plc在石油儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用 畢業(yè)論文

1、<p>　　Plc在石油儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用 </p><p>　　院 － 系： 工學(xué)院自動(dòng)化系 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　年 級： 2010級 </p><p>　　學(xué)生姓名：

2、 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　導(dǎo)師及職稱： </p><p><b>　　2014年4月</b></p><p>　　2014Annual Graduation Thes

3、is (Project) of the College Undergraduate </p><p>　　Application of Plc in oil storage and transportation automation system</p><p>　　Department: Institute of technology, Department of automation&

4、lt;/p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使PLC從開關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域，真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器。隨著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的自動(dòng)化越來越多的工廠設(shè)備采用PLC,變頻器,人機(jī)界面自動(dòng)化器件來控制,因此自動(dòng)化程度越來越高。石油儲(chǔ)運(yùn)控制系統(tǒng)使用了PLC控制，被控對

5、象是油罐車和各種石油儲(chǔ)存設(shè)備，屬于自動(dòng)循環(huán)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能安全、可靠運(yùn)行的情況，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控。 </p><p>　　本次設(shè)計(jì)介紹了FX2N PLC控制石油儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)的基本步驟和方法，并分析了石油儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀?；谟赑LC的性能優(yōu)越，兼具計(jì)算機(jī)的功能完備，靈活性強(qiáng)，通用性好和繼電接觸器控制簡單易懂，維修方便等雙重優(yōu)點(diǎn)，所以文中運(yùn)用了plc作為中央控制器，并且結(jié)合了組態(tài)王軟件

6、，形成了對復(fù)雜的石油儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的有效控制，不僅提高了工作效率，而且實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)地完全自動(dòng)化。</p><p>　　該控制系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際要求利用PLC的實(shí)時(shí)控制和順序處理功能，完成系統(tǒng)控制，在本次論文中給出了控制系統(tǒng)的梯形圖及軟件設(shè)計(jì)等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：可編程序控制器 計(jì)算機(jī)技術(shù) 石油儲(chǔ)運(yùn)</p><p><b>　　Summary</b

7、></p><p>　　With the fast development of microelectronics and computer technology, the PLC logic control extended from the switch to digital control and production process control field, and truly become a

8、 computer industrial control device, it is referred to as programmable controllers. More and more factories with modern industrial equipment, automation equipment with PLC, inverter, HMI automation devices to control, so

9、 higher and higher degree of automation. Oil storage and transportation control system </p><p>　　Introduced the FX2N this design of oil storage and transportation automation system of PLC control procedures

10、and methods, and analyses the current situation of oil storage and transportation Automation developments at home and abroad. Based on Yu PLC of performance superior, both computer of features complete, flexibility stron

11、g, versatility good and following electric contact players control simple easy, maintenance convenient, double advantages, so text in the using has plc as central control</p><p>　　This control system, based

12、on actual requirements with PLC control and order processing features, complete system control, given in this study for control system of ladder diagram and software design.</p><p>　　Key words:: programmable

13、 logic controller computer technology in oil storage and transportation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1. 1課題的背景意義1</p><p

14、>　　1.2 國內(nèi)外石油生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)研究狀況1</p><p>　　1.2.1 國外石油生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)研究狀況1</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)石油生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)研究狀況2</p><p>　　第二章 總體設(shè)計(jì)方案4</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求4</p><p&g

15、t;　　2.2 石油儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)工藝流程分析4</p><p>　　2.3 方案設(shè)計(jì)6</p><p>　　第三章 軟件設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.1 plc程序設(shè)計(jì)方法10</p><p>　　3.2程序設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.2.1 plc程序設(shè)計(jì)的一般步驟10</p>

16、<p>　　3.2.2 程序設(shè)計(jì)思路10</p><p>　　3.3石油儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)梯形圖11</p><p>　　3.4石油儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)指令表13</p><p>　　第四章 組態(tài)王6.53介紹15</p><p>　　4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)要求15</p><p>　　4.2 組態(tài)王6

17、.53介紹15</p><p>　　4.3 組態(tài)監(jiān)控模塊的構(gòu)成及其介紹17</p><p>　　4.4定義外部設(shè)備19</p><p>　　4.4.1 定義外部變量20</p><p>　　4.4.2 工藝流程模塊22</p><p>　　4.4.3 曲線圖模塊26</p><p

18、>　　4.4.4 報(bào)表模塊27</p><p>　　4.5 系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行29</p><p>　　4.5.1 系統(tǒng)硬件調(diào)試29</p><p>　　4.5.2 系統(tǒng)軟件調(diào)試29</p><p>　　4.5.3 現(xiàn)場聯(lián)動(dòng)調(diào)試30</p><p>　　4.5.4 監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行效果30<

19、;/p><p><b>　　第五章 結(jié)論33</b></p><p>　　5.1 本文的結(jié)論33</p><p>　　5.2 本系統(tǒng)未來的發(fā)展方向33</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)34</b></p><p><b>　　致謝35</b>

20、</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1. 1課題的背景意義</p><p>　　隨著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的自動(dòng)化越來越多的工廠設(shè)備采用PLC，變頻器，人機(jī)界面自動(dòng)化器件來控制，因此自動(dòng)化程度越來越高。電器控制技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求而得到迅速發(fā)展的。</p><p&g

