LNG气化站PLC监控系统技术方案以及商务报价.doc

1、LNG气化站PLC监控系统技术方案以及商务报价1. 项目介绍 本方案设计中，考虑到气化站储存产品属于甲A产品，其危险性较大，对此我们需要对气化站的工艺系统进行严格的监测和控制，要保证其系统的运行安全性、可靠性，并经济合理地进行优化调度，就必须建立一套具有先进、安全、可靠、指挥灵活、控制灵敏的自动化仪表监测系统。1.1 建设依据 本方案是以LNG 气化站工程施工图设计图纸为依据，以及根据建设方的技术要求。1.2 遵循的主要标准、规范1）低压配电设计规范GB50054-95；2）建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000年版）;3）城镇燃气设计规范GB50020-2006;4）10kV及以下

2、变电所设计规范GB50049-94；5）建筑照明设计标准GB50034-2004 ；6）供配电系统设计规范GB50052-2009；7）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92； 1.3 建设原则1、严格执行国家及相关部委制定的有关标准和规范，设计上以安全、质量、可靠为首要考虑前提。2、在满足技术先进可靠，控制工艺简单，生产稳定的前提下，尽可能节约投资。3、坚持节能的原则，做好能源的综合利用，提高效率，力求取得良好的经济效益、社会效益和环境效益。2仪表监控系统技术方案本方案是对该工程的仪表以及自动化控制系统的构成、功能、设备选型和技术特性等作进一步的阐述和说明。2.1、控制系统描

3、述2.1.1 控制系统概述 整个仪表自动控制系统由现场仪表、传感器、变送器加控制中心的PLC可编程控制器和上位工控机、网卡以及相关的编程软件、应用软件组成。 控制系统按功能划分为三个区域和一个控制中心，三个区域是LNG储罐区、气化区和调压计量区。除各区域有现场就地仪表显示外，自控系统对大量的运行参数实现远程显示、记录、控制和报警，可以大大提高系统运行的安全性、可靠性，也可以大量的减轻操作人员的工作负担。 各区域的监控制参数主要包括： LNG 储罐区： LNG 罐的压力、液位；储罐进出口紧 急切断阀阀位。 LNG 调压、加臭区：调压器进口压力， 出站天然气的压力。 控制中心：由PLC控制柜、天然

4、气泄漏报警主机以及操作员站、工程师站、打印机等控制设备组成。通过控制中心可以实现对现场的仪器、仪表、阀门运行状态和运行参数的设定、操作、控制、自动记录、报警等。为了提高控制系统的可靠性，设置了工程师站上位工控计算机，确保数据的完整和控制的可靠。PLC设置按常规结构配置，保证系统的可靠性。 SCADA系统可达到以下水平： a、所选用的SCADA系统具有高可靠性和稳定性，并具有较高的性能价格比。 b、开放式硬件系统结构，系统硬件增加、减少、升级扩展容易。 c、软件系统留有充分余量，为系统的扩展留下空间，外部增加设备基础软件无须改变。 2.1.2系统输入输出量 根据设计院提供的图纸I/O信号统计如下

5、： 根据设计院提供的图纸I/O信号统计如下：序号 位置位号名称DIDOAI通讯1LIT101储罐液位变送器12LIT101储罐压力变送器13SV101进液管紧急切断阀14ZS101出液管紧急切断阀15ZS102切断阀反馈16ZS103切断阀反馈17LNG 调压PIT102气化后压力变送器18PIT103出站压力变送器 119控制室远程通讯110小计31412.1.3 监控功能描述 2.1.3.1采集、显示、记录功能 对1.1.1、1.1.2所述的现场各运行参数全部通过PLC进行采集，在计算机显示器上按工艺流程图的方式和表格的方式显示，供操作人员监视，运行参数在计算机内自动记录，以数值、棒图、表

6、格、曲线等形式供随时查询、打印。 2.1.3.2控制、报警功能 按工艺要求，当储罐的液位超限时，通过进液气动切断阀进行控制；当储罐的压力超限时，通过进液气动切断阀进行控制；当调压前的压力超限时，通过出液气动切断阀进行控制；当调压后的压力超限时，通过出液气动切断阀进行控制；所有的控制可在计算机界面操作。可按工艺要求通过计算机界面对有关运行参数进行设定实现超限报警和控制，并对报警信息显示、记录。 2.1.3.4可靠性功能 所有的现场进出信号在与PLC联接前加装浪涌保护器，防止雷电侵袭。PLC的CPU采用313C-2DP，此款CPU为常用的CPU，在可靠性以及性能上完全适合本项目所需要求。另外在PL

