1 前言
城市公共交通使用清潔能源替代汽油作為公共巴士的動力源已經(jīng)成為一種趨勢，不少城市陸續(xù)新建了CNG加氣站，對加氣站的主要設(shè)備如壓縮機，干燥器等進(jìn)行實時在線監(jiān)控，對于保證加氣站連續(xù)平穩(wěn)運行具有極其重要的意義。
2 系統(tǒng)方案
CNG加氣站的工藝流程是管網(wǎng)燃?xì)饨?jīng)過進(jìn)站閥井減壓、過濾，通過干燥器去除氣體中的蒸氣，再把氣體經(jīng)過空氣壓縮機升壓，通過兩級油氣分離器，經(jīng)過順序控制盤輸送至高、中、低儲氣井和加氣機。對一個CNG加氣站來說，需要檢測儲氣井的壓力、壓縮機入口壓力、壓縮機出口壓力、溫度、干燥器的塔組工作狀態(tài)、加氣站進(jìn)站溫度、壓力、瞬時流量、累積流量等工藝參數(shù)。
由于加氣站監(jiān)控系統(tǒng)的安全性和可靠性要求較高，要求監(jiān)控系統(tǒng)具有適應(yīng)性強、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等鮮明優(yōu)點。監(jiān)控系統(tǒng)可劃分為現(xiàn)場控制層、監(jiān)控層的結(jié)構(gòu)。
可編程控制層可由現(xiàn)場控制器PLC控制，實現(xiàn)對現(xiàn)場的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、控制、聯(lián)鎖等功能，本工程中采用了西門子公司的S7-300系列PLC。
監(jiān)控層采用世紀(jì)星組態(tài)軟件CenturyStar，世紀(jì)星軟件通過MPI協(xié)議和西門子的S7-300PLC通信，實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)和狀態(tài)的采集，采集到的數(shù)據(jù)送入組態(tài)軟件的實時數(shù)據(jù)庫，經(jīng)過適當(dāng)數(shù)據(jù)處理，完成合適的畫面和組態(tài)設(shè)置。監(jiān)控層連接控制層，實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，在自動控制系統(tǒng)中完成數(shù)據(jù)上傳命令下達(dá)、報警顯示、趨勢記錄、提供控制系統(tǒng)信息接口等作用。
3 監(jiān)控系統(tǒng)特點
1）工藝流程圖形象直觀
世紀(jì)星組態(tài)軟件提供上萬個形象逼真的內(nèi)置圖形控件，通過這些豐富圖形控件，可以繪制出極其逼真的3D工藝流程圖，制作出高質(zhì)量的動畫圖形。如圖1和圖2所示。
圖1 工藝流程圖
圖2 工藝參數(shù)一覽表
2）獨具特色的報警事件記錄
可以實現(xiàn)對每個工藝參數(shù)的低低報警、低報警、高報警、高高報警，大偏差報警，小偏差報警，變化率報警，離散報警的設(shè)置。以不同顏色形式，把當(dāng)前報警、已確認(rèn)報警和已恢復(fù)報警區(qū)分開來，每個報警量可以顯示它的節(jié)點名、位號、描述、報警產(chǎn)生時間、報警消除時間、狀態(tài)、當(dāng)前值等信息。從上位機可以查看歷史報警，并且可以對所有的報警進(jìn)行打印。同時，從上位機可以查看事件記錄，例如：某操作員于什么時間進(jìn)行登錄，什么時間退出登錄等，并可以進(jìn)行打印。如圖3所示。
圖3 歷史報警畫面
圖4 強大的歷史趨勢控件
3）歷史趨勢功能強大
趨勢顯示是帶有時間標(biāo)志的一個數(shù)據(jù)圖表，顯示為時間函數(shù)的趨勢曲線，一個趨勢顯示能夠顯示數(shù)條不同顏色的趨勢曲線。歷史（歸檔或存儲）數(shù)據(jù)趨勢顯示亦能提供。世紀(jì)星能提供歷史趨勢和實時趨勢的顯示、打印功能，歷史趨勢和實時趨勢畫面中顯示的檢測變量，可由操作員根據(jù)需要進(jìn)行選擇，趨勢圖可采用帶有時間坐標(biāo)的線狀圖顯示歷史趨勢和實時趨勢，時間坐標(biāo)和輸入范圍是可調(diào)的，至多有32個參數(shù)的趨勢可顯示在同一畫面上，數(shù)據(jù)的采集頻率也是可調(diào)的，歷史趨勢控件可以記錄的最長事件取決于電腦硬盤大小，可保存數(shù)年的歷史數(shù)據(jù)。如本頁左側(cè)圖4所示。
4）組態(tài)報表靈活
在上位機可以查看歷史報表和實時報表，實時報表中包含全站所有參數(shù)的當(dāng)前值，歷史報表可以查詢定時間隔的歷史記錄數(shù)據(jù)，操作工可以隨時打印報表，也可以定時打印報表。如圖5所示。
圖5 加氣站歷史數(shù)據(jù)報表
4 結(jié)論
本系統(tǒng)充分利用西門子公司的S7-300系列PLC/RTU強大的數(shù)據(jù)采集與控制功能，及世紀(jì)星軟件突出的HMI畫面監(jiān)控與數(shù)據(jù)管理功能，從而確保了整個加氣站處在較高的運行安全水平上。本系統(tǒng)自投入運行以來，運行穩(wěn)定，為加氣站帶來良好的生產(chǎn)效益。