永川燃气公司数据采集系统设计方案V1[1].1.doc

jk重庆市永川燃气有限责任公司 重庆骏凯科技有限公司重庆市永川燃气有限责任公司数据采集系统设计方案一、设计范围：重庆市永川麻柳河配气站燃气计量系统、燃气加压泵自控系统和西站配气站燃气计量系统。麻柳河配气站燃气计量系统采集燃气进站压力流量、出站压力流量； 1、2、3、4号球罐压力、温度。西站配气站燃气计量系统采集进站静压、差压、温度、气量；供城区静压、差压、温度、气量；供麻柳河静压、差压、温度、气量。燃气加压泵自控系统实现加压泵的进气阀、出气阀和加压泵及冷却系统的联锁自动控制。二、现场情况：经过现场察看，麻柳河计量系统现有计量系统已完成三个储气罐的计量，而现场有四个储气罐，这样既有自动计量，又有手动，操作人员来说很不方便，也不利于管理。加压泵原系统没有自控系统，纯属手动控制，控制不准确，精度不高，操作不方便，加压系统和冷却系统分别控制，不联锁，控制非常不便。西站配气站原有一套计量系统，但该系统是由西南油气田公司自行开发的tt2000b控制器。是一种自行开发的非标控制器，这种控制器与其它控制器要进行互联，达到数据传输，资源共享是一件非常困难的事。只有生产厂家才有这种非标控制器的通讯协议，其它无法获取通讯协议，也无法与之进行通讯。要达到西站和麻柳河之间的数据传输，就必须用标准的控制器，采用标准的通讯协议。麻柳河计量系统和西站计量系统中有完整的检测元件，这些检测元件都是可以利用的，这样也减少了现有资源的浪费。三、设计方案：根据以上情况，现有的三个系统中，有手动，有自动，有标准控制器，也有非标控制器，很难统一管理。我建议控制器统一采用国际公认的德国西门子plc标准控制器，这样既通用，又易通讯、联网，还可以很方便的扩展，为今后再增加计量系统打下良好的基础。1、系统组成：燃气计量系统现场数据采集部分、子站控制器西门子plc（下位机）和一台远程中央监控（上位机）计算机组成。中央操作站配一台打印机。子站控制器与监控计算机通过网络相连。2、系统结构：数据采集系统采用分布式集散控制方案，其中子站控制器设在各个气站。各个子站控制器分别完成对各个气站所对应的区域的温度、压力、流量数据的采集。各个子站控制器与监控计算机采用高速网络通讯方式交换信息。监控计算机完成全部被控设备的数据显示、管理、存贮、打印、报警处理，运行参数设定及修改等任务。系统软件采用开物2000完整版。3、数据采集系统子站控制器简介：controx(开物) 2000是一种国内主流的工控组态软件。controx(开物) 2000是运行于windows2000或windowsnt，同时支持linux操作系统的工业监控系统支撑软件。作为hmi/scada工具软件，其采用真正的client/sever体系结构，支持实时数据共享和分布式历史数据库；接口完全符合opc国际标准，提供方便、高性能的i/o驱动；在软件提供的平台上，轻松地实现复杂的控制画面和控制策略的构造，并得到及时准确的报表，是真正意义上的网络版工业自动化控制系统。为用户降低生产成本的同时，提高了执行的可靠性和灵活性，是生产制造厂商和最终用户的有力工具。4、网络结构：5、检测对象： 51、模拟量输入（ai）：麻柳河子站 4台存储罐的压力。 4台存储罐的温度。 配气站的进出口流量。加压泵子站 加压泵电机的“状态”、“故障”、“就地/远方”信号3个。 1#水泵的“状态”、“故障”、“就地/远方”信号3个。 2#水泵的“状态”、“故障”、“就地/远方”信号3个。 冷却风机的“状态”、“故障”、“就地/远方”信号3个。西站子站 进站“压力”、“温度”、“流量”、“压差”。 城区配气“压力”、“温度”、“流量”、“压差”。 麻柳河配气“压力”、“温度”、“流量”、“压差”。51、数字量输入（di）： 加压泵进气阀的开关信号共2个。 