天然氣利用工程PLC控制系統(tǒng)技術方案

1、. . . . 1 / 23天然氣利用工程 PLC 控制系統(tǒng)技技術術方方案案. . . . 2 / 23一一 工程概述工程概述1.11.1 項目簡介項目簡介某燃氣控股是一家在聯(lián)交所上市的天然氣專業(yè)運營服務商，主要在某大陸從事投資、建設、運營、管理城市燃氣管道基礎設施，向居民、公建和工業(yè)用戶輸送天然氣，建設與經(jīng)營加油站和加氣站，開發(fā)與應用石油、天然氣相關技術。某燃氣控股市值 20 多億，主要由海峽經(jīng)濟科技合作中心、某石油化工股份、某工商銀行等幾大股東組成。目前某燃氣控股在某地已有運營的子公司 25 個，投入建設和運營的燃氣項目已超過 50 個，集團擁有員工 2000 多人。項目地點：某市工程圍：

2、為某省某市天然氣利用工程提供 LNG 氣化站 PLC 集中控制系統(tǒng)，滿足系統(tǒng)要求。1.21.2 LNGLNG 氣化站工藝氣化站工藝在一個城市，LNG 氣化站、城市管網(wǎng)、調壓裝置和終端用戶四個環(huán)節(jié)構成了一個完整的城市燃氣輸配系統(tǒng)。LNG 氣化站是天然氣輸配系統(tǒng)的一個重要組成部分,主要是對運來的 LNG 進行儲存、氣化、調壓、計量、加臭，是城市輸配系統(tǒng)的氣源點,可使整個輸配系統(tǒng)運行更加安全可靠。因此 LNG 氣化站的位置應具備以下條件：1）盡量靠近城區(qū)用氣負荷中心地帶，以減少管道的無效長度。2）應選擇無損于景觀的城區(qū)邊緣區(qū)。3）具有較好的供水、供電條件。4）與周圍的距離滿足防火規(guī)的要求。5）靠近城

3、區(qū)道路。LNG 氣化站是天然氣輸配系統(tǒng)的一個重要組成部分,是輸配系統(tǒng)的心臟,主要起著儲存、氣化、調壓、計量、加臭的重要作用, 以滿足中壓管網(wǎng)供氣要求。LNG 氣化站由儲罐區(qū)、氣化區(qū)、汽車卸車區(qū)、放散塔、集液池、電子汽車衡、門衛(wèi)、控制室與值班室、消防水池、生產(chǎn)輔助用房等組成。工藝流程卸車過程液化天然氣（LNG）槽車或 LNG 集裝箱車將 LNG 通過公路運輸至本站后，利用槽車上的升壓氣化器將 LNG 卸至站低溫儲罐（設計壓力為 1.0MPa，卸車時儲罐壓力為0.4MPa），或通過站設置的卸車增壓氣化器將 LNG 集裝箱車的 LNG 卸至站低溫儲罐。氣化過程儲罐的 LNG 利用自增壓氣化器升壓，將

4、罐 LNG 壓力升至所需的工作壓力（0.6MPa），利用其壓力，將液態(tài) LNG 送至空溫式氣化器進行氣化，當環(huán)境溫度較低時，. . . . 3 / 23氣化后的低溫天然氣需再經(jīng)過水浴式復熱器將天然氣溫度升到 10，經(jīng)氣化后的天然氣再通過調壓（壓力調至 0.20.4MPa）、計量、加臭裝置送入輸配管網(wǎng)，為用戶供氣。1.1.3 3 方案方案根據(jù)乙方對現(xiàn)有系統(tǒng)的了解和收到的技術資料，我們采用下面的方案：A 采用冗余的帶有 Profibus DP 通訊總線接口的 CPU 315-2DP 控制器完成給控制任務，由于采用了冗余結構，兩套控制器互為備份，當主控制器出現(xiàn)故障時，可以在極短的時間切換到備份控制器

5、，繼續(xù)完成控制任務，最大程度保證控制系統(tǒng)的可靠性。B CPU315-2DP 包括了 128K 的 RAM，最大支持 1024 本地 DI/DO，16K 分布式 DI/DO。速度為 0.1MS/1K 指令，完全滿足系統(tǒng)的技術要求。C 所有的輸入輸出模塊全部有故障診斷功能，而且支持熱插拔。當某個模塊出現(xiàn)故障時，無需停止整個控制系統(tǒng)，只需將故障模塊拆除，直接更換模塊即可，最大限度保證控制系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行。B 整個系統(tǒng)輸入輸出模塊保留 15%的通道余量，為系統(tǒng)擴展提供接口。C 使用計算機和人機界面軟件實現(xiàn)實時監(jiān)控和操作，在計算機中插入通訊網(wǎng)卡，與CPU315-2DP 建立通訊連接。工控機上安裝 ST

