摘要：

　　騰控科技T-910 PLC應(yīng)用于LNG加氣站，三個串口分別與觸摸屏、讀卡器、流量計之間采用Modbus RTU通訊，網(wǎng)口與S7-300 PLC之間采用Modbus TCP通訊，T-910 PLC讀取用戶IC卡余額，通過觸摸屏設(shè)置加氣量，T-910 PLC自動執(zhí)行加氣動作、向S7-300 PLC發(fā)送開泵命令、生成加氣量和加氣余額、對IC卡扣除消費(fèi)金額、退卡等一整套完整的加氣過程。

關(guān)鍵詞：可編程控制器 LNG加氣站 讀卡器 S7-300 Modbus RTU Modbus TCP

　　液化天然氣，是Liquefied Natural Gas的英文縮寫，以下簡稱LNG，為無色、無味、無毒、無腐蝕性的液體，主要成分是甲烷，是天然氣經(jīng)壓縮、冷卻至其沸點(diǎn)（-161.5攝氏度）后變成液體，通常液化天然氣儲存在-161.5攝氏度、0.1MPa左右的低溫儲存罐內(nèi)。LNG被公認(rèn)是地球上最干凈的能源，其體積約為氣態(tài)下的1/600，其重量為同體積水的45%左右。LNG燃燒后對空氣污染非常小，而且放出熱量大，且成本低于汽油，由于人們對環(huán)境保護(hù)的重視，天然氣因其環(huán)保的特性在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中被大量使用，廣泛用于發(fā)電、汽車燃料、化工原料、民用燃料等方面，其消耗量以5%~10%的速度逐年增長。

　　某城市LNG加氣站選擇了騰控T-910 PLC為主控制器，該LNG加氣站用于交通運(yùn)輸工具的加氣。LNG加氣站有兩個特點(diǎn)，即低溫和防爆，在控制上要根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范精心制作工藝設(shè)備和控制參數(shù)，限于篇幅，本文不介紹低溫和防爆場合下的控制，以下將以T-910 PLC為重點(diǎn)介紹LNG加氣站的工作過程。

　　LNG加氣站由儲存罐、調(diào)壓器、氣化器、緊急切斷閥、加臭裝置、加氣機(jī)等設(shè)備組成。LNG由罐車運(yùn)輸，現(xiàn)場裝液，由加氣機(jī)卸液，完成給用戶的加氣過程。LNG加氣站在使用過程中，依靠一套自動控制，監(jiān)控整個加氣站的狀態(tài)和控制加氣過程，完成加氣計費(fèi)。

　　LNG加氣站的控制系統(tǒng)包括LNG儲蓄罐運(yùn)行控制、加氣計費(fèi)系統(tǒng)，其中LNG儲蓄罐關(guān)鍵參數(shù)如下：

• 　卸車進(jìn)液總管壓力；
• 　氣化器出口管壓力與溫度；
• 　加熱器出口管壓力與溫度；
• 　LNG儲罐液位、壓力與報警聯(lián)鎖；
• 　BOG加熱器壓力；
• 　調(diào)壓器后壓力；

　　加氣計費(fèi)系統(tǒng)由加氣機(jī)完成，加氣機(jī)由PLC、觸摸屏、讀卡器、流量計、循環(huán)閥組成。圖1是某LNG加氣站使用騰控T-910 PLC為主控制器的控制系統(tǒng)組成，其中S7-300 PLC用于LNG儲存罐運(yùn)行控制，在加氣時接受T-910 PLC發(fā)出的指令，執(zhí)行低溫泵和閥的啟停。T-910 PLC安裝在加氣機(jī)中，T-910 PLC在COM1口與防爆觸摸屏通訊，T-910 PLC的COM2口與讀卡器通訊，T-910 PLC的COM3口與質(zhì)量流量計通訊，T-910的以太網(wǎng)口通過交換機(jī)、CP343-1與S7-300 PLC通訊，其中T-910 PLC的三個串口COM1~COM3為Modbus RTU協(xié)議，均作為主站使用，T-910 PLC的以太網(wǎng)口為Modbus TCP協(xié)議，作為服務(wù)器端，S7-300 PLC作為客戶端。