加压泵进气阀的开关信号共2个。6、 控制对象 (do)加压泵子站 加压泵的启停信号共1个。 加压泵进气阀的开关信号共2个。 加压泵进气阀的开关信号共2个。 1号2号水泵的启停信号2个。 冷却机风机启停信号1个。四、增加数据采集系统达到的效果：1、完成各个子站区域的温度、压力、流量数据的采集。2、各个子站区域数据显示、存贮、打印、报警处理。3、各个子站实现无人自动管理、自动记录数据曲线，自动事故报警，自动提醒值班人员及时处理故障。4、主站可以调读各个子站的数据。五、空调自控系统施工周期：1、设备供货周期45天。2、设备安装及布线周期10天。3、设备调试周期10天。六、系统优点：1、选用高性能的硬件自控采用德国西门子plc，西门子公司是世界一流品牌的产品，性能好，可靠性高，并已在国内外有大量成功运行的业绩2、采用成熟的软件自控采用德国西门子simatic s7，step 7 v5.1编程软件及wincc监控软件，软件已在很多污水处理厂工程成功运行，并不断完善的成熟产品。3、统一的网络结构网络技术的发展，计算机运算和处理能力的不断提升，把管理网络与工控网络合并，简化成一个以太网络，加快了plc与中央控制室计算机之间的通讯速率（10/100mb/s自适应），采用以太网交换机，网络通信的智能化，将进一步提高监控系统的可靠性和实时性。系统初具有一般的自控系统的优点外还有以两个突出优点；1、子站相互独立，被此之间互不影响，一个子站的崩溃不会干涉到其他子站的控制。2、这种网络结构扩展自如，为今的扩展打下良好的基础。七、上位机管理层:1、上位机管理层概述以下为中央控制操作站（麻柳河与西站共用一个中央操作站）：上位机软件具有以下功能：中央操作站设在中央控制室内，在中控室内就可以全面监控整个冷站及空调的设备运行，中央操作站（上位机）采用彩色动画流程图显示设备的运行参数，图形画面精美逼真，直观新切。基于人性化的设计理念，从平台软件、监控软件到交互界面，中央操作站整个软件系统全面采用图形化纯中文软件，没有计算机操作经验也可快速掌握并操作整个系统，有效克服普通操作工对计算机的神秘感，中央操作站具有彩色动画图形显示、趋势曲线、数据记录、实时报警、历史报警、参数设定、选择设定、设备运行操作、能源统计、打印报表、通讯联网、密码管理等功能。自控系统从控制方式上可分成三级，即：远方操作级、自动控制级和手动操作级。三级控制选择可通过设于设备现场控制箱或配电屏上手动/自动切换按钮实现。1 远方操作级各设备的状态信号由上位机监控计算机收集并进行运行模式的运算，然后提示中央控制室值班人员，将控制命令下达给各现场控制站，可直接控制设备的运行。2 自动控制级每个设备的运行由现场控制站根据设定的程序和控制方法去实现，现场控制站就地控制由子站内的plc来执行。本级是自控系统正常运行使用的控制方式。3 手动操作级每个设备操作均通过相应的设备控制箱上的按钮进行操作。2、显示功能 以彩色动画状态图的方式显示各子站的所有设备的运行状态和被监测数值。气路选择的情况将由动态的气流移动线条显示。 以彩色动画状态图方式显示各子站工作流程及数值，便于分析配气工作状态及能力。 显示一年的分月流量积算值及条形图。 显示各个设备的累计运行时间及开关次数。 显示每个检测量当天的曲线及一年的历史曲线；曲线显示具有时间指针及数字化读数功能。 能效曲线显示。 显示、存贮各监测量的报警信息及状态。3、报警功能上位机能实时接收由下位机传来的报警消息，这些报警将以声音及醒目的显示方式提示操作者，紧急的报警将以弹出的窗口进行显示。报警需经操作人员观察后按复位按键才能消除声音或消息窗口，但报警的数值仍以红色方式显示直到该报警消失。所有重要报警将被上位机记录存贮，要抹掉这些已记录的报警消息需管理人员使用的高级密码。点击报警消息可转入专家系统，专家系统将对故障进行分析，并推荐解决方案。