6、EP7 V5.2 編程軟件和 WinCC 組態(tài)軟件用于編程和圖形顯示。E 操作員站作為監(jiān)視、控制、維護和事故處理的 HMI（人機界面），在操作站上可調出系統(tǒng)中任意一個信息畫面進行集中監(jiān)視和控制。操作人員、維護人員和系統(tǒng)工程師在相應的操作站上根據(jù)口令等級進行常規(guī)控制、復雜控制、系統(tǒng)維護、控制環(huán)節(jié)的建立和擴充。對不同的應用要求提供專用的操作畫面。. . . . 4 / 231.41.4 一般供貨條件一般供貨條件控制系統(tǒng)包含以下構件：PLC 柜，包括主控 PLC，所有輸入輸出模塊和相關控制接線，詳情見控制系統(tǒng)技術規(guī)格和材料單操作臺 1 個上位監(jiān)控計算機 1 臺，接口卡和相關監(jiān)控編程軟件系統(tǒng)軟件與控制

7、軟件其它附件現(xiàn)場服務與現(xiàn)場培訓資料1.51.5 資料資料所有資料將基于西門子標準。語言中文和英文紙規(guī)格：DIN A4單位：公制二二 控制系統(tǒng)技術規(guī)格和材料單控制系統(tǒng)技術規(guī)格和材料單2.12.1 概述概述. . . . 5 / 23乙方保證給新的 PLC 提供先進、可靠的 SIMATIC S7 PLC 和 STEP 7 應用軟件。在合同執(zhí)行過程中遇到技術發(fā)展和產(chǎn)品更新情況下，為了盡可能達到最先進的設備性能，在征求用戶同意后，乙方能夠根據(jù)規(guī)格書中必要的技術部分做相關的改變。2.22.2 SIMATICSIMATIC S7-300S7-300 硬件硬件SIMATIC 提供了最新設計的硬件，軟件系統(tǒng)，

8、應用標準，同時也提供了服務，這統(tǒng)一的代表特性的組合給予系統(tǒng)相當高的靈活性以滿足整個生產(chǎn)廠的應用需求。根據(jù)過程運用的不同要求，SIMATIC 可從標準元件中組態(tài)以符合過程處理控制系統(tǒng)的任務。取決于將要完成的任務，工藝過程的獨立分部可應用一個或多個 SIMATIC 控制站來實現(xiàn)。所有必需的過程處理功能如調節(jié)，控制，排列順序，鎖定等都組入這些站中。模擬和二進制輸入/輸出模塊使得過程處理站與工藝過程相連接。 有用于各種不同類型過程處理信號的輸入/輸出模塊，必要時可把過程處理信號連接和 延遲轉換到 S7-300 站的 CPU 中。 A A、CPU315-2DPCPU315-2DP規(guī)格型號： CPU315

9、-2DP通訊接口： 9 針 Sub-D 插座 MPI，9 針 Sub-D 插座 PROFIBUS DP傳輸協(xié)議： MPI/PROFIBUS-DP最大傳輸速率： 12Mbit/s最址空間： 1024 字節(jié)輸入，1024 字節(jié)輸出最大從站數(shù)量： 32 個額定電源電壓： 24VDC電源電壓圍： 2030VDC空載電流輸入： 60mA電源故障緩沖： 5ms保護等級： IP 20工作環(huán)境： 溫度：060，濕度：1095尺寸： 40125120mm重量： 0.29KgB B、分布式、分布式 I/OI/OB B1 1 ET20ET200M0M 分布式分布式 I/OI/O 站的主要構成站的主要構成ET200M

10、 分布式 I/O 站主要由以下幾部分組成：SITOP 直流電源DIN 安裝機架BM 總線模板IM153-1 通訊接口模塊. . . . 6 / 23高可靠的 I/O 信號接口模塊B B2 2 ET200MET200M 分布式分布式 I/OI/O 站的主要功能站的主要功能現(xiàn)場控制站的 ET200M 分布式 I/O 站通過 PROFIBUS-DP 現(xiàn)場總線與 S7-300 中央控制器進行實時通訊，它主要功能是：采集現(xiàn)場 I/O 信號，通過 ET200M 的 I/O 信號接口模塊將現(xiàn)場數(shù)字量或模擬量信號傳送到中央控制站，同時將中央控制器發(fā)送來的控制信號送至現(xiàn)場。每個 ET200M 分布式 I/O 站