21、t;　　在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本，減輕工人的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，要求整個(gè)工藝生產(chǎn)過程全盤自動(dòng)化，這就離不開控制系統(tǒng)。</p><p>　　控制系統(tǒng)是整個(gè)生產(chǎn)線的靈魂，對整個(gè)生產(chǎn)線起著指揮的作用。一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，輕者影響生產(chǎn)線的繼續(xù)進(jìn)行，重者甚至發(fā)生人生安全事故，這樣將給企業(yè)造成重大損失。</p><p>　　石油儲(chǔ)運(yùn)是基于PLC控制系統(tǒng)來設(shè)計(jì)的，控制系統(tǒng)的每一步動(dòng)作都直

22、接作用于石油儲(chǔ)運(yùn)的運(yùn)行，因此，石油儲(chǔ)運(yùn)性能的好壞與控制系統(tǒng)性能的好壞有著直接的關(guān)系。石油儲(chǔ)運(yùn)能否正常運(yùn)行、工作效率的高低都與控制系統(tǒng)密不可分。 所以，對石油儲(chǔ)運(yùn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要予以重視。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外石油生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)研究狀況</p><p>　　1.2.1 國外石油生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)研究狀況</p><p>　　美國海灣石油公

23、司于1954年10月，建成世界上第一套自動(dòng)監(jiān)控輸送系統(tǒng)（Ledge- Automatic Control Transmission System， 簡稱LACT）裝置，解決了原油的自動(dòng)收集、處理、計(jì)量、和輸送問題。自20世紀(jì)60年代末期以后，計(jì)算機(jī)及PLC（Programmable Logic Controller）技術(shù)已開始應(yīng)用于油田聯(lián)合站內(nèi)的部分生產(chǎn)系統(tǒng)中，如 Arco油氣公司的 Iatan East Howard 油田將PLC用于

24、注水控制，并很快發(fā)展到報(bào)警、泵控、撬裝試井裝置等其他領(lǐng)域。</p><p>　　隨著集輸工藝上的計(jì)量站的形成和聯(lián)合站的產(chǎn)生，集散控制系統(tǒng)開始應(yīng)用與聯(lián)合站集輸系統(tǒng)中代替常規(guī)儀表。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，DCS的功能越來越強(qiáng)，工作效率越來越可靠。</p><p>　　隨著通信技術(shù)的發(fā)展，SCADA（Supervisory Control and Data Acquistion）即監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系

25、統(tǒng)越來越多地用于油田生產(chǎn)控制與管理中。SCADA系統(tǒng)主要是面向操作人員的需要，也可以為多用途提供操作、計(jì)算、管理和經(jīng)營等功能。</p><p>　　目前國外油田更是建立了從原油開采、存儲(chǔ)、加工、銷售全面監(jiān)控的自動(dòng)化系統(tǒng)，將自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)上升到了現(xiàn)代管理的高度。如：英國石油公司建立的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)監(jiān)測到的地質(zhì)情況自動(dòng)控制油井的產(chǎn)量，保證地層原油達(dá)到最大采收率。美國LUFKIN公司最近推出的PRC油井自動(dòng)控制

26、系統(tǒng)功能齊全，完全能夠滿足對油田抽油機(jī)井進(jìn)行全方位測控的需要。而且，美國油田甚至將原油銷售過程中溫度影響體積導(dǎo)致的銷售差額都考慮、設(shè)置到自動(dòng)化管理系統(tǒng)中，代表了當(dāng)前世界的最高水平。</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)石油生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)研究狀況</p><p>　　國內(nèi)油氣田在自動(dòng)化監(jiān)控領(lǐng)域起步較晚，九十年代以來在長輸管道方面、西部油田、海洋采油平臺(tái)引進(jìn)了一些比較先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備和技

27、術(shù)，在經(jīng)過近十年的發(fā)展應(yīng)用后也達(dá)到了集中分布式監(jiān)控階段，正向著網(wǎng)絡(luò)化、智能化的現(xiàn)代企業(yè)自動(dòng)化方向發(fā)展。 </p><p>　　勝利埕島油田海上采油平臺(tái)的微機(jī)測控系統(tǒng)，是以SCADA監(jiān)控系統(tǒng)為核心的自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)從平臺(tái)的布局、功能、生產(chǎn)管理方式等實(shí)際出發(fā)，將系統(tǒng)設(shè)為三級。它的軟件主要是采用Honeywell公司開發(fā)的基于Window NT環(huán)境下的SCAN3000監(jiān)控系統(tǒng)，硬件主要是中心平臺(tái)站和陸地中心站的工業(yè)控

28、制計(jì)算機(jī)以及各衛(wèi)星平臺(tái) SLC500 型可編程控制器組成的遠(yuǎn)程終端RTU。該系統(tǒng)完成了采油平臺(tái)生產(chǎn)參數(shù)和生產(chǎn)設(shè)備的遙測遙控，滿足了生產(chǎn)需要。</p><p>　　新疆彩南油田是我國投入開發(fā)的第一個(gè)百萬噸級自動(dòng)化沙漠整裝油田，它位于新疆準(zhǔn)噶爾盆地東部，自然條件極為惡劣。該油田建成一個(gè)兩級SCADA計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件全部采用貝克公司（美國BAKERCAC）的產(chǎn)品。實(shí)現(xiàn)了采油井、采注計(jì)量站定時(shí)巡檢、自動(dòng)倒井計(jì)量、