7、C的程序设计中，可以保证当上位工控机出现故障时，PLC能独立完成对运行参数的采集、报警、控制功能。 2.2、设备选型 2.2.1 PLC系统配置 控制器选用西门子SIMATIC S7-300/CPU313C-2DP。I/O模板采用IM153的方式进行扩展配置。 CPU 313C-2DP模块 CPU 313C-2DP 具有中到大容量程序存贮器和大规模I/O配置。模块型号：CPU 313C-2DP (6ES7 313-6CE01-0AB0) 主要技术规格：工作内存 32KB 位操作时间 0.1s 通道 PROFIBUS-DP主/从接口 16DI/16DO 3通道高速计数 2通道PWM输出 2通道频

8、率测量 最大扩展量 DI/DO最大1008 AI/AO最大248 通讯接口 1个 MIP 编程语言 STEP 7 用户程序 口令保护 模拟量输入模块 模拟量输入模块：SM331 模块型号：SM331 6ES7 331-7KF02-0AB0 主要技术规格：主要技术规格输入点数8差分输入是输入范围电压1到5伏/2兆欧电流4到20毫安/250欧姆到背板总线的光隔离是光电隔离，测试电压500VDC积分时间20毫秒 100毫秒分辩率12位 15位基本误差极限0.05% 满量程 电源模块 PS307负载模块将120/230伏交流电压转化为该单元的24伏直流工作电压，这样就可以使用线路电源来运行SIMATI

9、C S7-300和过程传感器及执行元件。负载电源模块安装在DIN导轨上（插槽1），紧靠在CPU输出电源指示器，用一个LED指示24伏直流输出；电压选择开关，一个带有保护罩的开关可用来选择120交流或230伏交流线电压；24伏直流的on/off开关；连接端子，前面板上还有由盖板保护着的连接端子，线电源电缆，输出电源电缆和保护接地，可连接到这些端子上。模块型号：PS 307(6ES7 307-1KA01-0AA0)主要技术规格;主要技术规格输入电压额定值120/230伏交流允许范围93到132伏交流/187到264伏交流线电压频率额定值50/60赫兹允许范围47到63赫兹输出电压额定值24伏直流允

10、许范围24伏+5%，无负载时稳定输出电流额定值5安短路保护电子式，无锁保护级别（ICE536）带有保护导体绝缘测试电压：2800VDC效率87%功率损耗18瓦2.2.2上位机及软件配置2.2.2.1上位机工控机上位机工控机部分为工程师站，都是采用研华的工业控制计算机，组态软件也采用西门子的WinCC V6.0组态软件，底层编程软件采用STEP7 V5.2，操作系统采用微软的Windows2000。主要完成液化天然气供应站的集中操作、监视、系统功能组态、控制参数在线修改和设置、记录、报表生成及打印、故障报警及打印等功能。通过彩色显示器可直观地显示全站各工艺流程段的实时工况，使操作人员及时掌握全厂

11、运行情况。监控计算机性能 原装工控整机 P4 2.0GHz中央处理器 80GB硬盘（7200rpm）1.44MB3.5软驱 40速光驱 1GBM内存 64M显卡（独立内存） 512K高速CACHE 标准键盘及鼠标 19液晶彩显，符合TC099标准，带宽200M以上，点距0.25mm 与其他PLC或上位机通讯的网卡 串/并口：二个串口，一个并口 操作台上直接摆放 全面防腐蚀，电镀外壳后板，即使在潮湿环境下也不会边角生锈。2.2.2.2组态软件 组态软件选用SIEMENS WinCC6.0。 在PC基础上的操作员监控系统近年来发展迅速。SIEMENS WinCC6.0监控 组态软件是最新潮流的领导

12、者。WinCC代表Windows Control Center（视窗控 制中心）。换句话说，它在Windows NT或Windows 2000标准环境中提供所有 功能，并确保可靠地控制生产过程。 在用于监视和控制的SIEMENS HMI 产品中，WinCC具有控制自动化过程的强大功能，是基于个人计算机，同时具有极高性价比的SCADA级的操作监 视系统。WinCC的显著特性就是全面开放，它很容易结合标准的和用户的程序 建立人机界面，精确地满足生产实际要求。系统集成商可应用WinCC做为其 系统扩展的基础，通过开放接口开发自己的应用软件。其所具有的卓越的系统，强大的功能。1.2.2.3 PLC编程

