天然气输配控制工程开发与研究

论文摘要

本论文涉及的科研课题来源于延安天然气输配工程(二期),论述了其中最重要的门站控制系统工程设计过程,研究和解决了关键技术问题。文章首先介绍了天然气输配工程的工艺特点,着重介绍了门站控制要求,并根据控制要求对信号进行了汇总。接着介绍了控制系统的硬件集成方案,并对主要PLC硬件进行了介绍。文章重点介绍了控制系统的软件设计,包括PLC控制程序设计和WinCC监控程序设计。控制系统软件设计以整体介绍为主,并给出了一些MODBUS协议实现和VBS脚本的关键代码。在关键技术的研究方面,介绍了系统的时钟同步,超声波流量计量和PLC软冗余技术的应用等方面内容。最后论文对现场调试过程进行了详细的总结。目前,该系统达到了预期的控制要求,运行状况良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 项目来源
• 1.2 国内外天然气输配与计量技术现状
• 1.3 论文研究的主要内容
• 第二章 控制系统总体设计
• 2.1 工艺介绍
• 2.2 控制系统设计要求
• 2.2.1 基本控制功能
• 2.2.2 防雷防爆要求
• 2.3 测控信号汇总与分析
• 2.4 硬件集成方案
• 2.4.1 硬件平台选择
• 2.4.2 控制部件选型
• 2.4.2.1 PLC控制系统硬件配置
• 2.4.2.2 PLC控制系统硬件介绍
• 2.4.2.3 控制系统通信方式选择
• 2.4.3 防雷防爆产品选型
• 2.4.4 PLC柜布局
• 第三章 系统软件开发
• 3.1 PLC编程与组态软件介绍
• 3.1.1 PLC程序设计介绍
• 3.1.1.1 PLC的工作原理
• 3.1.1.2 PLC程序组织结构
• 3.1.1.3 S7-300编程软件STEP7
• 3.1.2 西门子组态软件 WINCC
• 3.1.3 系统集成组态
• 3.1.3.1 PLC系统硬件组态
• 3.1.3.2 上位机 WinCC组态
• 3.2 PLC控制程序开发
• 3.2.1 控制程序功能
• 3.2.2 下位软件总体设计与开发
• 3.2.3 MODBUS通信协议编程实现
• 3.2.3.1 MODBUS通信协议简介
• 3.2.3.2 MODBUS传输模式
• 3.2.3.3 MODBUS编程实现
• 3.3 监控组态程序开发
• 3.3.1 监控程序功能
• 3.3.2 监控程序总体设计
• 3.3.3 监控界面开发
• 3.3.4 脚本技术的应用
• 第四章 控制系统关键技术研究
• 4.1 系统时钟同步方案
• 4.2 超声流量计原理与应用
• 4.2.1 超声波气体流量计测量原理
• 4.2.2 超声波气体流量计的应用
• 4.3 冗余技术的应用
• 第五章 现场调试
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间的研究成果