29、集中處理站數(shù)據(jù)監(jiān)控、油氣采集、信息采集及處理的全面自動(dòng)化。被譽(yù)為“世界一流，國內(nèi)領(lǐng)先，是陸上油田開發(fā)的典范”，效益好、成本低的“高效開發(fā)油氣田”。</p><p>　　吐哈油田從1992年開始相繼建立了鄯善、溫吉桑、丘陵三大主力油田的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)緊密配套油藏工程、采油工程、油氣集輸工程、輕烴回收工程和水、電、通信、公路、消防等工程，系統(tǒng)復(fù)雜，功能齊全，在國內(nèi)陸上油田尚無先例。該油田地處人口稀少，環(huán)境惡劣

30、，且系統(tǒng)的測控點(diǎn)多而分散，覆蓋區(qū)域廣，工藝過程參數(shù)的多樣性且不穩(wěn)定，形成的控制子系統(tǒng)多，為此在油氣水集中處理的聯(lián)合站采用大型TDC-3000或大型PLC集散控制系統(tǒng)，與分散的井站采用RTU“三遙”的遠(yuǎn)程終端裝置構(gòu)成分布式數(shù)據(jù)采集和就地控制的方法，通過無線或有線傳輸?shù)慕Y(jié)合融于NOVELL網(wǎng)中，而形成一體的合成系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)連接著27家國內(nèi)外廠商的一萬多臺(tái)智能儀表，實(shí)現(xiàn)了井口計(jì)配站無人值守，自動(dòng)監(jiān)視生產(chǎn)狀態(tài)并報(bào)警。該系統(tǒng)目前運(yùn)行安全可靠，年穩(wěn)

31、產(chǎn)原油300萬噸，日處理天然氣210萬方，日產(chǎn)輕烴660噸，日產(chǎn)干氣160萬方，日注水22萬方，日處理污水0.6萬方，這些均由自動(dòng)化系統(tǒng)控管，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)量連續(xù)三年翻番，節(jié)約人力2684人。該項(xiàng)自動(dòng)化工程投資3200萬元，創(chuàng)效益2.9億元,其投入產(chǎn)出比為1∶9，并鍛煉出一支高水平的自動(dòng)化開發(fā)應(yīng)用隊(duì)伍，被中國石油天然</p><p>　　雖然近年來，自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)己不再局限于管道和海上平臺(tái)，而是開始迅速向陸上石油生產(chǎn)業(yè)

32、延伸，但目前在全國油田范圍內(nèi)，安裝了此類自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行油田生產(chǎn)自動(dòng)化監(jiān)控的井、站仍不到5%。就現(xiàn)有的種種監(jiān)控系統(tǒng)來看，它們分別使用了不同的儀表檢測現(xiàn)場數(shù)據(jù)；硬件部分則有的全部采用國外的成套產(chǎn)品，有的利用不同型號的單片機(jī)或PC機(jī)及多種模塊芯片組裝而成；上位機(jī)的HMI管理系統(tǒng)就更是通過各種應(yīng)用軟件編寫實(shí)現(xiàn)，完成各自所需的監(jiān)視管理功能。但它們也或多或少存在著諸如對生產(chǎn)過程和設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的選擇不合理；檢測方法誤差嚴(yán)重，檢測次數(shù)少，不利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)

33、現(xiàn)場設(shè)備存在的問題；下位機(jī)采集速度慢，達(dá)不到實(shí)時(shí)要求；上位機(jī)分析處理手段欠缺，很多情況下，不能對數(shù)據(jù)進(jìn)行局部細(xì)微的分析，難以讓工程技術(shù)人員準(zhǔn)確的掌握第一手資料。</p><p>　　從國內(nèi)油田監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展過程和今后的發(fā)展趨勢來看，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)越來越多的應(yīng)用到油田監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，而且必將向油田的網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化方向發(fā)展。</p><p>　　第二章 總體設(shè)計(jì)方案</p><

34、p>　　2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求</p><p>　　本課題的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有：確定石油儲(chǔ)運(yùn)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案；確定設(shè)備元件在儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)現(xiàn)場分配位置，確定PLC I/O元件，列出PLC I/O元件分配表；設(shè)計(jì)石油儲(chǔ)運(yùn)控制系統(tǒng)的PLC I/O接線圖，PLC程序和梯形圖（包括公用程序、控制程序、信號顯示程序等），組態(tài)王軟件仿真。</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：PLC在石油儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)中

35、應(yīng)用</p><p>　　1.熟練掌握PLC的指令系統(tǒng)，學(xué)會(huì)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和特殊繼電器在實(shí)際中的應(yīng)用。</p><p>　　2.通過設(shè)計(jì)牢固掌握用功能表圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法、步驟及繪制梯形圖所遵循的規(guī)則和設(shè)計(jì)技巧。學(xué)會(huì)時(shí)序控制程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法。</p><p>　　3.學(xué)會(huì)PLC輸入/輸出點(diǎn)的分配、接線。對PLC有系統(tǒng)的了解。</p><p&g

36、t;　　4.利用PLC來達(dá)到自動(dòng)送料的功能，減少人力的消耗。為生活工作提供便利。</p><p>　　2.2 石油儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)工藝流程分析</p><p>　　石油儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括油罐車運(yùn)油、脫水、加熱、污水處理 四大系統(tǒng) , 擔(dān)負(fù)原油脫水、供熱、污水處理、等生產(chǎn)任務(wù)。各系統(tǒng)工藝流程復(fù)雜 , 對各種數(shù)據(jù)要求準(zhǔn)確性高。Plc自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠滿足其生產(chǎn)要求 , 提高了產(chǎn)品質(zhì)量 ,

