【正文】 e process of voltage regulation system, embodied in the subtransmission station PLC control system an important role.[Keywords] PLC, subtransmission station, voltage regulation system, flow, pressure, regulation, selection control,PIDVII緒論Schneider quantum 系列在天然氣分輸站場(chǎng)的應(yīng)用1 緒論 課題背景隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)近年來(lái)的飛速發(fā)展，能源的開發(fā)與供應(yīng)將是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重心之一。本論文主要研究Schneider公司生產(chǎn)的Modicon quantum PLC在青山分輸站場(chǎng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)方面的應(yīng)用，論文首先介紹了站場(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展和意義，SCADA數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)和可編程邏輯控制器的發(fā)展，列舉了青山典型站控系統(tǒng)的配置、組成以及各系統(tǒng)的功能作用，然后介紹站場(chǎng)的控制流程，PLC選型、硬件配置、各個(gè)I/O模塊的功能，最后通過(guò)利用Schneider公司生產(chǎn)的modicon quantum系列PLC及相關(guān)編程軟件concept編程，利用其中的PID模塊，來(lái)調(diào)節(jié)分輸站場(chǎng)的壓力和流量，從而來(lái)實(shí)現(xiàn)分輸站場(chǎng)壓力流量調(diào)節(jié)比選控制，保證天然氣壓力控制在所需范圍內(nèi)，以充分滿足下游用戶對(duì)天然氣壓力、流量的要求，最終完成調(diào)壓系統(tǒng)的調(diào)壓過(guò)程，體現(xiàn)出PLC在分輸站場(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要作用。審查意見： 指導(dǎo)教師簽名： 評(píng)定成績(jī)（百分制）：_______分長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)評(píng)閱教師職 稱評(píng) 閱日 期評(píng)閱參考內(nèi)容：學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的情況，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的質(zhì)量和水平，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的難度及工作量，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的優(yōu)特點(diǎn)及不足。 Ron Kutzler .Williston basin improves gas control system .Pipeline amp。參考文獻(xiàn)1 江秀漢，李琳，孟立宏. 長(zhǎng)輸管道自動(dòng)化技術(shù). 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，：30~452 李順德. 我國(guó)油氣長(zhǎng)輸管道的建設(shè)與發(fā)展. 油氣田地面工程，2005，24(11)：16~173 彭武強(qiáng). SCADA系統(tǒng)在原油長(zhǎng)輸管線中的應(yīng)用. 石油化工自動(dòng)化，2004：98~1024 錢建華. 關(guān)于中國(guó)石化油氣管道發(fā)展的思考. 油氣儲(chǔ)運(yùn)，2003，22(09)：78~815 曾葉麗，董秀成，朱敏等. 新時(shí)期我國(guó)天然氣工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變探討. 天然氣工業(yè)，2007，27(2)：131~1336 Kelly Doran .SCADA certification program confirms professional skills. Pipeline amp。而Schneider quantum系列PLC也將向以下幾個(gè)方面發(fā)展：集成化、向開放性轉(zhuǎn)變、發(fā)展集成技術(shù)及容錯(cuò)技術(shù)。3 總結(jié)隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，新的SCADA系統(tǒng)將提供更加開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化的更高層次發(fā)展。全線的壓力和流量控制由調(diào)度控制中心根據(jù)輸送計(jì)劃和模擬計(jì)算，通過(guò)通信信道將壓力或流量設(shè)定點(diǎn)和相關(guān)指令傳送給有關(guān)的站控系統(tǒng)執(zhí)行。當(dāng)進(jìn)行設(shè)備檢修或緊急停車時(shí)，可就地控制?？