　　整個加氣站的控制核心是騰控T-910 PLC，LNG加氣站投入運(yùn)行后，LNG儲存罐保持一定的存量，由S7-300 PLC維持LNG儲存罐即卸液管路的正常狀態(tài)，當(dāng)加氣機(jī)發(fā)出命令時，可以立即將LNG氣體送達(dá)加氣機(jī)，以下介紹加氣過程。

　　第一步：當(dāng)用戶需要加氣時，通過觸摸屏選擇加氣付費(fèi)方式：①IC卡②現(xiàn)金，如果用戶選擇了IC卡加氣，則進(jìn)入第二步，如果選擇了現(xiàn)金加氣則進(jìn)入第四步；

　　第二步：將IC卡插入讀卡器，用戶的IC卡要預(yù)先充值，T-910 PLC讀取IC卡卡號，在觸摸屏上顯示卡號，并提示用戶輸入密碼，T-910 PLC比較本IC卡密碼和用戶輸入的密碼，若匹配則顯示余額；

　　第三步：IC卡加氣模式，觸摸屏提示用戶輸入加氣量，或加氣金額，若IC卡余額足夠支付用戶輸入的加氣量，則進(jìn)入第五步；

　　第四步：現(xiàn)金加氣模式，觸摸屏提示用戶輸入加氣量；

　　第五步：T-910 PLC根據(jù)上次加氣時間判斷是否需要大循環(huán)，若不需要大循環(huán)則進(jìn)入第六步，若需要大循環(huán)則提示用戶加氣槍是否就位，就為后可按啟動按鈕，進(jìn)入大循環(huán)，大循環(huán)結(jié)束后，進(jìn)入第六步；

　　第六步：觸摸屏提示用戶加氣槍是否與用戶設(shè)備連接，確認(rèn)連接后，按加氣按鈕，開始加氣，即T-910 PLC向加氣機(jī)發(fā)出打開循環(huán)閥命令，向S7-300 PLC發(fā)出開泵和開閥命令，LNG液體開始加注到用戶設(shè)備，同時T-910 PLC根據(jù)流量計數(shù)值開始計算并在觸摸屏上實(shí)時顯示已加注量和金額；

　　第七步：當(dāng)加注量達(dá)到第三步或第四部中的設(shè)定值時，T-910 PLC發(fā)出關(guān)閉加氣機(jī)上的循環(huán)閥命令、停泵、關(guān)閥命令，鎖定加注量和加注金額，形成最終加注量和金額；

　　第八步：IC卡假期模式，T-910 PLC在IC卡上扣除最終加注金額，彈卡；如果是現(xiàn)金加氣模式則提示用戶繳費(fèi)。然后顯示本次加氣結(jié)束，進(jìn)入待命狀態(tài)為下一次加氣做準(zhǔn)備。

　　物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：T-910 PLC的以太網(wǎng)口連接互聯(lián)網(wǎng)，可通過以太網(wǎng)直接連接，也可采用無線通訊模塊（DTU）連接到以太網(wǎng)，T-910 PLC支持主動上傳，即主動周期性地將計費(fèi)信息上傳給服務(wù)器。服務(wù)器給每個用戶分配一個賬戶，用戶進(jìn)入自己的賬戶可隨時隨地通過IE瀏覽器管理查看自己的所有LNG加氣站運(yùn)行情況，記錄顯示加氣站的收入支出情況，所有用戶IC卡的交易明細(xì)等。

　　T-910 PLC具有三個獨(dú)立的串口，一個以太網(wǎng)口，都可以獨(dú)立工作，具有12個光電隔離的數(shù)字量輸入通道，8個繼電器隔離的數(shù)字量輸出通道，8個16位A/D模擬量輸入通道，2個12位D/A模擬量輸出通道，支持IEC61131-3編程環(huán)境，支持多任務(wù)、中斷、混合編程、文件讀寫、自由口通訊、TCNET網(wǎng)絡(luò)計算等功能，極大的擴(kuò)展了用戶應(yīng)用范圍。