11、最多可配置 8 個 S7-300 系列的 I/O 信號接口模塊。 根據(jù)標書的技術要求，本自控系統(tǒng)選用了如下幾種 I/O 信號接口模塊：SM321 數(shù)字量輸入模塊：16 通道/32 通道SM322 數(shù)字量輸出模塊：16 通道/32 通道SM331 模擬量輸入模塊：8 通道SM332 模擬量輸出模塊：4 通道ET200MET200M 分布式分布式 I/OI/O 站所有模塊均采用了光電隔離站所有模塊均采用了光電隔離ET200M 分布式 I/O 站的所有 I/O 信號接模塊均采用了光電隔離，并具有限流、限壓保護，現(xiàn)場任何高壓、大電流信號都不會造成 ET200M 分布式 I/O 站其它模塊的損壞，具有很

12、好的抗干擾性能。ET200MET200M 分布式分布式 I/OI/O 站所有模塊均具有自動故障檢測和顯示功能站所有模塊均具有自動故障檢測和顯示功能ET200M 分布式 I/O 站的所有 I/O 信號接模塊均具有 LED 狀態(tài)顯示功能，可直觀地顯示出模塊工作是否正常。SM331 模擬量輸入模塊還具有信號開路、非正常輸入信號檢測功能。ET200MET200M 分布式分布式 I/OI/O 站符合下列的國家標準或國際標準站符合下列的國家標準或國際標準DIN、EN、IECUL certificateCSA certificateFM class 1 div.2; group A,B,C,D溫度組 T4（

13、135）造船業(yè)認證B.3B.3 ET200MET200M 分布式分布式 I/OI/O 站的主要技術參數(shù)站的主要技術參數(shù)通訊接口模塊通訊接口模塊. . . . 7 / 23規(guī)格型號： IM 153-1通訊接口： 9 針 Sub-D 插座傳輸協(xié)議： PROFIBUS-DP最大傳輸速率： 12Mbit/s最址空間： 128 字節(jié)輸入，128 字節(jié)輸出最大模塊數(shù)量： 8 個額定電源電壓： 24VDC電源電壓圍： 2030VDC最大電流消耗： 625mA（額定電壓時）電源故障緩沖： 5ms額定輸出電壓： 5VDC最大輸出電流： 1A（對于底板總線）保護等級： IP 20工作環(huán)境： 溫度：060，濕度：1

14、095尺寸： 40125120mm重量： 0.35Kg數(shù)字量輸入模塊數(shù)字量輸入模塊規(guī)格型號： SM 321輸入點數(shù)： 16 點/32 點額定輸入電壓： 24VDC輸入電壓圍： 信號 1 時：1530VDC；信號 0 時：-35VDC典型輸入電流： 信號 1 時，7mA最大靜態(tài)電流： 1.5mA最大輸入延時： 4.8ms最大電纜長度： 600m（未屏蔽）典型功率消耗： 6.5W最大電流消耗： 15mA（背板總線）光耦合器隔離： 有絕緣試驗電壓： 500VD保護等級： IP 20工作環(huán)境： 溫度：060，濕度：1095尺寸： 40125120mm. . . . 8 / 23重量： 0.26Kg數(shù)字

15、量輸出模塊數(shù)字量輸出模塊規(guī)格型號： SM 322輸出點數(shù)： 16 點/32 點電源電壓： 24VAC短路保護： 有最大電纜長度： 200m（未屏蔽）典型功率消耗： 3W最大電流消耗： 70mA（背板總線），160mA（前連接器）工作環(huán)境： 溫度：060，濕度：1095尺寸： 40125120mm重量： 0.23Kg模擬量輸入模塊（模擬量輸入模塊（0-20mA0-20mA）規(guī)格型號： SM 331輸入點數(shù)： 8 路輸入信號： 0/420mA 允許最大輸入電壓： 60V允許最大輸入電流： 40mA分辨率： 15 位基本誤差極限： 0.05%積分時間： 2.5100ms輸入阻抗： 50 歐姆故障診斷