37、保證了生產(chǎn)安全 , 確保了計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性 , 降低了工人的工作強(qiáng)度 , 減少了能源的消耗。它的主要任務(wù)是將油井中采出的油、氣混合物收集起來，經(jīng)初步處理后輸送到用戶或儲(chǔ)存。要完成這項(xiàng)工作，一系列的生產(chǎn)設(shè)備是必不可少的，如油氣分離器、脫水器、加熱爐、原油外輸泵、儲(chǔ)油罐、輸油管道等。由于原油里面的雜質(zhì)比較多，除了水、氣以外，還含有一些其他有害化學(xué)成分，如硫、氫氧化鉀、鹽等。另外，生產(chǎn)中有些油井沒有安裝井口過濾器，原油中還含有很多機(jī)械雜質(zhì)與固

38、體物。這些成分的存在，會(huì)給運(yùn)行的設(shè)備、管道造成一定的腐蝕和沖蝕，引起設(shè)備穿孔、泄漏、跑油，甚至導(dǎo)致火災(zāi)事故的發(fā)生。因此，加強(qiáng)原油集輸設(shè)備、設(shè)施的安全管理，掌握石油儲(chǔ)運(yùn)的基本知識(shí)，這對石油的安全生產(chǎn)有著非常重要的意義。</p><p>　　原油的油水分離過程有自然沉降脫水、化學(xué)脫水、機(jī)械過濾脫水、電脫水</p><p>　　等多種方法。目前我國石油儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)普遍采用的是沉降脫水、電脫水、電化學(xué)

39、聯(lián)合脫水等方法。</p><p>　　石油儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)主要包括油罐車?yán)托盾?、原油脫水、原油?chǔ)存、裝車功能。</p><p><b>　　罐車?yán)托盾嚕?lt;/b></p><p>　　設(shè)1個(gè)卸車位，卸車加熱，每個(gè)卸車位設(shè)DN25熱水頭，對油溫低的卸油槽加熱，保證油自流進(jìn)零位罐。零位罐內(nèi)設(shè)加熱盤管升溫至20℃。設(shè)卸車提升泵2臺(tái)，可將零位罐的含水油和含油

40、污水分別輸?shù)饺喾蛛x器和污水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。</p><p>　　原油脫水：采用三相分離器和大罐熱化學(xué)沉降兩端脫水工藝。一段脫水：進(jìn)站高含水原油先進(jìn)三相分離器進(jìn)行一段脫水，脫水溫度約為35℃，停留時(shí)間約為34分鐘，三相分離器出口含水達(dá)20%一下；二段脫水：從三項(xiàng)分離器出來的原油經(jīng)換熱器與95℃熱水換熱升溫值50℃，進(jìn)沉降罐進(jìn)行二段沉降脫水，脫水沉降時(shí)間在24h以上。沉降罐出口原油含水小于0.5%。</

41、p><p>　　儲(chǔ)存：儲(chǔ)罐容量500 3座。按單層系處理量裝車外運(yùn)考慮，存儲(chǔ)時(shí)間為3-6天。</p><p>　　成品油裝車外運(yùn)：設(shè)裝車泵2臺(tái)，單臺(tái)裝車為/h，裝車鶴位3個(gè)。</p><p><b>　　工藝流程</b></p><p><b>　　1、卸油流程</b></p><p

42、><b>　　2. 伴生氣流程</b></p><p><b>　　3、排污流程</b></p><p><b>　　(a)原油排污</b></p><p><b>　　(b) 大罐排污：</b></p><p>　　4.油罐車運(yùn)油系統(tǒng)流程圖<

43、/p><p><b>　　2.3 方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.根據(jù)控制目的和要求，經(jīng)過仔細(xì)分析各種因素，制定了整體的設(shè)計(jì)方案：以FX2N PLC為核心，完成對輸入輸出點(diǎn)的控制。監(jiān)控系統(tǒng)通過MODBUS通信協(xié)議與PLC進(jìn)行I/O點(diǎn)的通信。石油儲(chǔ)運(yùn)工作示意圖如下圖所示。</p><p>　　石油儲(chǔ)運(yùn)工作示意圖1</p>&

44、lt;p>　　1.石油儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備說明</p><p>　　2.根據(jù)控制要求，使用專用編程軟件，編寫PLC控制程序，控制程序包括啟動(dòng)、停止按鈕、數(shù)據(jù)采集等。本儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的I/O點(diǎn)分配如下：</p><p>　　PLC石油儲(chǔ)運(yùn)油罐車運(yùn)油接線示意圖如圖</p><p><b>　　第三章 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p&

45、gt;　　3.1 plc程序設(shè)計(jì)方法</p><p>　　plc程序設(shè)計(jì)的方法主要有：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，繼電器控制電路轉(zhuǎn)換梯形圖法，順序控制法，邏輯設(shè)計(jì)法。</p><p>　　1.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法即在一些典型的控制電路程序的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控制對象的具體要求，進(jìn)行選擇組合，并多次反復(fù)調(diào)試和修改梯形圖，有時(shí)需增加一些輔助觸點(diǎn)和中間編程環(huán)節(jié)，才能達(dá)到控制要求。這種方法沒有規(guī)律可遵循，設(shè)計(jì)所用的

46、時(shí)間和設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有很大的關(guān)系，故稱為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。</p><p>　　2.繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法：用PLC的外部硬件接線和梯形圖軟件來實(shí)現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)的功能。</p><p>　　3.順序控制設(shè)計(jì)法：根據(jù)功能流程圖，以步為核心，從起始步開始一步一步地設(shè)計(jì)下去，直至完成。此法的關(guān)鍵是畫出功能流程圖。</p><p>　　4. 邏輯設(shè)計(jì)法：通過中間量