报警仿真测试，即由有一定操作权限的操作人员在计算机上给出报警仿真信号，检测系统报警处理功能是否保持正常。4、设备运行操作上位机可以选择加压泵的运行方式：自动或手动。选择自动后按一下运行键，加压泵和冷却机组根据联锁关系及顺序运行。选择手动方式则可以在上位机上操作每台设备（包括阀门）。5、数据记录功能 存贮所有监测量一年的历史曲线值。 以分月的方式存贮所有流量累计值一年的数据。 存贮一年内多达2000条的报警消息及时间。 记录每台设备的累计运行时间及开关次数。 纪录实施重要操作人员的姓名，操作时间。 存贮所有监测量一年的历史曲线值。 以分月的方式存贮所有流量累计值一年的数据。 存贮一年内多达4000条的报警消息及时间。 记录每台设备的累计运行时间及开关次数。 纪录实施重要操作人员的姓名，操作时间。6、能源统计 对各种检测量进行记录、统计、查询。 控制器除实时检测流量计，更重要的是对各个流量进行实时积算，这样不需另配置积算仪。 打印各种检测量流程图、表格、曲线。传送各种数据到用户能源管理中心网络。7、打印功能 实时数据打印 定时数据打印 历史数据打印 报警记录打印 按厂方要求设计的班报表打印 按厂方要求设计的能源月、年报表打印 可供用户自己设计格式的打印功能 所有打印可实时在线进行8、密码管理本系统内建了完善的多级多用户密码安全管理系统，可以根据登录账号的权限分配相应的管理权力,一共有4级权限：1：参观者，允许简单的查阅数据，不可以远程操作设备，不允许修改任何参数。2：操作员，除可以查阅数据和远程操作设备外，进入操作参数修改设置，但不能修改任何工程参数。3：工程师：除不能管理账号外，可以修改任何设定。4：管理员：没有限制。登录获取权限的方法：1：开机时登录输入相应账号和密码。2：点击按钮系统会弹出“登录与注销”画面供操作人员获取或者注销权限。注意：注销权限后，系统将处于默认的“操作员”等级，只能进入“操作员”权限允许进入的功能模块。八、plc柜体设计原则:1、柜体本身设计: plc柜体的保护等级遵守iec79标准。 plc柜体能防虫、防尘、防潮。 柜体外壳采用折叠式的焊接结构，并装在绞链上，能够快速安装和拆卸，所有的门或出入口都用氯丁橡胶作密封。 配件采用电焊组装，柜体颜色为浅灰色。 柜体采用喷塑工艺，前后开门，门上配有手柄和锁，后门上有铭牌，标明设备名称、型号、生产日期、厂家。 柜体中有可靠的保护接地端子。2、柜体内部接线设计 所有的输入和输出信号均采用中间继电器进行隔离，中间继电器选用日本omron的my2n系列。 所有的接线端子用编号识别。 所有的电源进线均用空开或熔丝进行隔离。 柜体内元器件安装牢固、布局合理、符合电气规范。九、项目服务计划项目进行期间和质包期内，提供项目管理服务，设立固定的项目负责人，负责项目和合同事务的处理，确保整个工程的运作，保证系统性能，按时执行合同，保证整个项目的按时优质高效完成。负责系统的厂内安装测试、组态编程、现场调试、投运及售后服务。对系统质量及完整性负责。总体工程服务计划按工程服务惯例，系统服务计划可分为如下几个方面和阶段：1.服务准备2.系统功能规格设计3.用户人员培训4.系统软件功能规格设计5.系统编程组态 6.系统现场安装指导7.系统现场调试8.系统投运，验收交接所有施工、中间交接验收、竣工验收均按相关的国家标准执行。按该总体服务计划，以下将逐项说明具体服务内容细节及技术保证措施。（一）工程服务准备商务合同签定后，我公司将迅速进行工程服务准备工作。该阶段准备工作包括：人员准备、资料准备及技术准备等具体的工程服务准备工作。人员准备，该阶段工作主要是在我公司内部挑选适合的工程技术人员组成项目组，委派项目负责人，并对整个工程服务结合工程工期对工程技术作出合理安排。确定本次项目的项目负责人，负责合同相关事务、技术负责、项目实施及验收事宜的处理，该项目经理在整个项目运作期间为同一人。