天然气发电机组plc控制系统

1、天然气发电机组PLC控制系统杨英俊1.1天然气发电机组监控系统介绍在当前能源紧张的局势下，为了响应国家节约能源的号召，人们开始研究煤矿伴生天然气发电机组。以往的小型发电机组大都以柴油机为动力，但是目前柴油供应紧张，而且价格大幅提升，用柴油发电成本很高。而大部分煤矿产生的天然气，又仅仅通过燃烧的方式处理掉，无法有效进行利用。针对以上情况，国内某柴油机厂开发了以天然气为原料的天然气发电机组。本设计基于和利时G3系列的天然气发电机组监控系统。改天然气发电机组监控系统要求上位机通过通信的方式，采集现场的温度、压力等参据，要求现场控制设备对以上参数作出判断，产生相应的报警信号或停机信号，对于各个参数报警

2、值，要求能够通过上位机进行修改和保存。该天然气发电机组监控系统以前采用单片机进行数据采集和控制。单片机程序的可读性差，系统不易维护，程序更改复杂。而且由于单片机控制系统的可靠性和抗干扰能力较差，在现场恶劣的环境下，该控制系统经常出现故障。我们对运行环境进行了现场考察和反复研究，在可靠性、稳定性、方便性等方面做了大量工作，采用先进、实用、可靠的PLC做数据采集和控制，提出了基于和利时G3系列PLC的解决方案。1.2PLC选型与I/O分配天然气发电机组PLC监控系统如图1.1所示，由PLC和上位机组成。PLC完成数据的采集与控制，上位机完成画面显示和数据输入。PLC与上位机通过RS232串行口，采

3、用ModbusRTU协议进行通信，可以方便地监控和修改PLC的数据，简化了用户管理层，提高了设备可靠性。RS232LM3109LM3312LM3312LM3311LM3311图1.1天然气发电机组监控系统配置图现场共有14路模拟量输入信号。在模拟量输入信号中，9路为热电阻输入信号，5路为热电偶输入信号。PLC的CPU模块选用LM3109。9路热电偶输入信号选用3块热电阻输入模块LM3312。5路热电偶输入信号选用2块热电偶输入模块LM3311。系统的模拟量输入信号I/O分配如表4.1所示。表1.1PLC控制系统的模拟量输入信号I/O分配模块名称信号名称变量名称PLC地址信号量程热电阻输入信号L

4、M3312发动机出水温度T0%IW20120C发动机进水温度T1%IW40120C中冷进水温度T2%IW60120C油冷器进水温度T3%IW80120C油冷器出水温度T4%IW100120C润滑油温度T5%IW120120C进气温度T6%IW140120C供气温度T7%IW160120C环境温度T8%IW180120C热电偶输入信号LM3311绕组温度1T9%IW260120C绕组温度2T10%IW280120C绕组温度3T11%IW300120C轴承温度1T12%IW320120C轴承温度2T13%IW340120C1.3PLC控制系统程序设计（1）变量声明。PROGRAMPLC_PRGVA

5、RSetModbus:Se七丄0。&1_人宀宀九$;（*设置modbus从站地址*）Se七皿0宀5口$0匕200；（*设置modbus从站地址成功*）AIO:Analog_IN;（*设置模拟量数输入模块0*）AIl:Analog_IN;（*设置模拟量数输入模块1*）AI2:Analog_IN;（*设置模拟量数输入模块2*）AI3:Analog_IN;（*设置模拟量数输入模块3*）AI4:Analog_IN;（*设置模拟量数输入模块4*）AI0_0K:B00L;（*设置模拟量输入模块0成功*）AIl_0K:B00L;（*设置模拟量输入模块1成功*）AI2_0K:B00L;（*设置模拟量输入模块2

