【摘要】：隨著社會的快速發(fā)展,天然氣作為一種高效、清潔的能源,是繼煤炭、石油之后第三大天然能源,現(xiàn)已進入生活中的各個領(lǐng)域。天然氣需要經(jīng)過多級調(diào)壓后,才能供用戶使用。燃氣調(diào)壓站是其中一個調(diào)壓環(huán)節(jié),在燃氣調(diào)壓系統(tǒng)中起著重要的作用。燃氣調(diào)壓站自動化水平,已經(jīng)成為城市燃氣行業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。所以,建立燃氣調(diào)壓站自動化監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)調(diào)壓站的自動運行,對燃氣行業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。 結(jié)合行業(yè)背景,本文對燃氣調(diào)壓站自動化監(jiān)控系統(tǒng)進行了如下研究。首先,對四川省樂至縣城某燃氣調(diào)壓站的現(xiàn)狀進行調(diào)研分析,結(jié)合當(dāng)前先進技術(shù),對其進行技術(shù)改進和系統(tǒng)升級,采用現(xiàn)場儀器+西門子PLC+PC機的總體控制方案。該方案是以PLC為控制核心,以變送器(壓力變送器、溫度變送器)為檢測元件,以電磁閥、氣動調(diào)壓閥為執(zhí)行結(jié)構(gòu),以WINCC為監(jiān)控界面組成的燃氣調(diào)壓站監(jiān)控系統(tǒng)。其中電磁閥起開、關(guān)作用,調(diào)壓閥起壓力的調(diào)節(jié)作用。為了使方案能夠具體實施,需選擇性價比較高的現(xiàn)場儀器,包括變送器、電磁閥、調(diào)壓閥等。針對氣壓控制的難點,采用基于參數(shù)自整定的模糊PID控制策略,并設(shè)計模糊PID控制器。在建立被控對象數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,對整個壓力控制系統(tǒng)進行的仿真結(jié)果表明,采用模糊PID控制對閥后壓力起到更好的降壓、穩(wěn)壓作用。最后,設(shè)計調(diào)壓站監(jiān)控系統(tǒng),其中包括監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計和軟件設(shè)計(PLC控制程序設(shè)計、上位機界面設(shè)計)。利用OPC技術(shù),實現(xiàn)MATLAB與PLC的數(shù)據(jù)交換,把設(shè)計的模糊PID控制器有效運用到PLC中。通過系統(tǒng)調(diào)試,最終實現(xiàn)對燃氣調(diào)壓站的實時監(jiān)控。
[Abstract]:With the rapid development of society, natural gas, as an efficient and clean energy, is the third largest natural energy after coal and oil, and has entered various fields of life. Natural gas needs to go through multi-stage pressure regulation before it can be used by users. Gas pressure regulating station is one of the pressure regulating links, which plays an important role in gas pressure regulating system. The automation level of gas voltage regulating station has become an important symbol of the modernization of urban gas industry. Therefore, it is of great significance for the development of gas industry to establish automatic monitoring system of gas voltage regulating station and realize the automatic operation of voltage regulating station. Combined with the background of the industry, the automatic monitoring system of gas voltage regulating station is studied as follows. First of all, the present situation of a gas voltage regulating station in Lezhi County, Sichuan Province is investigated and analyzed, combined with the current advanced technology, the technical improvement and system upgrade are carried out, and the overall control scheme of Siemens PLC PC is adopted. The scheme is a gas pressure regulating station monitoring system composed of PLC as the control core, pressure transmitter (pressure transmitter, temperature transmitter) as the detection element, solenoid valve, pneumatic pressure regulating valve as the executive structure and WINCC as the monitoring interface. Among them, the solenoid valve plays the role of opening and closing, and the pressure regulating valve plays the role of pressure regulation. In order to implement the scheme, it is necessary to select the field instruments with high performance and price, including transmitter, solenoid valve, pressure regulating valve and so on. Aiming at the difficulty of air pressure control, the fuzzy PID control strategy based on parameter self-tuning is adopted, and the fuzzy PID controller is designed. On the basis of establishing the mathematical model of the controlled object, the simulation results of the whole pressure control system show that the fuzzy PID control plays a better role in reducing pressure and stabilizing the pressure behind the valve. Finally, the monitoring system of the voltage regulating station is designed, including the hardware design and software design of the monitoring system (PLC control program design, upper computer interface design). The data exchange between MATLAB and PLC is realized by using OPC technology, and the designed fuzzy PID controller is effectively applied to PLC. Through the system debugging, the real-time monitoring of the gas voltage regulating station is finally realized.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU996;TP277

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本文編號：2505997