天然气发电机组plc控制系统

1、天然气发电机组PLC控制系统杨英俊1.1 天然气发电机组监控系统介绍在当前能源紧张的局势下，为了响应国家节约能源的号召，人们开始研究煤矿伴生天然气发电机组。以往的小型发电机组大都以柴油机为动力，但是目前柴油供应紧张，而且价格大幅提升，用柴油发电成本很高。而大部分煤矿产生的天然气，又仅仅通过燃烧的方式处理掉，无法有效进行利用。针对以上情况，国内某柴油机厂开发了以天然气为原料的天然气发电机组。本设计基于和利时G3系列的天然气发电机组监控系统。改天然气发电机组监控系统要求上位机通过通信的方式，采集现场的温度、压力等参据，要求现场控制设备对以上参数作出判断，产生相应的报警信号或停机信号，对于各个参数报

2、警值，要求能够通过上位机进行修改和保存。该天然气发电机组监控系统以前采用单片机进行数据采集和控制。单片机程序的可读性差，系统不易维护，程序更改复杂。而且由于单片机控制系统的可靠性和抗干扰能力较差，在现场恶劣的环境下，该控制系统经常出现故障。我们对运行环境进行了现场考察和反复研究，在可靠性、稳定性、方便性等方面做了大量工作，采用先进、实用、可靠的PLC做数据采集和控制，提出了基于和利时G3系列PLC的解决方案。1.2 PLC选型与I/O分配 天然气发电机组PLC监控系统如图1.1所示，由PLC和上位机组成。PLC完成数据的采集与控制，上位机完成画面显示和数据输入。PLC与上位机通过RS232串行

3、口，采用Modbus RTU协议进行通信，可以方便地监控和修改PLC的数据，简化了用户管理层，提高了设备可靠性。RS232LM3109 LM3312 LM3312 LM3311 LM3311图1.1 天然气发电机组监控系统配置图现场共有14路模拟量输入信号。在模拟量输入信号中，9路为热电阻输入信号，5路为热电偶输入信号。PLC的CPU模块选用LM3109。9路热电偶输入信号选用3块热电阻输入模块LM3312。5路热电偶输入信号选用2块热电偶输入模块LM3311。系统的模拟量输入信号I/O分配如表4.1所示。表1.1 PLC控制系统的模拟量输入信号I/O分配模块名称信号名称变量名称PLC地址信号

4、量程热电阻输入信号LM3312发动机出水温度T0%IW20120发动机进水温度T1%IW40120中冷进水温度T2%IW60120油冷器进水温度T3%IW80120油冷器出水温度T4%IW100120润滑油温度T5%IW120120进气温度T6%IW140120供气温度T7%IW160120环境温度T8%IW180120热电偶输入信号LM3311绕组温度1T9%IW260120绕组温度2T10%IW280120绕组温度3T11%IW300120轴承温度1T12%IW320120轴承温度2T13%IW3401201.3 PLC控制系统程序设计（1） 变量声明。PROGRAM PLC_PRGVAR

5、SetModbus:Set_Local_Address;(*设置modbus从站地址*)SetModbusOk:BOOL;(*设置modbus从站地址成功*)AI0:Analog_IN;(*设置模拟量数输入模块0*)AI1:Analog_IN;(*设置模拟量数输入模块1*)AI2:Analog_IN;(*设置模拟量数输入模块2*)AI3:Analog_IN;(*设置模拟量数输入模块3*)AI4:Analog_IN;(*设置模拟量数输入模块4*)AI0_OK:BOOL;(*设置模拟量输入模块0成功*)AI1_OK:BOOL;(*设置模拟量输入模块1成功*)AI2_OK:BOOL;(*设置模拟量输

6、入模块2成功*)AI3_OK:BOOL;(*设置模拟量输入模块3成功*)AI4_OK:BOOL;(*设置模拟量输入模块4成功*)T0 AT %IW2 :WORD;(*发动机出水温度*)T1 AT %IW4 :WORD;(*发动机进水温度*)T2 AT %IW6 :WORD;(*中冷进水温度*)T3 AT %IW8 :WORD;(*油冷器进水温度*)T4 AT %IW10 :WORD;(*油冷器出水温度*)T5 AT %IW12 :WORD;(*润滑油温度*)T6 AT %IW14 :WORD;(*进气温度*)T7 AT %IW16 :WORD;(*供气温度*)T8 AT %IW18 :WORD