6、成功*）AI3_0K:B00L;（*设置模拟量输入模块3成功*）AI4_0K:B00L;（*设置模拟量输入模块4成功*）T0AT%IW2:WORD;（*动机出水温度*）T1AT%IW4:WORD;（*动机进水温度*）T2AT%IW6:W0RD;（*中冷进水温度*）T3AT%IW8:WORD;（*i冷器进水温度*）T4AT%IW10:WORD;（*i冷器出水温度*）T5AT%IW12:WORD;（*滑油温度*）T6AT%IW14:WORD;（*M气温度*）T7AT%IW16:闻0只。；（*供气温度*）T8AT%IW18:WORD;（*境温度*）T9AT%IW26:WORD;（*组温度1*）T10

7、AT%IW28:WORD;（*组温度2*）TilAT%IW30:WORD;（*组温度3*）TilAT%IW32:WORD;（*tt承温度1*）T12AT%IW34:WORD;（*tt承温度2*）LT0AT%MW1000:WORD;（*动机出水温度限定值*）LT1AT%MW1002:WORD;（*动机进水温度限定值*）LT2AT%MW1004:WORD;（*中冷进水温度限定值*）LT3AT%MW1006:WORD;（*i冷器进水温度限定值*）LT4AT%MW1008:WORD;（*i冷器出水温度限定值*）LT5AT%MW1010:WORD;（*滑油温度限定值*）LT6AT%MW1012:WORD

8、;（*M气温度限定值*）LT7AT%MW1014:闻0只。；（*供气温度限定值*）LT8AT%MW1016:WORD;（*境温度限定值*）LT9AT%MW1018:WORD;（*绕组温度1限定值*）LT10AT%MW1020:WORD;（*组温度2限定值*）LT11AT%MW1022:WORD;（*组温度3限定值*）LT12AT%MW1024:WORD;（*ft承温度1限定值*）LT13AT%MW1026:WORD;（*ft承温度2限定值*）LMTALM0:LIMITALARM;（*动机出水温度上下限报警*）OVERO:BOOL;（*发动机出水温度超过上限，报警*）UDNDERO:BOOL（*

9、发动机出水温度超过下限，报警*）IL0:BOOL（*发动机进水温度正常不报警*）LMTALM1:LIMITALARM;（*动机进水温度超过上限，报警*）0VER1:B00L;（*发动机进水温度超过上限，不报警*）UDNDER1:BOOL;（*发动机进水温度超过下限，报警*）IL1:B00L;（*发动机进水温度正常，不报警*）LMTALM2:LIMITALARM;（*中冷进水温度上下限报警*）0VER2:B00L;（*中冷进水温度超过上限，报警*）UDER2:BOOL;（*中冷进水温度超过下限，报警*）IL2:B00L;（*中冷进水温度正常，不报警*）LMTALM3:LIMITALARM;（*S

10、冷器进水温度上下限报警*）0VER3:B00L;（*油冷器进水温度超过上限，报警*）UDNDER3:B00L;（*油冷器进水温度超过下限，报警*）IL3:B00L;（*油冷器进水温度正常，不报警*）LMTALM4:LIMITALARM;（*S冷器出水温度上下限报警*）0VER4:B00L;（*油冷器出水温度超过上限，报警*）UDNDER4:BOOL;（*油冷器出水温度超过下限，报警*）IL4:B00L;（*油冷器出水温度正常，不报警*）LMTALM5:LIMITALARM;（*滑油温度上下限报警*）UDNDER5:B00L;（*润滑油温度超过下限，报警*）0VER5:B00L;（*润滑油温度超

11、过上限，报警*）IL5:B00L;（*润滑油温度正常，不报警*）LMTALM6:LIMITALARM;（*气温度上下限报警*）UDNDER6:BOOL;（*进气温度超过下限，报警*）0VER6:B00L;（*进气温度超过上限，报警*）IL6:B00L;（*进气温度正常，不报警*）气温度上下限报警*）UDNDER7:B00L;（*供气温度超过下限，报警*）0VER7:B00L;（*供气温度超过上限，报警*）IL7:B00L;（*供气温度正常，不报警*）LMTALM8:LIMITALARM;（*境温度上下限报警*）UDNDER8:B00L;（*环境温度超过下限，报警*）0VER8:B00L;（*环