资料及技术准备，在工程服务项目人员确定后，项目组人员与用户方之间需密切配合共同作好有关资料交接及技术联系工作。技术联系由用户方及我方共同参加，协商确定项目各阶段实施计划，对项目工程服务中系统硬件功能规格设计，软件功能规格设计、用户人员培训，系统编程组态等各阶段工程服务的详细计划安排。计划内容应包括：任务内容、任务起始时间、参加人员（单位）、负责人员（单位）。系统设计及系统编程组态时，抓住重点要点，保证系统的顺利投运。（二）系统硬件功能规格设计该阶段工作主要根据双方所确定的有关技术要求及前期技术准备工作，以我方为主的情况下，完成系统、电气、仪表等各部分的硬件功能规格设计，具体包括如下内容：根据系统i/o清单，详尽考虑系统各功能要求后，配置控制站及i/o模块。设计系统、电气、仪表控制原理图、端子接线图、电缆敷设图。设计系统工程师站、操作员站各项硬件功能规格。设计系统网络硬件功能规格。（三）系统软件功能规格设计该阶段工作根据双方所确认的技术要求，以我方为主，用户方技术人员参加的情况下设计系统各部分软件功能，包括如下内容：设计系统各i/o回路，调节软件功能规格。设计系统工艺流程画面、总貌画面、分组画面、趋势画面、报警画面、仪表板画面等监视画面功能规格。设计系统统计及打印报表、功能规格。审定以上设计，确认系统软件功能规格书。（四）用户人员培训在工程服务中，用户人员培训是一个必不可少的重要任务内容，用户人员培训工作的好坏，用户人员参与系统实施的深入程度不仅关系到系统投运后的维护运行，而且也直接关系到系统各项功能要求实施的质量。该项目的用户人员培训工作，我方拟分工程师培训和操作人员培训两步实施。用户工程师系统技术培训安排在合同签订后一个月，工程师培训计划如下：培训地点：永川；培训时间：1天；人数：2人。系统概念、系统硬件培训。监控组态软件培训及上机实习。系统维护基础培训。操作员安排在生产现场进行，培训时间两天，培训人员5人（按用户人员编制需要调整），操作员培训计划如下：计算机系统基础知识培训及上机实习。系统基础知识培训。系统操作方法培训及上机实习。除以上工程师培训和操作员培训工作外，为保证项目系统正常维护及使用，我公司除提供全套系统资料外，还将为用户制定系统操作维护规程及使用手册。（五）系统编程组态该阶段工作主要是在明确系统软件功能规格书的基础上以我方为主，用户方技术人员参与的情况下，根据软件功能规格书的要求，完成对系统的实际组态编程。具体内容包括：组态编程各i/o回路，实现各回路i/o及回路调节控制功能。组态编程系统工艺流程画面、总貌画面、分组画面、趋势画面、报警画面，实现系统监视报警功能。组态编程系统统计及报表打印功能。审定以上组态编程，建立初步的用户程序文档。（六）系统现场安装系统现场安装工作是保证系统正常投运的重要步骤，该阶段工作以用户方为主，我公司将派专业的技术人员指导安装，具体内容如下：现场控制站、工程师站、操作员站、机柜及配电柜的就位及安装。电源回路、信号回路到现场控制站，工程师站、操作员站的接线安装。在现场安装过程中与其它相关专业施工队伍密切配合，保证安装工作顺利进行。（七）系统调试该阶段工作以我方为主，用户方监督方式，在前期工作基础上进行各部分功能调试，具体包括如下内容：对系统电源回路，各i/o回路进行测试并作好测试记录。对在电源回路，i/o回路正常情况下，对各i/o回路进行单体测试。确认各i/o回路、调节回路是否正常工作，不正常则调试处理后使其正常工作。调试各画面显示、报警、统计、报表打印等软件功能，对不满足工艺要求的，调试处理后，使其满足工艺要求。在以上各步骤调试正常基础上，对系统进行空负荷联动调试，对不正常部分，调试后使其正常工作。配合用户制定制作规程，为系统投运做好准备。（八）系统投运及验收交接系统投运及验收交接，是工程服务的最后阶段，系统验收、