基于plc的天然气集气站检测控制系统的研究与设计.pdf
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1、第1 2 期 一 5 3一 基于P L C 的天然气集气站检测控制系统的研究 与设计 李涛 ( 中国石油管道公司北京输油气分公司,北京 1 0 2 4 8 8 ) 摘要天然气将成为我国今后一种重要的能源资源。本文针对天然气集输系统中集气站生产数据管理存在的一些问题, 研究并设计了基于P L C 的集气站检测控制系统。该系统使用孔板流量计实现对天然气流量的实时计量,在系统的需求上规划 了硬件结构,并利用组态软件 实现上位机监控 该系统实现了对集气站的集中控制,可满足生产管理的需求。 关键词 集气站 ;P L C ;孔板流量计;检测控制 系统 能源的开发与供应是保证我 国经济快速发展 的坚实保障。
2、随着社会对生态环境的重视,天然 气 的开发及利用逐步增加 。集气站主要完成对各 个气井传输过来 的天然气进行节流 、计量、分离 然后集 中输入集气管道 ,是天然气集输系统的重 要环节 。由于集气站 需要处理 的信息庞杂 ,对环 境 、安全要求较高 ,急需科学合理的检测控制系 统 】 。而今 己建 的站控系统设计采用 不同的技术 方案,各系统工作流程不 同,难 以实现信息 的交 换 ,且整个 系统数字化水平较低 ,很 多数据掌握 在 不同的技术人 员手里 ,难 以实现统一管理 。本 文 以提升集气站数字化管理水平为 目的 ,研究并 设计了基于P L C的集气站检测控制系统。 1 系统概述 集气站
3、检测控制系统 以 自动化及工业控制技 术为基础 ,采用P L C 为控制核心,利用 自动化仪表 如变送器 、流量计对现场 设备运行状况进行数据 采集并存储 ,最终通过组态 画面清 晰地展现在工 作人 员面前 ,通过对现场采集 的数据进行处理 , 经过P L C 进行运算,通过运算结果发出相应的动作 指令2 】 ,可以实现阀门的远程控制,同时可设置设 备 的报警参数及天然气 的成分参数,实现 自动化 生产 ,保 障设备及工作人员的人身安全 ,降低工 作量 ,提高整个集气站的工作 效率。系统结构如 图 l所示。 图1 集气站控制结构图 作者简介:李涛 ( 1 9 7 7 一),男,黑龙江大庆人,专
4、科,助理工程师。研究方向为仪表自动化控制。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m一 技术交流 石 油 和 化工 设 备 2 0 l 5 年第 1 8 卷 2天然气流量计量技术 天然气 的流量检测是集气站系统 中的重 中之 重 ,本系统 的天然气流量计 量采 用孔板流量计 。 该仪表精度高 ,可达到3 5 ,同时仪表 本身配 置温度 、压力的测量 ,本身的结构支持不 同的孔 径,适用范围广3 】 。 孔板流量计 的工作原理是通过气体流过孔板 时产生 的压差来计算流量 。天然气经过节流装置 时在孔板 出产 生收缩 ,流速变大 ,静压力减小 , 在板孔的前后产生压力差 ,流
5、速越快 ,压力差越 大,利用压力差可计算流量 的大小 。孔板结构如 图2 所示 。 图2 孔板流量计结构图 气体在流 过孔板 前后 时,流速与压 力发生 了 变化,由位置1 、2 能量平衡得 Z 十盟 +旦 兰Z、十P _ L- 十 + ( 1 ) 2 g Z 2g 式中:z 、Z 2 为 1 、2 位置高度 ,P l , P 为1 2 处 压强,v , v 为1 、2 处的流速 , 入为气体密度 ,a l , a 为 1 、2 处的修正参数,h 是由摩擦力造成的压力损 耗 。通过公式( 1 ) 推导出气体流量公式: 一f, 9 = k 4 2 g 、 ( 2 ) V 以 式中:K为校正系数,
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