13、软件PLC编程软件选用STEP 7, STEP 7基本软件是用于SIEMENS S7、SIEMENSM7和SIEMENS C7可编程序控制器的标准工具，其对用户的方便性，使用户可以很容易的使用这些系统。STEP 7对自动化工程各方面具有友好的用户功能：a、硬件的配置和参数设置b、通讯的定义c、测试，启动和维护d、操作/诊断功能PLC编程语言梯形图（LAD）和功能块图（FBD）中，生成的程序符合DIN.EN6.1131-3标准。2.2.3仪表系统2.2.3.1压力变送器选用ABB的PT100智能温度变送器模块，精度最高可0.1%, 具有420mA模拟信号带HART数字通讯输出信号，防爆型 EEx

14、 ia IICT6，IP67防护等级。2.2.3.2液位变送器 压力表分为低温压力表、常温压力表两中型式。根据所测压力处压力及介质的不，选用压力表型式。选用原则：正常使用的测量范围在静压下不超过测量上限的3/4，不低于测量上限的1/4，在波动压力下不应超过测量上限的2/3，不低于测量上限的1/3。选用ROSEMOUNT的3051型压力变送器和差压变送器，可用于工业过程全系列压力的测量，具有420mA模拟信号带HART数字通讯输出信号，带LCD数字指示器，具有自诊断功能。压力变送器的量程范围可根据调压站进出口的设计压力在30kPa1.0Mpa之间选择，过滤器差压变送器压力变送器的量程选为2.5k

15、Pa0.1MPa。允许环境温度范围-40+80，精度为0.1%，包括滞后及死区。分辨率不小于0.025%，响应时间 0.11.6秒。 长期漂移为0.05%/12个月，零点最多偏移0.35kPa，可修正掉，对量程无影响。防护等级IP67，在相对湿度年平均95% 的环境下可以使用,温度影响对零点0.04%/10，满足室外安装的使用条件。带浪涌保护，隔爆型EEx dCT6。机械安装接口过程连接1/2 NPT。2.2.3.3浪涌保护器 在PLC输入模块与现场信号联接前设有浪涌保护器,以防外部雷电对PLC 控制系统造成致命破坏。浪涌保护器选用防雷击和浪涌保护器，采用可靠性高， 并经实践证明过的优质的民族

16、品牌辰竹仪表产品。抗浪涌保护器的主要技术指标为： 信号浪涌保护器：最大抗浪涌能力 10KA(MAX.8/20s) 限制电压 45V 放电电流 5KA 电源浪涌保护器：最大抗浪涌能力 70KA(MAX.8/20s) 限制电压 1200V 放电电流 10KA2.2.4柜体 主控室设1台1800700500 控制柜 。2.3、系统性能 2.3.1控制系统的基本特性 系统的完整性 本系统将采用先进的统一的控制系统，主要用于LNG供应站的生产控制、 运行操作、监视管理。我们将提供全套的西门子品牌的PLC、上位监控及编程软件。 系统的可靠性 控制系统可以在严格的工业环境下长期、稳定地运行。系统组件都为工业

17、级设计。并且易配置、易接线、易维护、隔离性好，结构坚固，抗腐蚀， 适应较宽的温度变化范围。系统都具备良好的电磁兼容性。 故障诊断 控制系统具有一套完整的自诊断功能，可以在运行中自动地诊断出系统 的任何一个部件是否出现故障，并且在监控软件中及时、准确地反映出故障 状态、故障时间、故障地点、及相关信息。 扩展性和兼容性 为了保证扩建或改造时满足LNG供应站的控制要求，控制系统具有较强 扩展能力，以便连入SCADA系统中。 我公司交货的产品均是目前世界上先进的主流产品，当更新的、更先进 的产品出现时，能和目前的产品保持一致性、兼容性、成套性。 系统所需的监控、编程软件，显示终端、开发系统、附属装置、

18、扩展预 留、备品备件以及操作台、控制屏等，也都配套提供。 2.3.2系统运行特点 PLC负责设备的自动控制及数据采集。 上位机负责提供设备的控制方式，能进行单独设备或整个系统的控制，至少具备下述功能： 显示全站所有设备的实时运行参数、状态、故障信息及工艺流程图； 运行方式及参数可设定、修改； 使用/备用设备的顺序选择； 全站范围的报警和报警记录； 设备的管理控制； 操作记录； 报表。 2.3.3系统主要控制方式 提供方便的自动控制, 临界报警和连续的回路控制。 无响应报警：在任何时候，如果现场设备对控制站PLC的输出无响应(开/停 或开/关超时不响应)，控制站PLC要发出一个错误信号。 为控制