47、把輸入和輸出聯(lián)系起來。</p><p><b>　　3.2程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.2.1 plc程序設(shè)計(jì)的一般步驟</p><p>　　1．繪制系統(tǒng)的功能圖。 </p><p>　　2．設(shè)計(jì)梯形圖程序。 </p><p>　　3．根據(jù)梯形圖編寫指令表程序。 </p>

48、<p>　　4．對程序進(jìn)行模擬調(diào)試及修改，直到滿足控制要求為止。調(diào)試過程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。 </p><p>　　3.2.2 程序設(shè)計(jì)思路</p><p>　　PLC運(yùn)行時(shí)，通過特殊繼電器產(chǎn)生初始化脈沖進(jìn)行初始化，將溫度，壓力和液位設(shè)定值等存入數(shù)據(jù)寄存器，隨后系統(tǒng)開始對溫度，壓力和液位采樣

49、，采樣周期是17秒，(溫度傳感器，壓力傳感器和液位測量計(jì))將采集到的各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電流信號，電流信號在通過電纜線進(jìn)入PLC，作為主回路的反饋值，經(jīng)過plc主控制器運(yùn)算產(chǎn)生輸出信號，作為副回路的給定值?，F(xiàn)場控制啟停開關(guān)通過中間繼電器將啟停信號傳送至主控制器plc，plc經(jīng)過整定計(jì)算與預(yù)先的設(shè)定值比較，輸出電流信號控制電機(jī)的啟停。</p><p>　　3.3石油儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)梯形圖</p><p&

50、gt;　　3.4石油儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)指令表</p><p>　　第四章 組態(tài)王6.53介紹</p><p>　　4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)要求</p><p>　　一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控軟件的好壞，直接影響到整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用水平。而從應(yīng)用的角度，評價(jià)一個(gè)監(jiān)控軟件的標(biāo)準(zhǔn)大致有以下幾個(gè)方面：</p><p>　　(1) 功能完善。監(jiān)控軟件是整個(gè)油田監(jiān)控系

51、統(tǒng)(包括所有設(shè)備)功能的集中和最后反映，一個(gè)符合具體需求且功能完善的監(jiān)控軟件能使監(jiān)控系統(tǒng)的使用效果得到最大程度的發(fā)揮。</p><p>　　(2) 運(yùn)行穩(wěn)定可靠。對監(jiān)控系統(tǒng)而言，要保證其數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和連續(xù)完整，就必須保證監(jiān)控軟件連續(xù)穩(wěn)定正常地運(yùn)行。</p><p>　　(3) 界面友好。操作人員和監(jiān)控系統(tǒng)的交互是通過監(jiān)控軟件的界面進(jìn)行的，能否把各種采集數(shù)據(jù)及控制按鈕與生產(chǎn)工藝在界面上合理安

52、排、能否使軟件的各種功能操作簡易明了十分重要。一個(gè)界面友好的軟件將縮短操作員培訓(xùn)時(shí)間、提高操作效率和舒適程度、減少操作出錯(cuò)的可能。</p><p>　　(4) 實(shí)時(shí)性好。監(jiān)控軟件能不能在盡量短的時(shí)間內(nèi)反映所有被測參量數(shù)值發(fā)生的變化及執(zhí)行要求的操作，對監(jiān)控系統(tǒng)來說是一個(gè)重要方面。</p><p>　　(5) 通用性好。為了便于以后的維護(hù)和更新中心站的設(shè)備，監(jiān)控軟件必須在一些主流操作系統(tǒng)下都能

53、順利安裝和運(yùn)行，對計(jì)算機(jī)硬件沒有特殊要求。</p><p>　　(6) 擴(kuò)展性好。擴(kuò)展性好包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：①當(dāng)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)情況發(fā)生變動(dòng)或容量增加時(shí)，監(jiān)控軟件能夠在原來的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展；②監(jiān)控軟件能夠提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，便于和其它應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。</p><p>　　4.2 組態(tài)王6.53介紹</p><p>　　基于對系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)要求的分析，本系統(tǒng)軟件設(shè)

54、計(jì)采用北京亞控自動(dòng)化科技有限公司的組態(tài)王Kingview6.53組態(tài)軟件完成油田生產(chǎn)安全監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)。下面簡單介紹一下組態(tài)王6.53。</p><p>　　(1) 組態(tài)王6.53軟件包</p><p>　　組態(tài)王6.53軟件包由工程管理器ProjManager、工程瀏覽器TouchExplorer、畫面開發(fā)系統(tǒng)TouchMak（內(nèi)嵌于工程瀏覽器）和運(yùn)行系統(tǒng)TouchVew四部分組成。<

55、;/p><p>　　工程管理器：ProjManager用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理，是計(jì)算機(jī)內(nèi)所有應(yīng)用工程的統(tǒng)一管理環(huán)境，用于新工程的創(chuàng)建與刪除，并能對已有工程進(jìn)行搜索、備份及有效恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入與導(dǎo)出等功能。</p><p>　　工程瀏覽器：TouchExplorer是應(yīng)用工程的設(shè)計(jì)管理配置環(huán)境，進(jìn)行應(yīng)用工</p><p>　　程的程序語言的設(shè)計(jì)、變量定義