16、功能： 有（紅色 LED 表示總故障，診斷信息可讀出）光耦合器隔離： 有典型功率消耗： 3W工作環(huán)境： 溫度：060，濕度：1095尺寸： 40125120mm重量： 0.29Kg模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊( (熱電偶熱電偶/ /熱電阻熱電阻) )規(guī)格型號： SM 331輸入點數(shù)： 8 路熱電偶/8 路 RTD 電阻式溫度計輸入信號： 熱電偶類型 T,U,E,J,L,K,N,R,S,B 熱電阻類型 Pt100,Pt200,Ni100允許最大輸入電壓： 60V. . . . 9 / 23分辨率： 15 位基本誤差極限： 0.05%積分時間： 2.5100ms輸入阻抗： 10M 歐姆故障診斷功能

17、： 有（紅色 LED 表示總故障，診斷信息可讀出）光耦合器隔離： 有典型功率消耗： 0.6W工作環(huán)境： 溫度：060，濕度：1095尺寸： 40125120mm重量： 0.21Kg模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊規(guī)格型號： SM 332輸出點數(shù)： 4 點輸出圍： 0/420mA最大負載阻抗： 500M額定負載電壓： 24VDC最大開路電壓： 14VDC分辨率： 15 位基本誤差極限： 0.1%最大轉換時間： 2.5ms典型功率消耗： 4W最大電流消耗： 80mA（背板總線）,180mA（前連接器）故障診斷功能： 有（紅色 LED 表示總故障，診斷信息可讀出）光耦合器隔離： 有工作環(huán)境： 溫度：06

18、0，濕度：1095尺寸： 40125120mm重量： 0.28KgC C、人機界面、人機界面C C1 1 WinCCWinCCWINCC 是 SIEMENS 在過程自動化領域中的先進技術與 MICROSOFT 在軟件世界的領先水平相結合的產(chǎn)物。WINCC 即 WINDOWS_CONTROL_CERTER（視窗控制中心）。WINCC 是一個強大的全面開放的監(jiān)控系統(tǒng)，既可以用來完成小規(guī)模的簡單的過程監(jiān)控應用，也可以用來完成復雜的應用。在任何情況下 WINCC 都可以生成漂亮而便捷的人機對話接口，使操作員能夠清晰地管理和優(yōu)化生產(chǎn)過程。. . . . 10 / 23WINCC 擁有先進人機界面產(chǎn)品的所

19、有功能，其集成的功能已包括：圖形系統(tǒng)：用于自由地組態(tài)畫面，并完全通過圖形對象進行操作，圖形對象具有動態(tài)屬性并可對屬性進行在線組態(tài)。報警信息系統(tǒng)：記錄和存儲事件并予以顯示，可自由選擇信息分類、信息顯示和報表，操作非常簡便。變量存檔：接收、記錄和壓縮測量值，用于曲線和圖表顯示與進一步的編輯功能。報表系統(tǒng)：用戶自由選擇一定的報表格式，按時間順序或事件觸發(fā)來對信息操作、文檔當前數(shù)據(jù)進行用戶報表輸出。數(shù)據(jù)處理：對圖形對象的動作使用 C 語言與 C 編譯器進行編輯。標準接口：通過 ODBC 和 SQL 訪問用于組態(tài)和過程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。應用程序接口：允許用戶編寫可用于擴展 WINCC 基本功能的標準應用程序

20、。 另外，WINCC 還提供多種可選軟件包。如，通訊開發(fā)工具 CDK，允許用戶開發(fā)用于連接數(shù)據(jù)管理器與任何目標系統(tǒng)的通訊軟件。WINCC 的組態(tài)與歸檔數(shù)據(jù)存放在關系型數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)可用標準工具如 ODBC 和 SQL 等讀出。很多標準的應用如 Microsoft Excel 等可以和 WinCC 并行運行，同時可通過 DDE裝載過程數(shù)據(jù)。操作員站軟件允許通用的 OCX、ActiveX。更進一步，集成的 OPC (OLE for process control) 服務器使得過程數(shù)據(jù)可由其它應用程序(OPC 客戶機)訪問。顯示顯示控制系統(tǒng)的每個 CRT 都能綜合顯示字符和圖形信息，機組人員完全可以