12、境温度超过上限，报警*）IL8:B00L;（*环境温度正常，不报警*）LMTALM9:LIMITALARM;（*组温度1上下限报警*）UDNDER9:B00L;（*绕组温度1超过下限，报警*）0VER9:B00L;（*绕组温度1超过上限，报警*）IL9:B00L;（*绕组温度1正常，不报警*）LMTALM10:LIMITALARM;（*绕组温度2上下限报警*）UDNDER10:B00L;（*绕组温度2超过下限，报警*）0VER10:B00L;（*绕组温度2超过上限，报警*）IL10:B00L;（*绕组温度2正常，不报警*）LMTALM11:LIMITALARM;（*绕组温度3上下限报警*）UD

13、NDER11:BOOL;（*绕组温度3超过下限，报警*）OVER11:BOOL;（*绕组温度3超过上限，报警*）IL11:B00L;（*绕组温度3正常，不报警*）LMTALM12:LIMITALARM;（*轴承温度1上下限报警*）UDNDER12:B00L;（*轴承温度1超过下限，报警*）0VER12:B00L;（*轴承温度1超过上限，报警*）IL12:B00L;（*轴承温度1正常，不报警*）LMTALM13:LIMITALARM;（*轴承温度2上下限报警*）UDNDER13:B00L;（*轴承温度2超过下限，报警*）0VER13:B00L;（*轴承温度2超过上限，报警*）IL13:B00L;

14、（*轴承温度2正常，不报警*）END_VAR（2）梯形图0001设置上位机与C的通讯参数：波特8率00数据位位，无校验nodbi从站地址为SETMODBUSOKSETMODBUSSetModbusSet_Local_AddrENeSSBOO*设置nodbi从站地址成功Set_Local_Addr设Sfoodbi从站地址SetM(d)usOK0002使能模拟量输入模块AI0_OKAI0BOO*设置模拟量输入模成功=)Analog(*设置模拟量输入模AI0AnalogINENAddressAI0_OK0Q()0003使能模拟量输入模块AI1_OKBOO置模拟量输入模块AI1AnalOjg_IN模拟

15、量输入模块AI1Analog_INENAddressAI1_OKG-0004使能模拟量输入模块AI2_OKBO设置模拟量输入模块AI2AnalO设置模拟量输入模块1AI21Analog_INZENQ2AddressAI2_OK()-0005使能模拟量输入模块AI3_OKBO设置模拟量输3成模块AI3AnalO设置模拟量输入模块,AI3,AnalogINZENQ3AddressAI3_OK()-0006使能模拟量输入模块AI4_OKBO设置模拟量输入模块AI4AnalO设置模拟量输入模块AI4Analog_INZENQ4AddressAI4_OKG-0007设定发动机出水温度的量氏度T0%IW2

16、发动机出水温度LT0%MW1（发动WOR水温度限定值LIMITENLT00-T0-120012000008设定发动机进水温度的量氏度T1%IW4发动机进水温度LT1%MW1发动机进水温度限定值00090_T11200LIMITENLT1设定中冷进水温度的量程氏度0010T2LT2%IW6中冷进水RS度（*%MW1中冷进水R温度限定值LIMITEN0_T21200LT2设定油冷器进水温度的量氏度T3%IW8油冷器进水温度LT3%MW1油冷器进水温度限定值00110_T31200LIMITENLT3设定油冷器出水温度的量氏度T4%IW10油冷器出水温度LT4%MW1油冷器出R水温度限定值0_T4_