56、管理、連接設(shè)備的配置、開放式接口的配置、系統(tǒng)參數(shù)的配置、WEB發(fā)布等。</p><p>　　畫面開發(fā)系統(tǒng)：TouchMak是應(yīng)用工程的開發(fā)環(huán)境，用于完成畫面設(shè)計(jì)、動(dòng)畫連接、程序編寫等工作。它具有先進(jìn)完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)詞典提供多種數(shù)據(jù)類型，能合理地提取控制對象的特性；對變量報(bào)警、趨勢曲線、過程記錄等功能簡捷操作。</p><p>　　運(yùn)行系統(tǒng)：TouchVew是組態(tài)王6.53軟件的實(shí)時(shí)

57、運(yùn)行環(huán)境，開發(fā)的畫面只有在此運(yùn)行才能實(shí)時(shí)反映現(xiàn)場的運(yùn)行情況。它負(fù)責(zé)從控制設(shè)備中采集數(shù)據(jù)、操作記錄、趨勢曲線等監(jiān)視、存儲(chǔ)功能，并按實(shí)際需要記錄到歷史數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　(2) 組態(tài)王與下位機(jī)的通訊</p><p>　　組態(tài)王把每一臺(tái)與之通訊的設(shè)備（硬件或軟件）看作是外部設(shè)備，目前能連接PLC、智能儀表、板卡、模塊、變頻器等幾百種外部設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)和外部設(shè)備的通訊，組態(tài)王內(nèi)置了大量設(shè)備

58、的驅(qū)動(dòng)作為組態(tài)王與外部設(shè)備的通訊接口，在開發(fā)過程中只需根據(jù)工程瀏覽器提供的“設(shè)備配置向?qū)А贝翱谕瓿蛇B接工程。在運(yùn)行期間，組態(tài)王就可通過驅(qū)動(dòng)接口和外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)，包括采集數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)指令。每一個(gè)驅(qū)動(dòng)就是一個(gè)COM對象，這種方式使驅(qū)動(dòng)和組態(tài)王構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，既保證了運(yùn)行的高效率，又使系統(tǒng)有很強(qiáng)的擴(kuò)展性。組態(tài)王和下位機(jī)的通訊如圖4.1所示</p><p>　　圖4.1 組態(tài)王和下位機(jī)的通訊</p>

59、;<p>　　(3) 組態(tài)王6.53功能簡介</p><p>　?、倩救藱C(jī)界面功能：提供一個(gè)完全中文界面，為用戶提供了豐富的快速應(yīng)用設(shè)備工具，便利的集成開發(fā)環(huán)境。</p><p>　?、趶?qiáng)大的通訊功能：提供多種通訊方式，如串行、DDE、板卡、、人機(jī)接口、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)等方式，此外，組態(tài)王還提供驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)軟件包，用戶可使用此軟件包編制自己系統(tǒng)所需的驅(qū)動(dòng)程序。</p>

60、<p>　?、鄹咝У臄?shù)據(jù)采集功能：組態(tài)王對通訊程序做了多種優(yōu)化處理，盡量使通訊瓶頸對系統(tǒng)的影響最小，同時(shí)保證數(shù)據(jù)傳遞的及時(shí)和準(zhǔn)確。</p><p>　　④故障診斷與恢復(fù)功能：組態(tài)王精心優(yōu)化了通訊故障的診斷機(jī)制，可以在極短的時(shí)間(1-2個(gè)采集周期)內(nèi)報(bào)告故障的發(fā)生，并診斷出出現(xiàn)故障的下位機(jī)，非常有助于現(xiàn)場工程師及時(shí)排除險(xiǎn)情。</p><p>　　組態(tài)王的自動(dòng)恢復(fù)功能是指：當(dāng)下位機(jī)

61、被更換或恢復(fù)運(yùn)行后，不需要現(xiàn)場工程師對軟件系統(tǒng)作任何干預(yù)，組態(tài)王通過短時(shí)間的嘗試后，可以自動(dòng)恢復(fù)與下位機(jī)的通訊。</p><p>　　⑤先進(jìn)的報(bào)警和事件管理：報(bào)警是過程狀態(tài)出現(xiàn)問題時(shí)發(fā)生的警告，同時(shí)要求操作人員做出響應(yīng)。組態(tài)王報(bào)警系統(tǒng)具有方便、靈活、可靠、易于擴(kuò)展的特點(diǎn)，提供多種報(bào)警管理功能，包括：基于事件的報(bào)警、報(bào)警分組管理、報(bào)警優(yōu)先級、報(bào)警過濾、新增死區(qū)和延時(shí)概念等功能，以及通過網(wǎng)絡(luò)的過程報(bào)警管理。</

62、p><p>　　⑥報(bào)警和事件管理功能：報(bào)警是過程狀態(tài)出現(xiàn)問題時(shí)發(fā)生的警告，同時(shí)要求操作人員做出響應(yīng)。組態(tài)王報(bào)警系統(tǒng)具有方便、靈活、可靠、易于擴(kuò)展的特點(diǎn)，提供多種報(bào)警管理功能，包括：基于事件的報(bào)警、報(bào)警分組管理、報(bào)警優(yōu)先級、報(bào)警過濾、新增死區(qū)和延時(shí)概念等功能，以及通過網(wǎng)絡(luò)的過程報(bào)警管理。</p><p>　　⑦廣泛的數(shù)據(jù)獲取和處理：在組態(tài)王的開放結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)可以與廣泛的數(shù)據(jù)源交換數(shù)據(jù)，如I/O動(dòng)