21、利用鼠標通過CRT 實現(xiàn)對機組運行過程的操作和監(jiān)視。(每幅)畫面上都能顯示過程變量的實時數(shù)據(jù)和設備的運行狀態(tài)，這些數(shù)據(jù)和狀態(tài)在規(guī)定時間更新一次。數(shù)據(jù)或圖形的顯示隨過程狀態(tài)而變化。棒圖和趨勢圖可以在任意畫面的任意位置顯示?？刂葡到y(tǒng)的所有測點，包括模擬量輸入、模擬量輸出、數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、中間變量和計算值都可以在畫面上顯示。對每一個測點，還包括顯示其位號、文字說明、工程單位、高低限值等。操作站（WINCC）可提供多個窗口顯示。操作站軟件具備順控邏輯和步序的模擬圖顯示功能，畫面的數(shù)量是不受限制的。運行人員可以通過鼠標對畫面中的被控裝置進行手動控制。畫面上的設備正處于自動程控狀態(tài)時，模擬圖上顯示

22、出設備的最新狀態(tài)與自動程序目前進行至哪一步。如果自動程序失敗，則有報警并顯示故障出現(xiàn)在程序的哪一步。WINCC 為用戶提供了豐富的圖形和儀表符號圖庫，用戶還可以建立自定義的新圖庫，新建的圖庫可以被存儲和檢索。. . . . 11 / 23操作站 WINCC 的性能直接依賴于 PC 硬件的性能。采用高性能的 PC 將明顯獲得高的性能。畫面的數(shù)量只受硬盤容量的限制，每幅畫面容納的過程測點數(shù)可以達到 500 個以上。WINCC 采用多層顯示結構，顯示的層數(shù)可根據(jù)工藝過程和運行要求來確定，這種多層顯示可使運行人員方便地翻頁，以獲得操作所必需地細節(jié)和對特定的工況進行分析。多層顯示包括總貌顯示（區(qū)級顯示）

23、、成組顯示和回路顯示。報表報表( (記錄記錄) )和存儲和存儲WINCC 提供了一套集成的報表系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫里的所有過程點都可以打印輸出。它可以將在過程中錄入的數(shù)據(jù)以各種方式輸出，如：信息順序記錄、信息歸檔報表、操作者記錄報表、系統(tǒng)信息報表、用戶報表、硬拷貝等。輸出的頁面格式是自由的，用戶自定義的。右圖右圖: : 報表與記錄報表與記錄除了打印到打印紙，還可以打印輸出到文件與在屏幕上打印預覽。可以定義打印任務按小時、天、星期與月報表形式循環(huán)輸出。報表輸出可由以下情況觸發(fā)：按時間順序觸發(fā)、事件觸發(fā)、操作者觸發(fā)。信息順序記錄可以將輸入的信息立即打印輸出到預先定義好的打印機上，逐行打印。 標標 準準 的

24、的 用用 戶戶 界界 面面:. . . . 12 / 23信息存檔可以分成短期存檔和長期存檔。短期存檔最多可存儲 10000 條信息，以環(huán)形檔案庫的方式儲存在存或硬盤中。用戶可以通過一些選擇條件規(guī)定哪些特定的信息需要歸檔。短期檔案庫為一個環(huán)形的緩存區(qū)，新來的信息總是首先覆蓋最老的信息。長期存檔用作短期存檔的延續(xù)，通常被置于硬盤或軟盤上，可設計成環(huán)形檔案庫或連續(xù)檔案庫。長期存檔只受磁盤空間大小的限制。用戶可以調出和返回存檔，系統(tǒng)會發(fā)出信息來通知用戶磁盤還有多少可用空間，使得用戶可以與時作出反應。WINCC 借助其 WIZARD（向導程序）與 AS 控制站的功能，可以輕松地實現(xiàn)操作記錄。WINCC

25、 通過標簽管理器可以周期地或事件觸發(fā)地記錄測量值。用戶不僅可以記錄過程值，還可以記錄部標簽值、來自任何應用的值以與手動輸入的值。數(shù)據(jù)被存儲在硬盤的測量值存檔中，采樣周期的圍在 500ms 到一年之間。為了快速地獲得這些測量值，系統(tǒng)在存中提供了一個循環(huán)的緩沖區(qū)來管理這些數(shù)據(jù)（在線曲線）。WINCC 提供連續(xù)周期存檔、有選擇的周期存檔、非周期存檔、有改變時存檔等幾種不同的方法來記錄測量值。連續(xù)周期存檔是系統(tǒng)一經(jīng)啟動就按照時間順序以一定的周期存儲測量值，直到系統(tǒng)關機為止。運用此方式可以生成交接班記錄、日報和月報，自動進行記錄打印。有選擇的周期存檔是從指定的啟動事件開始，按照時間順序以一定的周期存儲測

