工控机自动化系统操作规程(1)

自动化控制系统概述1系统的控制范围和功能自动化系统是以可编程序控制器(PLC)为核心的自动化控制系统，面向整套LNG 加气站系统设计，根据工艺要求，系统按预设的程序自动运行，通过控制室上位机系统可以随时对流程进行监视，并控制LNG的运行状况及记录运行参数，以便于将来设备维护、诊断和故障分析处理；2 系统总体方案的设计原则系统采用EIC（电气传动、仪表、计算机）一体化并面向工艺的设计思想，充分考虑系统的完整性和配套的合理性，满足工艺的要求。

系统贯彻低成本自动化的思想，同时保持系统的先进性和合理性，以便今后的系统升级和扩展，以及备品配件的供应。

充分考虑现场操作人员对系统的接受能力，设计友善的人机界面，使操作人员简便、容易、明确地操作和监视。

3 自动化控制系统基本配置3.1 核心单元PLC自动化PLC设备选用德国Siemens公司的S7-300系列PLC。

西门子公司S7-300系列PLC性能价格比高、运算速度快、配置组态灵活的特点，有多种联网通讯和支持众多厂家设备装置的能力。

其CPU选用的是新型313C-2DP，运行需MMC卡。

具体配置见PLC柜电气图纸或技术协议编程采用STEP 7 V5.4+SP3的编程软件。

3.2 上位机采用SIMATIC WinCC组态/运行版3.3 通讯PLC和上位机之间采用现场总线技术进行通讯，仪表和PLC之间采用4-20mA进行数据采集；变频器，加气机与PLC通讯采用RS-485进行通讯；4 自动化系统程序设计与软件4.1 程序概述程序已经下载至PLC中，PLC运行需MMC卡；同时应当注意，不能带电插拔MMC卡，否则会丢失程序或损坏MMC卡。

4.2 编程软件STEP 7 V5.4+SP3装有编程软件的PC机/上位机可以通过现场总线技术和PLC进行通讯，通过编程软件在线查看整套程序的运行情况，在工艺许可情况下强制运行参数，还可以上载程序，修改下载程序等。

相关专业人员可以参照Siemens公司的STEP 7 V5.4+SP3的编程手册。

5 程序功能简要说明5.1时间同步：主要是上位机与加气机和PLC的时间同步，上位机是提供标准时间的设备，所以操作员请勿随意改动上位机时间，以免造成数据混乱。

5.2 模拟量处理：模拟量处理遵循标准结构化处理，每个模拟量有如下结构数据：测量值、仪表量程上限、仪表量程下限、修正值、报警高高限设置值、报警高限设置值、报警低限设置值、报警低低限设置值、死区宽度设置值、高高限报警、高限报警、低限报警、低低限报警、使能报警。

这样设计的优点在于当现场更换不同量程的仪表可以在上位机中设置仪表量程，而不用更改PLC程序。

5.3 储罐液位计算：根据储罐液位的差压变送器的测量数据，转换成毫米水柱，再查储罐的罐容表，计算出储罐LNG的实际体积数。

5.4 流程控制：提供调压流程、加气流程、卸车流程、CNG流程控制。

调压流程加气流程：卸车流程：CNG流程：5.5 数据缓存PLC系统对4个流程运行数据各有20条缓存记录，以及设备整点记录3天的缓存记录，这样可以提高数据的安全性，当上位机程序停机故障时，可以保证短时间内数据不丢失。

6 报警系统本系统声光报警器有2种报警提示：1.5秒鸣响为操作提示、一般报警提示（低限报警、高限报警），4秒鸣响为严重报警提示（高高限、低低限、变频器故障、火灾、泄漏）。

自动化控制系统操作规程1 主界面图1如图1所示：主界面的上部为标题栏，显示控制系统的名称和当前日期、时间、即时的事件和报警记录提示栏；主界面的中部为系统画面；主界面的下部为操作栏；2 操作栏在操作栏中共有很多操作按钮，下表是对应的功能说明表：注意：当按钮呈现灰色状态，表示不可操作，原因是用户需要登录。

3 自动化控制系统操作规程介绍3.1 WinCC画面的激活下面将介绍如何打开及激活WinCC画面（如下图2）(1)重新启动计算机后，系统会自动打开并激活WinCC画面，无需操作员操作。

这个打开过程需要几分钟，请操作员耐心等待，直至画面跳出。

注：如果在这个过程中，操作员另外手动打开WinCC软件，可能会引起系统错误。

(2)如果操作员不打算重新启动计算机，如何手动关闭存在的激活画面；如何又重新打开与激活画面？下面将详细介绍：a)关闭激活的画面：两种方式：可以通过“退出系统”关闭；也可以在WinCCExplorer中关闭；1)通过画面中的按钮，可以退出监控系统，关闭激活画面“图22)在WinCCExploer 资源管理器中，也可以关闭与打开画面：下面介绍如何打开WinCCExploer ：在桌面上双击其快捷键打开后进入WinCCExplorer资源管理器画面：如下图：在资源管理其中可以，通过单击图标“”打开与激活WinCC监控画面；通过单击图标“”，取消激活WinCC监控画面，从而关闭画面；单击此按钮打开与激活画单击此按钮画面关闭画面3.2 LNG加气站工艺流程图2这一界面（图2）集中显示了整个LNG撬装加气站系统的工艺流程。

（1）图中运用闪烁、颜色变化、文字、动作等方法显示出各个阀门，管道的状态、罐液位、及各种测量值越限报警。

（2）在画面图形如罐，潜液泵，加气机右边分别集中提供了对罐，泵，加气机的主要实时监控数据；（3）在画面的右上角提供了按钮，通过点击或当有外部事件触发相应流程是，会弹出流程菜单，用来监控相应的动作流程，并可调整设定相应的频率；（4）在画面的右上角，还有个实时报警记录的表，显示报警故障；（5）画面上各种元素，若操作员不清楚其用途或代表的含义，可以将鼠标移到到相应区域，画面上会显示该元素的简要说明。

