摘要:
騰控科技T-910 PLC應用于LNG加氣站,三個(gè)串口分別與觸摸屏、讀卡器、流量計之間采用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(hù)IC卡余額,通過(guò)觸摸屏設置加氣量,T-910 PLC自動(dòng)執行加氣動(dòng)作、向S7-300 PLC發(fā)送開(kāi)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(guò)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(xiě),以下簡(jiǎn)稱(chēng)LNG,為無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、無(wú)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(tài)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(huán)境保護的重視,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(chē)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(cháng)。
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(gè)特點(diǎn),即低溫和防爆,在控制上要根據國家相關(guān)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(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(guò)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(chē)運輸,現場(chǎng)裝液,由加氣機卸液,完成給用戶(hù)的加氣過(guò)程。LNG加氣站在使用過(guò)程中,依靠一套自動(dòng)控制,監控整個(gè)加氣站的狀態(tài)和控制加氣過(guò)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(guān)鍵參數如下:
- 卸車(chē)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儲罐液位、壓力與報警聯(lián)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(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組成,其中S7-300 PLC用于LNG儲存罐運行控制,在加氣時(shí)接受T-910 PLC發(fā)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(zhì)量流量計通訊,T-910的以太網(wǎng)口通過(guò)交換機、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(hù)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(tài),當加氣機發(fā)出命令時(shí),可以立即將LNG氣體送達加氣機,以下介紹加氣過(guò)程。
第一步:當用戶(hù)需要加氣時(shí),通過(guò)觸摸屏選擇加氣付費方式:①I(mǎi)C卡②現金,如果用戶(hù)選擇了IC卡加氣,則進(jìn)入第二步,如果選擇了現金加氣則進(jìn)入第四步;
第二步:將IC卡插入讀卡器,用戶(hù)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(hù)輸入密碼,T-910 PLC比較本IC卡密碼和用戶(hù)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(hù)輸入加氣量,或加氣金額,若IC卡余額足夠支付用戶(hù)輸入的加氣量,則進(jìn)入第五步;
第四步:現金加氣模式,觸摸屏提示用戶(hù)輸入加氣量;
第五步:T-910 PLC根據上次加氣時(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(hù)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)結束后,進(jìn)入第六步;
第六步:觸摸屏提示用戶(hù)加氣槍是否與用戶(hù)設備連接,確認連接后,按加氣按鈕,開(kāi)始加氣,即T-910 PLC向加氣機發(fā)出打開(kāi)循環(huán)閥命令,向S7-300 PLC發(fā)出開(kāi)泵和開(kāi)閥命令,LNG液體開(kāi)始加注到用戶(hù)設備,同時(shí)T-910 PLC根據流量計數值開(kāi)始計算并在觸摸屏上實(shí)時(shí)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(shí),T-910 PLC發(fā)出關(guān)閉加氣機上的循環(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;如果是現金加氣模式則提示用戶(hù)繳費。然后顯示本次加氣結束,進(jìn)入待命狀態(tài)為下一次加氣做準備。
物聯(lián)網(wǎng)應用:T-910 PLC的以太網(wǎng)口連接互聯(lián)網(wǎng),可通過(guò)以太網(wǎng)直接連接,也可采用無(wú)線(xiàn)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)周期性地將計費信息上傳給服務(wù)器。服務(wù)器給每個(gè)用戶(hù)分配一個(gè)賬戶(hù),用戶(hù)進(jìn)入自己的賬戶(hù)可隨時(shí)隨地通過(guò)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(hù)IC卡的交易明細等。
T-910 PLC具有三個(gè)獨立的串口,一個(gè)以太網(wǎng)口,都可以獨立工作,具有12個(gè)光電隔離的數字量輸入通道,8個(gè)繼電器隔離的數字量輸出通道,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(xiě)、自由口通訊、TCNET網(wǎng)絡(luò )計算等功能,極大的擴展了用戶(hù)應用范圍。