7、;(*环境温度*)T9 AT %IW26 :WORD;(*绕组温度1*)T10 AT %IW28 :WORD;(*绕组温度2*)T11 AT %IW30 :WORD;(*绕组温度3*)T11 AT %IW32 :WORD;(*轴承温度1*)T12 AT %IW34 :WORD;(*轴承温度2*)LT0 AT %MW1000 :WORD;(*发动机出水温度限定值*)LT1 AT %MW1002 :WORD;(*发动机进水温度限定值*)LT2 AT %MW1004 :WORD;(*中冷进水温度限定值*)LT3 AT %MW1006 :WORD;(*油冷器进水温度限定值*)LT4 AT %MW100

8、8 :WORD;(*油冷器出水温度限定值*)LT5 AT %MW1010 :WORD;(*润滑油温度限定值*)LT6 AT %MW1012 :WORD;(*进气温度限定值*)LT7 AT %MW1014 :WORD;(*供气温度限定值*)LT8 AT %MW1016 :WORD;(*环境温度限定值*)LT9 AT %MW1018 :WORD;(*绕组温度1限定值*)LT10 AT %MW1020 :WORD;(*绕组温度2限定值*)LT11 AT %MW1022 :WORD;(*绕组温度3限定值*)LT12 AT %MW1024 :WORD;(*轴承温度1限定值*)LT13 AT %MW102

9、6 :WORD;(*轴承温度2限定值*)LMTALM0:LIMITALARM;(*发动机出水温度上下限报警*)OVER0:BOOL;(*发动机出水温度超过上限，报警*)UDNDER0:BOOL(*发动机出水温度超过下限，报警*)IL0:BOOL(*发动机进水温度正常不报警*)LMTALM1:LIMITALARM;(*发动机进水温度超过上限，报警*)OVER1:BOOL;(*发动机进水温度超过上限，不报警*)UDNDER1:BOOL;(*发动机进水温度超过下限，报警*)IL1:BOOL;(*发动机进水温度正常，不报警*)LMTALM2:LIMITALARM;(*中冷进水温度上下限报警*)OVER

10、2:BOOL;(*中冷进水温度超过上限，报警*)UDER2:BOOL;(*中冷进水温度超过下限，报警*)IL2:BOOL;(*中冷进水温度正常，不报警*)LMTALM3:LIMITALARM;(*油冷器进水温度上下限报警*)OVER3:BOOL;(*油冷器进水温度超过上限，报警*)UDNDER3:BOOL;(*油冷器进水温度超过下限，报警*)IL3:BOOL;(*油冷器进水温度正常，不报警*)LMTALM4:LIMITALARM;(*油冷器出水温度上下限报警*)OVER4:BOOL;(*油冷器出水温度超过上限，报警*)UDNDER4:BOOL;(*油冷器出水温度超过下限，报警*)IL4:BOO

11、L;(*油冷器出水温度正常，不报警*)LMTALM5:LIMITALARM;(*润滑油温度上下限报警*)UDNDER5:BOOL;(*润滑油温度超过下限，报警*)OVER5:BOOL;(*润滑油温度超过上限，报警*)IL5:BOOL;(*润滑油温度正常，不报警*)LMTALM6:LIMITALARM;(*进气温度上下限报警*)UDNDER6:BOOL;(*进气温度超过下限，报警*)OVER6:BOOL;(*进气温度超过上限，报警*)IL6:BOOL;(*进气温度正常，不报警*)LMTALM7:LIMITALARM;(*供气温度上下限报警*)UDNDER7:BOOL;(*供气温度超过下限，报警*

12、)OVER7:BOOL;(*供气温度超过上限，报警*)IL7:BOOL;(*供气温度正常，不报警*)LMTALM8:LIMITALARM;(*环境温度上下限报警*)UDNDER8:BOOL;(*环境温度超过下限，报警*)OVER8:BOOL;(*环境温度超过上限，报警*)IL8:BOOL;(*环境温度正常，不报警*)LMTALM9:LIMITALARM;(*绕组温度1上下限报警*)UDNDER9:BOOL;(*绕组温度1超过下限，报警*)OVER9:BOOL;(*绕组温度1超过上限，报警*)IL9:BOOL;(*绕组温度1正常，不报警*)LMTALM10:LIMITALARM;(*绕组温度2上下限报警*)UDNDER10:BOOL;(*绕组温度2超过下限，报警*)OVER10:BOOL;(*绕组温度2超过上限，报警*)IL10:BOOL;(*绕组温度2正常，不报警*)LMTALM11:LIMITALARM;(*绕组温度3上下限报警*)UDNDER11:BOOL;(*绕组温度3超过下限，报警*)OVER11:BOOL;(*绕组温度3超过上限，报警*)IL11:BOOL;(*绕组温度3正常，不报警*)LMTALM12:LIMITALARM;(*轴承温度1上下限报警*)UDNDER12:BOO