刂茩?quán)限由調(diào)度控制中心確定，經(jīng)調(diào)度控制中心授權(quán)后，才允許操作人員通過(guò)站控系統(tǒng)對(duì)各站進(jìn)行授權(quán)范圍內(nèi)的工作。調(diào)度和操作人員在調(diào)度控制中心通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)完成對(duì)全線的監(jiān)視、操作和管理。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)具備就地手動(dòng)控制功能。目前自動(dòng)控制在站控自動(dòng)化方面有了很大發(fā)展，根據(jù)目前SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，管道SCADA系統(tǒng)的控制層次通常分為三級(jí)：控制中心級(jí)、站控級(jí)和設(shè)備控制級(jí)，該結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)了集中管理、分散控制的現(xiàn)代系統(tǒng)控制原則，特別適用于長(zhǎng)輸管道這種分散性大、跨地域廣、功能相似系統(tǒng)的運(yùn)行管理和控制。SCADA系統(tǒng)是集數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制為一體的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。同時(shí)，管道的智能化程度也得到了很大的提高。 研究主要成果 隨著我國(guó)長(zhǎng)輸管道大型項(xiàng)目的不斷建設(shè)以及通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，管道的自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。西氣東輸管道設(shè)計(jì)輸量為120108m3/a； km；管徑1016 mm；設(shè)計(jì)壓力10MPa；管道鋼級(jí)L485(X70)；全線共設(shè)工藝站場(chǎng)35座，線路閥室137座，壓氣站10座。發(fā)展更新后的SCADA系統(tǒng)的主要功能為：對(duì)全線系統(tǒng)和泵站的主要參數(shù)采集監(jiān)控；動(dòng)態(tài)顯示各站運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)、趨勢(shì)圖、工藝流程和報(bào)警情況等；對(duì)各被控站進(jìn)行遙控，控制機(jī)泵啟、停和閥門開、關(guān)；運(yùn)行、報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和記錄；運(yùn)行報(bào)表、事故狀態(tài)報(bào)告的打?。贿\(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，方案的模擬預(yù)測(cè)和優(yōu)化；系統(tǒng)的模擬培訓(xùn)；管線動(dòng)態(tài)泄漏檢測(cè)，瞬時(shí)模擬的報(bào)告，清管器跟蹤管理；系統(tǒng)組態(tài)、擴(kuò)展，等等。近年來(lái)，隨著SCADA技術(shù)的發(fā)展，早期安裝實(shí)施的自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)在設(shè)備和功能上已不能滿足管線自動(dòng)化的要求，許多管線都對(duì)舊的SCADA系統(tǒng)進(jìn)行了更新改造。2 主體 課題國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀PLC系統(tǒng)是SCADA系統(tǒng)的控制核心，Schneider quantum系列廣泛應(yīng)用于SCADA系統(tǒng)中的站控系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)及站控PLC系統(tǒng)。目前，西氣東輸工程運(yùn)營(yíng)管理采用了SCADA系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控，并通過(guò)采用微波、衛(wèi)星和租用地方郵網(wǎng)方式進(jìn)行通信。分輸站場(chǎng)的主要功能就是對(duì)天然氣進(jìn)行計(jì)量，在確保管道安全的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)不斷的為下游用戶供氣，滿足下游用戶對(duì)壓力和流量的要求。由于世界上新開發(fā)的大型氣田多遠(yuǎn)離消費(fèi)中心；因此，全世界形成了洲際的、多國(guó)的、全國(guó)性的和地區(qū)性的大型供氣系統(tǒng)。上機(jī)學(xué)時(shí)約100個(gè)。（6） 要求圖表用計(jì)算機(jī)繪制，符號(hào)、標(biāo)識(shí)清楚規(guī)范。（4） 提供工藝順序控制流程圖。（2） 設(shè)計(jì)一個(gè)天然氣分輸站場(chǎng)的調(diào)壓監(jiān)控系統(tǒng)。[5] 完成要求的英文翻譯。[3] 掌握Schneider quantum系列PLC的基本原理、配置及I/O模快功能和選型。