26、量值，直到停止實踐發(fā)生為止。非周期存檔時，一個或多個事件觸發(fā)或停止測量值的記錄。有改變時存檔是系統(tǒng)只在被監(jiān)控值的變化超出了預先定義的閾值時將該值存檔。計算計算WINCC 提供集成的標準 C 語言編程環(huán)境，任何用戶程序都可以同時與 WINCC 一起運行，并且可以使用 WINCC 的數(shù)據(jù)庫和 WINCC 的部函數(shù)。用這種方法，WINCC 可以解決任何性能計算問題。開放的開放的 C 語言環(huán)境語言環(huán)境. . . . 13 / 23. . . . 14 / 232.32.3 防雷與接地設計防雷與接地設計2.3.12.3.1 防雷系統(tǒng)防雷系統(tǒng)由于電子設備的不斷普與增多，各工業(yè)企業(yè)電子設備遭受雷擊的事故時有

27、發(fā)生。所以，如何減弱與防雷電危害已經(jīng)引起各企業(yè)的足夠重視。按照防雷理論，雷擊從形式上可分為直接雷擊直接雷擊與感應雷擊感應雷擊兩種。直接雷擊直接雷擊是指雷電直接擊在物體上，產(chǎn)生電效應、熱效應和機械力破壞的雷擊現(xiàn)象。對于直接雷擊的防護，主要采用給建筑物設置避雷裝置（如避雷針、避雷帶等）以與在強電系統(tǒng)安裝高低壓避雷器裝置等辦法。感應雷擊感應雷擊是指雷電通過靜電感應或電磁感應途徑破壞被擊物，一般目前弱電設備發(fā)生的雷擊多為感應雷擊故障，其主要破壞力主要表現(xiàn)為：1)由于雷電引發(fā)的電荷分布不均，通過靜電感應而產(chǎn)生的局部過壓對儀器儀表電子設備的損害、據(jù)有關資料，此電壓有時可達幾十千伏，足以使接地不良的電器受破

28、壞。2)由于雷電流形成的電磁場的變化，通過電磁感應使周圍導體產(chǎn)生過壓，此感應電壓往往會沿導線傳輸，破壞與之相連的有關電子設備。3)雷擊使微電子設備地不“干凈”，電位不均，導致高電位地反擊破壞電子設備。完整的防雷系統(tǒng)，應該對直接雷擊與感應雷擊實行由最外層到最層的多級保護。最外層是直接雷擊區(qū)域，危險性最高，一般在土建時采取避雷針的方式，保護圍大，利用建筑主鋼筋作為引下線，接地電阻小于 4 歐姆，抑制上行雷的形成、降低雷擊發(fā)生概率和延緩雷擊放電時間。部防雷是為了防止雷電或其他部過電壓，通過電纜和導電導體等侵入各級用電設備而造成的損失。對于高低壓進線和配電系統(tǒng)設備，應實施一、二級防雷；對于用電設備終端

29、、網(wǎng)絡設備等，根據(jù)設備的重要性，選擇性的采用三級防雷（如儀表）。2.3.22.3.2 防雷設計防雷設計對于自控與儀表系統(tǒng)自控與儀表系統(tǒng)來說，最常見、對電子設備最具危害的干擾形式是暫態(tài)過電壓，產(chǎn)生的原因很多，如沿電源線來的雷電過電壓波或主開關操作、無功補償電容器與電梯等重負荷設備的投入和切除。大部分暫態(tài)過電壓的產(chǎn)生帶有隨機性和重復性，往往伴隨配電網(wǎng)中其他擾動現(xiàn)象（如開關跌落或供電中斷等）的發(fā)生而產(chǎn)生，甚至會損壞 UPS 和穩(wěn)壓電源等設備。因此，在防雷系統(tǒng)工程中，除了有良好的避雷針、下引線和地網(wǎng)系統(tǒng)外，同時必須在電源系統(tǒng)、數(shù)據(jù)信號系統(tǒng)進行可靠、有效的防護工作，并具有可靠的接地裝置。基于以上分析，本

