可编程逻辑控制器（PLC）系列：Siemens S7-1200 for Gas Processing_（11）.S7-1200在天然气净化处理中的应用.docx

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S7-1200在天然气净化处理中的应用

天然气净化处理概述

天然气净化处理是将从地层中提取的原始天然气通过一系列物理和化学过程，去除其中的杂质和有害成分，使其达到商业天然气的质量标准。这些杂质包括水分、硫化氢、二氧化碳、重烃和其他颗粒物。天然气净化处理的主要步骤包括脱水、脱硫、脱碳和重烃分离。每一步都需要精确的控制和监测，以确保处理过程的高效和安全。

S7-1200PLC的基本配置

硬件配置

SiemensS7-1200PLC是专为中小型自动化应用设计的控制器，具有高性能、高可靠性和易用性。在天然气净化处理中，S7-1200PLC可以用于控制和监测各种设备，如压缩机、阀门、泵和传感器。

模块选择

CPU模块：选择适合应用需求的CPU模块，如CPU1214C、1215C或1217C。

通信模块：根据需求选择以太网通信模块或PROFIBUS通信模块。

输入输出模块：选择适合的数字输入输出模块和模拟输入输出模块。

电源模块：确保电源模块能够为整个系统提供稳定的电力供应。

硬件连接

电源连接：将电源模块连接到24VDC电源。

输入输出连接：根据设备的类型和数量，将传感器和执行器连接到相应的输入输出模块。

通信连接：通过以太网或PROFIBUS将PLC连接到上位机或现场设备。

软件配置

使用TIAPortal软件进行S7-1200PLC的编程和配置。以下是基本步骤：

创建项目：在TIAPortal中创建一个新的项目，选择S7-1200PLC。

配置硬件：在硬件配置界面中选择和连接所需的模块。

编程语言选择：根据需求选择合适的编程语言，如LadderDiagram(LAD)、FunctionBlockDiagram(FBD)或StructuredText(ST)。

代码示例

以下是一个简单的LAD程序示例，用于控制一个电动阀：

//程序名称：电动阀控制

//功能：根据传感器信号控制电动阀的开闭

|[I0.0](M0.0)|

||(Q0.0)|

|||

|[I0.1](M0.1)|

||(Q0.1)|

代码解释

I0.0和I0.1：分别为两个传感器的输入信号。

M0.0和M0.1：分别为两个内部标志位。

Q0.0和Q0.1：分别为电动阀的输出信号。

当传感器I0.0信号为高时，内部标志位M0.0置位，电动阀Q0.0打开。当传感器I0.1信号为高时，内部标志位M0.1置位，电动阀Q0.1打开。

天然气脱水控制

脱水过程概述

天然气脱水是去除天然气中的水分，以防止输送过程中形成水合物和腐蚀管道。常见的脱水方法包括物理方法（如分子筛吸附）和化学方法（如甘醇脱水）。

控制逻辑设计

在S7-1200PLC中，可以通过编程实现对脱水过程的精确控制。以下是一个使用FBD语言的控制逻辑设计示例，用于控制一个分子筛吸附塔的再生过程：

代码示例

//程序名称：分子筛吸附塔再生控制

//功能：根据温度传感器信号控制再生过程

//定义变量

TEMP1:INT;//温度传感器1信号

TEMP2:INT;//温度传感器2信号

HEATER1:BOOL;//加热器1控制信号

HEATER2:BOOL;//加热器2控制信号

VALVE1:BOOL;//阀门1控制信号

VALVE2:BOOL;//阀门2控制信号

TIMER1:TON;//定时器1

TIMER2:TON;//定时器2

//温度传感器信号读取

TEMP1:=AIW0;//从模拟输入模块读取温度传感器1信号

TEMP2:=AIW2;//从模拟输入模块读取温度传感器2信号

//控制逻辑

IFTEMP1100THEN

HEATER1:=FALSE;//如果温度1超过100度，关闭加热器1

VALVE1:=TRUE;//打开阀门1

TIMER1(IN:=TRUE,PT:=T#10s);//启动定时器1，10秒后关闭阀门1

IFTIMER1.QTHEN

VALVE1:=FALSE;//定时器1时间到，关闭阀门1

END_IF;

END_IF;

IFTEMP2100THEN

HEATER2:=FALSE;//如果