17、LIMITENLT412000012T5LT5设定润滑油温度的氏度%r润滑油温Word(*%MW滑油温W*限定值*LIMIENLT5T512000013LT60014T7设定供气温度的量程度LT7%I供气温度WORD(*%M气温度限定值D(*T7LIMITENLT7设定绕组温度程：摄氏度T11%IW绕组温度WORD(*LT11%M绕组温度定S&D(*LIMITEN0-T1T12000018LT11 LMTALM3LT14000-0023OOVER1-UNDER1_ILL检测发动机进水温度是否迢上度下限UDNDER1BOOL发动机进水温度超过下限，报警LT1%MW1发动机进水温度限定值OVER1

18、BOOL*发动机进水温度超过上限，报警LMTALM1LIMTALARM动机进冰温度上下限报警IL1BOOL*发动机进水温度正常，不报警LMTALMLIMITALARMENINHIGHLOWLT24000-0024-OOVER2-UNDER2_ILL检测中冷进水温度是否超限。度。艮UDNDER2-BOOL中冷进水温度超过下限，报警LT2%MW100冷进水温度限定值OVER2BOOL*中冷进水温度超过上限，报警LMTALM2LIMTALARM冷进水（温度上下限报警IL2-BOOL*中冷进水温度正常）不报警LMTALM2LIMITALARMENINHIGHLOW检测油冷器进水温度是0度，上度下限UD

19、NDER3BOOL油冷器进水温度超过下限，报警(LT3%MW1油冷器进水温度限定值OVER3BOOL*油冷器进水温度超过上限，报警LMTALM3LIMTALARM冷器进冰温度上下限报警IL3BOOL*油冷器进水温度正常，不报警LIMITALARMLT340002_OOVER3-UNDER3_ILLENINHIGHLOW0025LMTALM6OVER 检测油冷器出水温度是否超卩限。下限UDNDER4B00L油冷器进水温度超过下限，报警(LT4%MW1008l冷器进水温度限定值OVER4BOOL*油冷器进水温度超过上限，报警LMTALM4LIMTALARJ油冷器进水温度上下限报警IL4BOOL（油

20、冷器进水温度正常）不报警LIMITALARMENLT4INO800-HIGH-UNDER40LOW-IL4LMTALM4OVER40026检测润滑油温度是否0度限上度。UDNDER5BOOL润滑油温度超过下限，报警LT5%MW10润滑油温度限定值OVER5BOOL*润滑油温度超过上限，报警LMTALM5LIMTALAR润滑油温度上下邙限报警IL5BOOL*润滑油温度正常，不报警LMTALM5LIMITALAIENLT5INOOVER5400-HIGH-UUDER50-LOW一ILL0027检测进气温度是否超限。上度。UDNDER6-BOOL进气温度超过下限，报警(LT6%MW1C进气温度限定值

21、*OVER6BOOL*进气温度超过上限，报警LMTALM6LIMTALAR进气温度上下限报警IL6BOOL*进气温度正常,*）不报警LIMITALAIENINOHIGHUUDER6LOW-ILLLT640000028LMTALM9OVER 检测供气温度是否超度。：上度。UDNDER7B00L供气温度超过下限），报警,LT7%MW101供WORD限淀值,OVER7BOOL（供气温度超过上限），报警(LMTALM7limtalarM气温度上下限报警IL7BOOL（供气温度正常，*不报警0029检测润滑油温度是否超限。上下度。1UDNDER8BOOL润滑油温度超过下限，报警,LT8%MW101润WO

22、R温度限定值OVER8-BOOL（润滑油温度超过上限，报警LMTALM8LIMTALARM可滑油温度上下限报警IL8BOOL（润滑油温度正常,*）不报警LMTALM8LIMITALARMENLT8INOOVER8600-HIGH-UNDER80LOW-IL80030检测绕组温度超限。0下限上度。UDNDER9-BOOL绕组温超过下限，*）报警(LT9%MW1绕组温限定值（*OVER9BOOL*绕组温超过上限,*）艮警LMTALM9limtalarM组温度下限报警IL9BOOL（*绕组温度常，不报警LIMITALARMENLT7INO400-HIGHUNDER70LOW_IL7LMTALM7OVER7LIMITALARMENLT9INO600-H