30、方案從各種可能引入雷電流和感應浪涌與各種過電壓的電源和數(shù)據(jù)信號線路入手，選用世界一流的電源與數(shù)據(jù)信號防雷器件，對監(jiān)控系統(tǒng)進行保護，防雷工程的重點放在因雷擊或線路過電壓產(chǎn)生的浪涌過電壓和流涌電流而導致對部設備的損壞上，主要采取以下措施防雷：. . . . 15 / 23敷設線路時，電源線將盡可能遠離信號線，避免并排敷設。對于每一個 PLC 控制柜電源進線均加裝過電壓電源防雷器；對于每一路模擬量信號均加裝專用的信號防雷器；對于每一路通訊網(wǎng)絡返回柜部分加裝網(wǎng)絡防雷器；將所有的防雷器的接地線全接到公共主地線上。2.3.32.3.3 防雷設備的選型防雷設備的選型本工程的防雷設備分為電源防雷（過電壓保護）

31、和信號防雷（浪涌吸收）。2.3.3.12.3.3.1 電源防雷電源防雷電源防雷按耐過電壓等級主要分為：類 6KV、類 4KV、類 2.5KV、類 1.5KV 以下；按防雷措施主要分為：級（主配電系統(tǒng)）、級（分配電系統(tǒng)）。由于自控與儀表系統(tǒng)的電源系統(tǒng)屬于分配電系統(tǒng)和終端設備。因此電源防雷只選級防雷（分配電系統(tǒng)，本系統(tǒng)為 UPS）。方案選用的是 LEIDUN 的 LD620-V/2 型保護器，其主要性能：安裝位置：控制器柜防雷等級：II/CUnit Voltage Un：230V最大抗浪涌能力 I max：40KA (8/20s)，標稱電流 IN：20KA (8/20s)最續(xù)工作電壓 UC：383

32、V（L-N）/260V（N-PE）AC制電壓：800V (Test current 3KA 8/20s)電壓保護級別：1KV (測試電流，10KA 8/20s)熔絲保護：有反應時間 tA：25ns工作環(huán)境溫度：-40至 80保護模式：L-N,L-G,L-L,N-G遠程監(jiān)控干接點：0.75A(250V AC)/3A(125V AC)/2A(30V DC)2.3.3.22.3.3.2 信號防雷信號防雷信號防雷采用的是短路方式，短路方式是在防雷器遇到瞬間過電壓時對地短路使雷電流導入，從而保護電子設備。由于這種方式防雷器本身承受反壓低，設備經(jīng)濟簡單，所以逐漸被廣泛應用。信號防雷主要用于 24VDC 以

33、下信號（包括 24VDC 供電，420mA 信號，通訊等）的防雷，選用型號為 LDS2-24/L。Unit Voltage Un：24V最大負載電流：26A最大工作電壓：34V. . . . 16 / 23最大抗浪涌能力 Imax：10KA限制電壓保護水平：，180V漏電流：1A 接入阻抗 Rs：2.2/ line響應時間：1ns組成結構：可插拔結構，能夠進行帶電熱拔插，安裝維護方便反應時間 tA：25ns工作環(huán)境溫度: -40 +85C安裝方式: 串聯(lián)導軌安裝防護等級 IP202.3.42.3.4 系統(tǒng)接地系統(tǒng)接地2.3.4.12.3.4.1 概述概述接地是避雷技術最重要的環(huán)節(jié)，不管是直擊雷

34、、感應雷或其他形式的雷，避雷工作的最終都是把雷電流送入。儲存雷能量為人類造福，目前科技還達不到，因此沒有合理而良好的接地裝置是不可能談與防雷的。所以說設計、施工好高標準的接地系統(tǒng)是防雷工作的重中之重。過去討論接地的時候，總是把討論的焦點放在要求接地電阻小于多少歐姆上。長期以來，人們有一個錯覺，認為接地電阻越小避雷效果就越好，被保護的對象就安全。當然電阻越小散流越快，雷擊的高電位保留時間越短，危險性越小，其跨步電壓、接觸電壓產(chǎn)生的機遇也就越小。但是，近十幾年來的實踐證明，與其說接地電阻值重要，不如說接地裝置的結構更合理、重要?，F(xiàn)在的城市，在一座建筑物有許多不同性質的電氣設備，需要多種接地裝置，如

35、避雷接地、電氣安全接地、交流電源工作接地、通信與計算機系統(tǒng)接地（也叫直流接地，在數(shù)字邏輯系統(tǒng)中叫邏輯接地）等，這么多系統(tǒng)的接地到底采用哪種好呢？根據(jù)實踐證明，共用接地是應用最為廣泛的接地方式。2.3.4.22.3.4.2 接地方式接地方式儀表與控制系統(tǒng)信號絕大多數(shù)是低頻信號，低頻信號接地的原則是單點接地，因此應按單點接地的原理設計，即設備的工作信號接地、屏蔽接地、防雷接地共同合用一組接地體的聯(lián)合接地方式，由電力系統(tǒng)接地和控制信號接地組成。所有操作臺、機柜、端子柜等設備正常不帶電的金屬部分，以與電纜的金屬護套均做保護接地。保護接地導線的截面積，根據(jù)最大故障電流值確定，一般選用導線截面為 3595