63、程序，ODBC數(shù)據(jù)庫，OPC服務(wù)器，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換DDE、ActiveX控件等，同時(shí)可以將數(shù)據(jù)以趨勢、報(bào)表等形式顯示出來。</p><p>　　⑧強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)和冗余功能：組態(tài)王基于網(wǎng)絡(luò)的概念，可運(yùn)行在基于TCP / IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)上，使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)上、下位機(jī)以及更高層次的廠級連網(wǎng)，另外，隨著網(wǎng)絡(luò)的無限蔓延，組態(tài)王每一臺(tái)數(shù)據(jù)采集站從工業(yè)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，可以被網(wǎng)絡(luò)上的所有其他站點(diǎn)直接訪問，使數(shù)據(jù)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)暢通

64、無阻。同時(shí)支持分布式網(wǎng)絡(luò)報(bào)警、分布式歷史數(shù)據(jù)庫等，功能強(qiáng)大，穩(wěn)定可靠。</p><p>　　組態(tài)王提供五種冗余方式：I/O通訊冗余、I/O設(shè)備冗余、計(jì)算機(jī)冗余、系統(tǒng)冗余和網(wǎng)絡(luò)冗余，保證系統(tǒng)的安全可靠性。</p><p>　　4.3 組態(tài)監(jiān)控模塊的構(gòu)成及其介紹</p><p>　　現(xiàn)代監(jiān)控系統(tǒng)的用戶界面發(fā)展趨勢是圖形化、多媒體化、實(shí)時(shí)過程中的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)經(jīng)處理后以圖表、

65、動(dòng)畫形式提供給用戶，其特點(diǎn)是形象、生動(dòng)、直觀、容易掌握、使用方便。本監(jiān)控系統(tǒng)就充分利用組態(tài)王提供的功能齊全、使用靈活的人機(jī)界面編輯功能，設(shè)計(jì)組態(tài)監(jiān)控模塊，它是崗位工人和技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)對工藝過程實(shí)時(shí)監(jiān)控的操作平臺(tái)。結(jié)合油田生產(chǎn)管理的實(shí)際需要，組態(tài)監(jiān)控模塊分為以下幾個(gè)功能子模塊，其軟件結(jié)構(gòu)如圖</p><p>　　圖4.2 組態(tài)監(jiān)控模塊軟件結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　其中，工藝流程圖子模塊

66、為用戶提供聯(lián)合站生產(chǎn)工藝流程模擬圖，形象顯示生產(chǎn)工藝流程。在聯(lián)合站工藝流程圖上實(shí)時(shí)反映聯(lián)合站各個(gè)設(shè)備工作狀態(tài)與電流、電壓、位移、載荷、流量等狀態(tài)參數(shù)的變化以及安全檢測參數(shù)（防盜），并以醒目的指示燈進(jìn)行報(bào)警；在聯(lián)合站工藝流程圖上置聯(lián)合站內(nèi)的閥、罐、檢測儀表的動(dòng)畫圖，對聯(lián)合站的工作參數(shù)（壓力、流量、溫度、液位）實(shí)時(shí)顯示。使操作人員輕松自然、形象逼真的了解生產(chǎn)過程。</p><p>　　曲線圖是用曲線形式反映過程變量在

67、一段時(shí)間范圍內(nèi)數(shù)值變化的重要手段。曲線圖子模塊包括了分離器、緩沖罐等設(shè)備的壓力、溫度、液位的趨勢曲線圖。趨勢曲線圖用來顯示工藝參數(shù)隨時(shí)間的變化趨勢，又分為實(shí)時(shí)趨勢和歷史趨勢兩種。曲線圖對管理人員分析生產(chǎn)情況，完善控制算法，加強(qiáng)生產(chǎn)管理十分有效。</p><p>　　報(bào)表子?？鞛楸O(jiān)控系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)與歷史兩種形式的數(shù)據(jù)表，其中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表可以巡回顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)信息，而歷史數(shù)據(jù)表則可以隨管理人員的要求輸出任意時(shí)間段的

68、數(shù)據(jù)，表格可以容納較多的相關(guān)信息，數(shù)據(jù)顯示準(zhǔn)確，便于比較。</p><p>　　報(bào)警是監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)行，確保安全生產(chǎn)的重要手段。報(bào)警子模塊是組態(tài)監(jiān)測軟件的重要組成部分，主要用于顯示和處理系統(tǒng)的各種實(shí)時(shí)及歷史報(bào)警信息?？梢越M態(tài)為圖形顯示、聲光報(bào)警和實(shí)時(shí)打印等通知方式。</p><p>　　登錄子模塊給管理人員提供了進(jìn)入組態(tài)監(jiān)控軟件的方式，并當(dāng)用戶進(jìn)入軟件后，會(huì)自動(dòng)識(shí)別該用戶的優(yōu)先級和使用

69、權(quán)限。</p><p>　　報(bào)警指示模塊提供了監(jiān)測參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示與其報(bào)警上下限的顯示，并且在其報(bào)警上下限旁設(shè)置了報(bào)警指示燈，當(dāng)參數(shù)越限時(shí)，報(bào)警指示燈不停閃爍，當(dāng)參數(shù)恢復(fù)正常時(shí)，報(bào)警指示燈不閃爍，且其顏色為綠色。</p><p>　　實(shí)時(shí)參數(shù)顯示模塊使管理人員對現(xiàn)場參數(shù)的數(shù)值變化能夠及時(shí)了解，使操作人員輕松自然、形象逼真的了解生產(chǎn)過程</p><p>　　按鈕子模塊為

70、管理人員提供方便易用的操作指導(dǎo)畫面。通過畫面上顯示的各功能按鈕可進(jìn)入相應(yīng)的界面，</p><p><b>　　4.4定義外部設(shè)備</b></p><p>　　在進(jìn)行外部設(shè)備定義前，首先要建立一個(gè)新工程（自己要開發(fā)的工程），打開組態(tài)王6.51后，單擊工具欄的“新建”，按照提示單擊“瀏覽”選擇工程存儲(chǔ)路徑然后為新工程命名，點(diǎn)擊“完成”，所建立的新工程就自動(dòng)顯示出來如圖4.