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 目錄長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 IV畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述 VI長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)指導(dǎo)教師審查意見 VI長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ) VI畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄及成績(jī)?cè)u(píng)定 VI中文摘要 1外文摘要. 11 緒論 1 課題背景 1 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展和意義 1 工程簡(jiǎn)介 52 站場(chǎng)控制系統(tǒng) 6 站控系統(tǒng)的組成 6 各部分的功能 7 本章小結(jié) 93 系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì) 10 站控系統(tǒng)流程 10 PLC的硬件配置 10 本章小結(jié) 154 程序編譯 15 分輸站場(chǎng)壓力系統(tǒng)的描述 15 PID簡(jiǎn)介 17 無(wú)擾動(dòng)切換分析 18 編程軟件及程序編制 25 程序分段解釋 39 本章小結(jié) 42結(jié)論 43參考文獻(xiàn) 43致謝 45附錄一 46附錄二 52長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：Schneider quantum系列在天然氣分輸站場(chǎng)的應(yīng)用2. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間：2010年3月15日～2010年6月15日3．畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)所需資料及原始數(shù)據(jù)（指導(dǎo)教師選定部分）（1）李桂成. SCADA系統(tǒng)在原油長(zhǎng)輸管線上的應(yīng)用. 第四屆全國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)儀表及自動(dòng)化技術(shù)交流研討會(huì)，2005年第4卷（2） 于慶廣. 可編程控制器原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京：清華大學(xué)出版社，2004：117~123（3） 相應(yīng)的工程圖紙及設(shè)計(jì)要求資料（4） 平風(fēng)梅，PLC在天然氣輸送自控系統(tǒng)中的應(yīng)用，石油化工自動(dòng)化，2003(1)：125~1364．畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)應(yīng)完成的主要內(nèi)容[1] 對(duì)天然氣管道站控SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置及原理進(jìn)行分析和研究，掌握站控系統(tǒng)的組成和功能。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目名稱：Schneider quantum系列在天然氣分輸站場(chǎng)的應(yīng)用 題目類型： 研究論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。[2] 掌握天然氣分輸站調(diào)壓監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)流程。[4] Schneider quantum系列PLC可編程邏輯控制器程序編寫及軟硬件的配置。5．畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的目標(biāo)及具體要求（1） 熟悉輸氣管道分輸站場(chǎng)工藝流程，掌握分輸站場(chǎng)工藝要求。（3） 熟悉天然氣管道站控系統(tǒng)中調(diào)壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求。（5） 學(xué)會(huì)用concept軟件編寫程序并在計(jì)算機(jī)模擬仿真。完成畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)所需的條件及上機(jī)時(shí)數(shù)要求由公司提供modicon quantum 可編程序控制器，由公司提供計(jì)算機(jī)，由公司的工程師提供硬件和軟件。任務(wù)書批準(zhǔn)日期 年 月 日 教研室(系)主任(簽字) 任務(wù)書下達(dá)日期 年 月 日 指導(dǎo)教師(簽字) 完成任務(wù)日期 年 月 日 學(xué)生（簽名） I長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述題 目 名 稱Schneider quantum 系列在天然氣分輸站場(chǎng)的應(yīng)用院 （系） 電子信息學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 電氣10601 學(xué) 生 姓 名 趙橋生 指 導(dǎo) 教 師 吳凌云 輔 導(dǎo) 教 師 吳凌云 完 成 日 期 2010年3月26日 Schneider quantum 系列在天然氣分輸站場(chǎng)的應(yīng)用1 前言20 世紀(jì)70 年代以來(lái)，天然氣產(chǎn)量和貿(mào)易量不斷增長(zhǎng)，消費(fèi)市場(chǎng)不斷擴(kuò)大。