摘要:
騰控科技T-910 PLC應(yīng)用于LNG加氣站,三個(gè)串口分別與觸摸屏、讀卡器、流量計(jì)之間采用Modbus RTU通訊,網(wǎng)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(shè)置加氣量,T-910 PLC自動(dòng)執(zhí)行加氣動(dòng)作、向S7-300 PLC發(fā)送開泵命令、生成加氣量和加氣余額、對(duì)IC卡扣除消費(fèi)金額、退卡等一整套完整的加氣過程。
關(guān)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(jiǎn)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(jīng)壓縮、冷卻至其沸點(diǎn)(-161.5攝氏度)后變成液體,通常液化天然氣儲(chǔ)存在-161.5攝氏度、0.1MPa左右的低溫儲(chǔ)存罐內(nèi)。LNG被公認(rèn)是地球上最干凈的能源,其體積約為氣態(tài)下的1/600,其重量為同體積水的45%左右。LNG燃燒后對(duì)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(duì)環(huán)境保護(hù)的重視,天然氣因其環(huán)保的特性在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中被大量使用,廣泛用于發(fā)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(zhǎng)。
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(yùn)輸工具的加氣。LNG加氣站有兩個(gè)特點(diǎn),即低溫和防爆,在控制上要根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范精心制作工藝設(shè)備和控制參數(shù),限于篇幅,本文不介紹低溫和防爆場(chǎng)合下的控制,以下將以T-910 PLC為重點(diǎn)介紹LNG加氣站的工作過程。
LNG加氣站由儲(chǔ)存罐、調(diào)壓器、氣化器、緊急切斷閥、加臭裝置、加氣機(jī)等設(shè)備組成。LNG由罐車運(yùn)輸,現(xiàn)場(chǎng)裝液,由加氣機(jī)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(dòng)控制,監(jiān)控整個(gè)加氣站的狀態(tài)和控制加氣過程,完成加氣計(jì)費(fèi)。
LNG加氣站的控制系統(tǒng)包括LNG儲(chǔ)蓄罐運(yùn)行控制、加氣計(jì)費(fèi)系統(tǒng),其中LNG儲(chǔ)蓄罐關(guān)鍵參數(shù)如下:
- 卸車進(jìn)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(chǔ)罐液位、壓力與報(bào)警聯(lián)鎖;
- BOG加熱器壓力;
- 調(diào)壓器后壓力;
加氣計(jì)費(fèi)系統(tǒng)由加氣機(jī)完成,加氣機(jī)由PLC、觸摸屏、讀卡器、流量計(jì)、循環(huán)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(tǒng)組成,其中S7-300 PLC用于LNG儲(chǔ)存罐運(yùn)行控制,在加氣時(shí)接受T-910 PLC發(fā)出的指令,執(zhí)行低溫泵和閥的啟停。T-910 PLC安裝在加氣機(jī)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(zhì)量流量計(jì)通訊,T-910的以太網(wǎng)口通過交換機(jī)、CP343-1與S7-300 PLC通訊,其中T-910 PLC的三個(gè)串口COM1~COM3為Modbus RTU協(xié)議,均作為主站使用,T-910 PLC的以太網(wǎng)口為Modbus TCP協(xié)議,作為服務(wù)器端,S7-300 PLC作為客戶端。
整個(gè)加氣站的控制核心是騰控T-910 PLC,LNG加氣站投入運(yùn)行后,LNG儲(chǔ)存罐保持一定的存量,由S7-300 PLC維持LNG儲(chǔ)存罐即卸液管路的正常狀態(tài),當(dāng)加氣機(jī)發(fā)出命令時(shí),可以立即將LNG氣體送達(dá)加氣機(jī),以下介紹加氣過程。
第一步:當(dāng)用戶需要加氣時(shí),通過觸摸屏選擇加氣付費(fèi)方式:①IC卡②現(xiàn)金,如果用戶選擇了IC卡加氣,則進(jìn)入第二步,如果選擇了現(xiàn)金加氣則進(jìn)入第四步;
第二步:將IC卡插入讀卡器,用戶的IC卡要預(yù)先充值,T-910 PLC讀取IC卡卡號(hào),在觸摸屏上顯示卡號(hào),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(jìn)入第五步;
第四步:現(xiàn)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(jù)上次加氣時(shí)間判斷是否需要大循環(huán),若不需要大循環(huán)則進(jìn)入第六步,若需要大循環(huán)則提示用戶加氣槍是否就位,就為后可按啟動(dòng)按鈕,進(jìn)入大循環(huán),大循環(huán)結(jié)束后,進(jìn)入第六步;
第六步:觸摸屏提示用戶加氣槍是否與用戶設(shè)備連接,確認(rèn)連接后,按加氣按鈕,開始加氣,即T-910 PLC向加氣機(jī)發(fā)出打開循環(huán)閥命令,向S7-300 PLC發(fā)出開泵和開閥命令,LNG液體開始加注到用戶設(shè)備,同時(shí)T-910 PLC根據(jù)流量計(jì)數(shù)值開始計(jì)算并在觸摸屏上實(shí)時(shí)顯示已加注量和金額;
第七步:當(dāng)加注量達(dá)到第三步或第四部中的設(shè)定值時(shí),T-910 PLC發(fā)出關(guān)閉加氣機(jī)上的循環(huán)閥命令、停泵、關(guān)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(xiàn)金加氣模式則提示用戶繳費(fèi)。然后顯示本次加氣結(jié)束,進(jìn)入待命狀態(tài)為下一次加氣做準(zhǔn)備。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用:T-910 PLC的以太網(wǎng)口連接互聯(lián)網(wǎng),可通過以太網(wǎng)直接連接,也可采用無線通訊模塊(DTU)連接到以太網(wǎng),T-910 PLC支持主動(dòng)上傳,即主動(dòng)周期性地將計(jì)費(fèi)信息上傳給服務(wù)器。服務(wù)器給每個(gè)用戶分配一個(gè)賬戶,用戶進(jìn)入自己的賬戶可隨時(shí)隨地通過IE瀏覽器管理查看自己的所有LNG加氣站運(yùn)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(xì)等。
T-910 PLC具有三個(gè)獨(dú)立的串口,一個(gè)以太網(wǎng)口,都可以獨(dú)立工作,具有12個(gè)光電隔離的數(shù)字量輸入通道,8個(gè)繼電器隔離的數(shù)字量輸出通道,8個(gè)16位A/D模擬量輸入通道,2個(gè)12位D/A模擬量輸出通道,支持IEC61131-3編程環(huán)境,支持多任務(wù)、中斷、混合編程、文件讀寫、自由口通訊、TCNET網(wǎng)絡(luò)計(jì)算等功能,極大的擴(kuò)展了用戶應(yīng)用范圍。