36、 平方毫米（相互故障電流為：25350 安）的多股銅導線，保護接地導線就近接至電氣的安全接地網(wǎng)。. . . . 17 / 23屏蔽電纜、電線的屏蔽層，只在 PLC 控制室一側接地。所有的接地線都從接地匯集線上專引。. . . . 18 / 232.32.3 設備清單設備清單自控設備清單序號名稱型號數(shù)量產(chǎn)地1操作員站計算機P4 2.8G,512M,21CRT1DELL2計算機通訊卡6GK1561-1AA001SIEMENS3打印機LQ1900K1EPSON4組態(tài)軟件WINCC V6.01SIEMENS5編程軟件軟件STEP7 V5.31SIEMENS6UPSSANTAK 2KVA1SANTAK7

37、中央控制器6ES7 315-2AG10-0AB02SIEMENS8存儲卡6ES7 953-8LG11-0AA02SIEMENS9以太網(wǎng)同步模板6GK73431EX200XB02SIEMENS10電源模塊6EP1 336-2BA00-0AA02SIEMENS11數(shù)字量輸入模塊6ES7 321-1BL00-0AA02SIEMENS12數(shù)字量輸出模塊6ES7 322-1BL00-0AA02SIEMENS13模擬量輸入模塊6ES7 331-1KF01-0AB011SIEMENS14模擬量輸出模塊6ES7 332-5HD01-0AB03SIEMENS15接口模塊6ES71532AR01-0XA03SIE

38、MENS16熱插拔底板6ES71957HB000XA012SIEMENS17前連接器6ES7 392-1AM00-0AA018SIEMENS18安裝導軌6ES71951GF300XA03SIEMENS19總線連接器6ES7 972-0BA12-0XA012SIEMENS19總線電纜6XV18300EH10200SIEMENS20操作臺1UNIONIX21中間繼電器MY2NJ-DC24V64施奈德20PLC 柜制造成套1UNIONIX小計防雷器1單相二線電源 C 級保護V20-C/21OBO2交直流電源 D 級保護VF243OBO3控制信號線保護FLD24160OBO小計三三 工程管理工程管理3

39、.13.1 概述概述綜合我們的合同，工程管理包括諸如合同管理、項目進度、硬件設計、軟件編制、系統(tǒng)測試、電氣和控制系統(tǒng)的圖紙和資料、安裝指導和調試服務，培訓。3.23.2 硬件設計硬件設計. . . . 19 / 23在合同生效后一周，賣方將派遣工程技術人員到甲方現(xiàn)場進行技術澄清和合同程序討論會. 在這次會議其間，用戶應該提供附件所列出的資料和圖紙。圖紙設計完成，甲乙雙方進行一次圖紙會簽。3.33.3 系統(tǒng)測試系統(tǒng)測試為了實現(xiàn)最短的投產(chǎn)時間，設備和系統(tǒng)將按幾個步驟測試。應對自動化設備進行功能調試并應包括下列容：硬件測試硬件調試在我方工廠進行的硬件部件的測試軟件模塊測試軟件子系統(tǒng)的功能性操作和設計

40、完整性測試軟件模塊的功能性測試每個軟件功能性模塊下載到工程項目中的目標硬件并對其在整個系統(tǒng)的功能進行調試。在這個階段，應模擬與功能有關的重要硬件接口。系統(tǒng)集成測試自動化系統(tǒng)部件和子系統(tǒng)的通訊和接口的調試和驗證現(xiàn)場輸入和輸出的模擬，以便驗證整個過程控制功能3.43.4 質量控制措施質量控制措施本公司將從以下幾個方面入手，控制產(chǎn)品和工程質量序號名稱容1貫徹執(zhí)行ISO9001：2000嚴格按照 ISO9001：2000 國際標準認證的要求設計，生產(chǎn)，施工，調試。1.所有器件選用應符合 IEC 標準，對于本系統(tǒng)，PLC 選用高品質的德國西門子公司產(chǎn)品2.所有設計均應滿足現(xiàn)場工藝要求，符合操作人員習慣2設計控制 3.設計完成后須組織雙方聯(lián)合會