（6），下面将工艺图各元素状态做简要说明。

表示低温泵变频器未运行。

表示低温泵变频器运行中。

各测点边框红色闪烁，表示该测点有报警。

可燃气探头，该状态表示无泄漏。

可燃气探头，该状态表示有泄漏。

上图表示LNG加气区域火灾。

上图表示CNG加气区域火灾。

上图表示储气瓶区域火灾。

预冷状态对时按钮的功能：当LNG 收费柱重新加电时，PLC 系统会在20秒内，自动同步收费柱时间，若20秒后操作员发现收费柱的时间不正确，这时请按，进行手动对时。

对时注意：A 、加气中请不要按对时按钮。

B 、时间不正确请勿加气。

（7）画面中的很多元素点击后会弹出该元素的功能画面，下面对各功能画面进行说明：A 、点击阀门弹出如下窗口：B 、点击低温泵区域弹出如下画面：C点击各运行参数，会弹出实时趋势图窗口，例如点击，弹出下面窗口：点击储罐弹出储罐详细参数窗口：3.3 用户登录本系统对监控画面上的绝大数操作都需要对操作员的身份进行验证，所以当操作员需要进行诸如打开报表、设置参数等的操作时，都必须输入用户名和密码。

在没有登录时，各按钮不允许操作：若操作员在没有登录的情况下，点击了需要权限的按钮，则系统回弹出无权限的对话框，见下图：点击：按钮，在弹出的对话框中输入用户名和密码：用户名：user(该用户名属于普通用户授权，无法修改参数)111111密码：户名：admin（该用户名给予管理员授权，可以进行参数设置）密码：111111用户操作结束后点击按钮弹出系统登录窗口，点击退出登陆按钮，即可注销用户。

注：这次设定了两种不同权限的用户名: “user”和“admin”,初始密码都为6个“1”。

“admin”用户名的权限包括可以进行参数设置，而“user”没有这个权限；3.4 流程参数设定：在上位机上可以对四个流程泵的预冷温度，预冷频率等参数进行重新设定；（建议保留原设定值，无需经常更改设定值）3.5 报警与趋势图画面点击按钮按钮，打开趋势图画面：图6趋势图中有单模拟量的趋势图和按区域划分的组合趋势图，便于操作员分析数据。

下图演示和说明如何使用曲线趋势图：图8上图的操作内容依次（从左到右）为：帮助、分配参数、第一条数据记录、前一条数据记录、下一条数据记录、最后一条数据记录、标尺、缩放、原始视图、选择时间范围、开始/停止、打印记录、选择统计区域、计算统计。

点击缩放按键，选择要查看的区域，放开鼠标，就可以放大所选区域。

如下图所示：选中的方框内容图9，放大区域图10。

图9：图10：3.6 报表系统画面在监控画面中点击按钮，弹出报表系统画面，本系统目前共有5张报表，分别是LNG加气记录，LNG卸车记录、LNG调压记录、CNG运行记录和设备整点抄表。

LNG卸车记录CNG运行记录调压记录下图将演示如何在报表中查询整点归档数据：3.7 参数设置画面点击按钮，弹出参数设置画面：图14参数设置的画面包括储罐液位、压力，泵池设定温度，加气出口压力等参数下图演示如何进行参数修改：当前值：该测点的当前测量值。

设备工作时间：若使能工作时间报警，则将计时，计时单位：秒，若超过“工作时间报警”中设定的值，则将会产生工作时间报警，该项功能主要是针对某些业主对设备的检修周期的要求，操作员可以根据需要选用。

测量范围上限、测量范围下限：变送器铭牌上的参数，此参数的作用是当更换不同量程的变送器时，操作员可将新的参数填在这里，而不需要更改PLC程序。

修正值：当变送器做计量检定时，若变送器的5点的测量值，与实际值存在恒定的误差，则在这里填上这个误差值，用以修正误差。

报警高高限：报警高高限的输入值。

报警高限：报警高限的输入值。

报警低限：报警低限的输入值。

报警低低限：报警低低限的输入值。

死区：范围：0-1名词解释：死区：又叫死区宽度，在控制系统中，某些执行机构如果动作频繁，会导致小幅震荡，造成严重的机械磨损。

从控制要求来说，很多系统又允许被控量在一定范围内存在误差。

本系统对死区做如下处理：例如：储罐压力的变送器量程为0-1.6MPa ，设置死区为0.01，高高限报警为1.0，高限为0.9，低限为0.4，低低限为0.3，则死区宽度=1.6×0.01=0.016，若测量值逐渐增大超过0.9时将触发高限报警，（0.9-0.016=0.884），当测量值逐渐减小到0.884，高限报警消失，高高限报警触发原理同上。

当测量值逐渐减小到低于0.4时，将触发低限报警，（0.4+0.016=0.416）当测量值逐渐增大到超过0.416时，低限报警消失。

工作时间报警：设备使用周期的设定值，单位（秒）量程死区宽度=量程×死区测量值大于该值将触发高高限报警 测量值小于该值将停止高高限报警测量值大于该值将触发高限报警 测量值小于该值将停止高限报警测量值大于该值将停止低限报警 测量值小于该值将触发低限报警 测量值大于该值将停止低低限报警测量值小于该值将触发低低限报警死区宽度死区宽度死区宽度死区宽度储罐参数设置在这里设置储罐的报警高高限、高限、低限、低低限值，使能报警后，储罐的进出液电磁阀将根据报警高高限、低低限联锁，即高高限时关闭进液阀，低低限时关闭出液阀。