這樣的大型供氣系統(tǒng)可將多個(gè)氣田和成千上萬(wàn)的用戶連接起來(lái)，具有多氣源、多通道供氣的特點(diǎn)，能夠保證供氣的可靠性和靈活性。PLC系統(tǒng)是SCADA系統(tǒng)的控制核心，Schneider quantum系列PLC廣泛應(yīng)用于SCADA系統(tǒng)中的站控系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)及站控PLC系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)在輸氣管道的廣泛應(yīng)用，大大提高了生產(chǎn)和運(yùn)行管理的安全性和可靠性，降低了惡劣工作環(huán)境對(duì)操作人員的影響，保證了人員的安全，同時(shí)提高了預(yù)測(cè)突發(fā)事件的能力以及在緊急情況下的快速反應(yīng)和處理能力，減少生命和財(cái)產(chǎn)的損失，從而帶來(lái)良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)外長(zhǎng)輸天然氣管道自動(dòng)化發(fā)展比較早。由于發(fā)達(dá)國(guó)家管線的泵站大多數(shù)為無(wú)人值守泵站，因此，在許多SCADA系統(tǒng)中，主控中心多具有遙測(cè)、邀信、遙控、遙調(diào)功能。西氣東輸代表了目前我國(guó)天然氣管道工程的最高水平。目前我國(guó)天然氣管道的運(yùn)營(yíng)管理采用SCADA系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、在線檢測(cè)、監(jiān)控，進(jìn)行生產(chǎn)管理和電子商務(wù)貿(mào)易；通信采用微波、衛(wèi)星和租用地方郵網(wǎng)方式，新建管道將與國(guó)際接軌，并用光纜進(jìn)行通信、天然氣計(jì)量。自動(dòng)控制系統(tǒng)在輸油輸氣管道的廣泛應(yīng)用，使管道自動(dòng)化技術(shù)得到了不斷的發(fā)展和完善。大量的實(shí)時(shí)控制信息，維護(hù)信息需要沿線各個(gè)站場(chǎng)及時(shí)傳遞到調(diào)度控制中心，控制中心下達(dá)相應(yīng)管理控制指令對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制和處理，從而使管道的運(yùn)營(yíng)效率得到了很大提高。SCADA 系統(tǒng)通過(guò)下位機(jī)(PLC)系統(tǒng)，完成分布式的數(shù)據(jù)采集和控制功能，再通過(guò)上位機(jī)HMI(Human Machine Interface 人機(jī)界面)系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)處理和顯示功能，通過(guò)下位機(jī)和上位機(jī)的有機(jī)結(jié)合，以達(dá)到控制操作的目的?？刂浦行膶?duì)全線進(jìn)行集中參數(shù)采集、監(jiān)視、控制和調(diào)度管理，站控級(jí)通過(guò)PLC/RTU控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝站場(chǎng)進(jìn)行控制與監(jiān)視，設(shè)備控制級(jí)是對(duì)泵機(jī)組、加熱爐、壓縮機(jī)、閥門等工藝設(shè)備進(jìn)行本地控制。在正常情況下，由調(diào)度控制中心對(duì)全線進(jìn)行監(jiān)視和控制。通常，沿線各站無(wú)須人工干預(yù)，各站的站控系統(tǒng)在調(diào)度控制中心的統(tǒng)一指揮下完成各自的工作。當(dāng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)發(fā)生故障或調(diào)度控制中心主計(jì)算機(jī)發(fā)生故障或系統(tǒng)檢修時(shí)，由站控系統(tǒng)完成對(duì)本站的監(jiān)視控制。管道沿線的站場(chǎng)均處于調(diào)度控制中心的監(jiān)控之下；另外，重要部位的線路緊急截?cái)嚅y和高點(diǎn)壓力檢測(cè)點(diǎn)也直接納入調(diào)度控制中心的監(jiān)控范圍之內(nèi)。在非正常情況下，根據(jù)沿線的工作情況改變相關(guān)的壓力或流量設(shè)定值，使管道在新的條件下安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。保證原油管道的經(jīng)濟(jì)、可靠、安全運(yùn)行SCADA系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展是朝著聲音控制識(shí)別，提高數(shù)據(jù)處理能力，更快的時(shí)鐘速度，更大的內(nèi)存方向發(fā)展，應(yīng)用軟件的功能也將在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上更加完善，多媒體技術(shù)將被越來(lái)越多的應(yīng)用，以提高系統(tǒng)操作的可視性和安全性?？傊?，研究國(guó)外自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，盡快消化吸收先進(jìn)技術(shù)并在