报、月报等；报警、事件记录和打印、事故报警预告及追忆；事故的远程站场紧急停车控制；系统配置及总貌图显示；消费运营和调度治理；与陕京线调度中心通讯。五、完毕语该工程于2001年6月18日开工，12月19日投产，何少存副省长及省各有关部门的指导参加了开工和投产仪式。该工程当年设计、当年施工、当年投产，创造了多项新业绩。建成投产后，可以调整河北省的能源构造，改善生态环境，进步城镇居民生活质量，同时带动和促进河北省国民经济的快速和安康开展，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益，对推动河北省的天然气事业的开展具有重大意义。罗克韦尔自动化ControlLogix系列PLC在该工程中，经两年考验，具有运行稳定、可靠性高、程序修改灵敏、操纵方便等特点，为管线控制系统长周期运行起了非常重要的作用。