19、站PLC程序预置的值，可以通过上位机调整。 全站设备的控制可通过以下两种方式完成： a) 就地手动：优先级最高，当现场转换开关处于“手动操作”时，PLC的控制被屏蔽。主要现场设备均可在就地接钮箱或现场控制箱上实现手动自动切换及开、停等人工操作。 b) 上位机：通过人机操作界面，对部分设备进行远程控制，实现宏观调控，处理局部的停机事故和紧急状态，维持系统的总体协调。 2.4系统设计原则 我们开发的系统将遵循以下原则： l 可靠性：监控系统将保证安全可靠，坚决避免由于监控系统失灵而引发的不安全因素。保证系统稳定、控制可靠、取样准确。 先进性：计算机技术突飞猛进的发展要求整个系统要有一定的超前性，至

20、少要保证系统在近几年内不落后； l 实时性：数据刷新时间小于1秒，故障报警时间小于1秒，控制命令执行时间小于1秒； l 可扩充性：考虑到系统必须能满足将来的要求，在硬件和软件上将保留一定的扩展接口。在完成备机固态化改造后，随时可以进行系统扩充； l 针对性：系统将保证既经济实用又保证原来控制功能的稳定可靠，确实实现对现有设备进行全方位监控； l易操作性：系统具有友好的人机界面，采用图形界面技术，利用鼠标和菜单可方便地实现各种功能。对于仅有计算机基础知识的用户，借助软件说明书即可方便地修改。 3 电器仪表工序及说明3.3.1 目的本方案叙述了电器工程的工程步骤和技术要求，以指导安装作业，保证安装

21、质量3.3.2 编制依据GB50166-92火灾自动报警系统施工及验收规范GB50158-92爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范3.3.3 施工步骤1）钢管敷设2）管内穿线：3）配电箱柜安装4）防雷接地13.4 技术要求13.4.1 管内穿线根据设计图纸要求选择导线，穿好带线，并将管内杂物清除，并上好护口，带线采用1.22.0mm的铁丝及钢丝。穿线时两人配合协调，一拉一送。导线在变形缝处的补偿装置活动自如，并留有一定的裕度。导线连接接头不能增加电阻值与降低原绝缘强度。穿线时，不同回路、不同电压和交流与直流的导线，不得穿入同一管内。13.4.2控制箱柜安装控制箱柜到达现场后应组织有关方面进行检查

22、验收工作，认真核对控制箱柜与设计要求是否相等，以及规格、数量型号、各种元件及接线是否符合国家验收规范要求，合格证、技术文件是否齐全，元件、配电箱柜外观有无损坏，待监理验收后存放在安全可靠不潮湿的地点。安装前根据设计图纸要求仔细核对箱柜的型号及安装位置，做好安装前的准备工作，安装高度及安装方式按设计要求，当无设计要求时按有关规范安装。箱（盘）柜安装工艺流程：设备清点验收设备定位基础槽钢制安箱柜安装内部接线绝缘摇测调整测试送电试运行。13.4.3防雷及接地安装站内设统一接地网，所有电气设备和不带电的金属外壳，以及可产生静电的工艺设备、管道等均应可靠与接地网连接。接地线均采用404的镀锌扁钢，埋设深

23、度为0.7米，作法见标准图集03D501-4第12页安装图。接地极采用G50钢管，设置在建构筑物周围，首先挖1米深地沟，将2.5米长的镀锌钢管用重锤打入地下后，与404的镀锌扁钢接地线对焊，焊点刷防锈漆保护。接地电阻不应大于4欧姆。四 商务报价 LNG气化站PLC自控系统设备材料供货报价表序号产品名称型号规格单位数量单价(元)合价(元)供货厂家或品牌一控制室设备1PLC控制柜非标1800x700x500台15000050000国产优质2PLC软、硬件台14500045000SIEMENS3系统软件WINDOW XP台112001200美国微软4工业控制计算机研祥工控台173007300研祥工控

24、5电脑显示器(触摸屏）SAMSUNG（19“）台118001800韩国三星小计105300二现场设备1压力变送器3051TG01.0MPa只173507350深圳特安2差压变送器3051CD0100KPa只195709570深圳特安3压力变送器115101.0MPa只2590011800深圳特安4温度变送器（汽化器后）235001.0MPa只2690013800深圳特安小计42520三其他1控制电缆按需套130003000南方2防爆接线盒按需套140004000华容3防爆挠性管按需套120002000华容4穿线管按需套120002000市场采购5其他辅材按需套160006000市场采购6施工费13000030000合计 重庆远柯燃气设备有限公司 2013年11月提供