71、3</p><p>　　圖 4.3 工程瀏覽器</p><p>　　將該工程設(shè)為當(dāng)前工程，雙擊后進(jìn)入畫面的開發(fā)環(huán)境。如圖4.4所示</p><p>　　圖4.4 開發(fā)系統(tǒng)主界面</p><p>　　組態(tài)王把那些需要與之交換數(shù)據(jù)的設(shè)備或程序都作為外部設(shè)備。外部設(shè)備包括：下位機(jī)（PLC、儀表、模塊、板卡、變頻器等），它們一般通過串行口和上位機(jī)

72、交換數(shù)據(jù)；其他Windows應(yīng)用程序，它們之間一般通過DDE交換數(shù)據(jù)；外部設(shè)備還包括網(wǎng)絡(luò)上的其他計(jì)算機(jī)。只有在定義了外部設(shè)備之后，組態(tài)王才能通過I/O變量和它們交換數(shù)據(jù)。</p><p>　　本系統(tǒng)的PLC采用亞控公司自帶仿真PLC來進(jìn)行模擬量的控制。</p><p>　　在工程瀏覽器左側(cè)的COM1處單擊，再雙擊右側(cè)出現(xiàn)的“新建”圖標(biāo)，采用默認(rèn)格式點(diǎn)擊“確定”，選擇“仿真PLC，如圖4.5

73、所示。點(diǎn)擊“下一步”，將設(shè)備地址改為：0。</p><p>　　4.4.1 定義外部變量</p><p>　　在組態(tài)王工程瀏覽器中提供了“數(shù)據(jù)庫”項(xiàng)供用戶定義外部設(shè)備變量。數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的核心，是應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，系統(tǒng)各個(gè)部分均以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為公用區(qū)交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)部分協(xié)調(diào)工作。設(shè)備窗口通過設(shè)備構(gòu)件驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備，將采集的數(shù)據(jù)送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。由用戶窗口組成的圖形對象，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)

74、據(jù)對象建立鏈接關(guān)系，以動(dòng)畫形式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化。數(shù)據(jù)庫中變量的集合形象的稱為“數(shù)據(jù)詞典”，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細(xì)信息。數(shù)據(jù)詞典中存放的是應(yīng)用工程中定義的變量以及系統(tǒng)變量。</p><p>　　圖4.5外部設(shè)備仿真PLC的定義</p><p>　　組態(tài)王系統(tǒng)中定義的變量與一般程序設(shè)計(jì)語言（比如BASIC，PASCAL， C）定義的變量有很大的不同，它既能滿足程序設(shè)計(jì)的

75、一般需求，又考慮到工控軟件的特殊需求。組態(tài)王系統(tǒng)的變量的基本類型有兩種：內(nèi)存變量和I/0變量，其中內(nèi)存變量是指那些不需要和其他應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)、也不需要從下位機(jī)得到數(shù)據(jù)、只在“組態(tài)王”內(nèi)需要的變量；而I/0變量則是指可與外部數(shù)據(jù)采集程序直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的變量?？紤]到組態(tài)監(jiān)控模塊主要針對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，而不直接與現(xiàn)場的RTU發(fā)生聯(lián)系，故在工程瀏覽器中以設(shè)置內(nèi)存變量為主，而變量的數(shù)據(jù)類型主要包括有：實(shí)型、整型、離散、字符串等。</p&

76、gt;<p>　　在本監(jiān)控統(tǒng)中，需要?jiǎng)討B(tài)、實(shí)時(shí)地監(jiān)測一系列參數(shù)，如壓力、流量，可燃?xì)怏w濃度等，這些參數(shù)就是組態(tài)王中需定義的變量。下面簡單介紹一下變量的定義過程。</p><p>　　在工程瀏覽器中左邊的目錄樹中選擇“數(shù)據(jù)詞典”項(xiàng)，雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出“定義變量”屬性對話框，如圖4.6所示，鍵入變量名：“儲(chǔ)油罐1液位”，選擇變量類型、連接設(shè)備、寄存器、數(shù)據(jù)類型、讀寫屬性，然后點(diǎn)擊“確定”。如果寄存器

77、、數(shù)據(jù)類型選擇不正確，會(huì)有對話框提示，點(diǎn)擊“幫助”可獲得信息。之后繼續(xù)定義其它變量。</p><p>　　圖4.6 定義變量對話框</p><p>　　4.4.2 工藝流程模塊</p><p>　　石油儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化監(jiān)控主畫面如圖4.7所示。在監(jiān)控主畫面界面上設(shè)置系統(tǒng)的頁眉畫面與頁腳畫面以及按鈕模塊。</p><p>　　使用圖庫開發(fā)工程界面

78、至少有三方面的好處：一是降低了工程人員設(shè)計(jì)界面的難度，使他們能更加集中精力于維護(hù)數(shù)據(jù)庫和增強(qiáng)軟件內(nèi)部的邏輯控制，縮短開發(fā)周期；二是用圖庫開發(fā)的軟件將具有統(tǒng)一的外觀，方便工程人員學(xué)習(xí)和掌握；最后，利用圖庫的開放性，工程人員可以生成自己的圖庫元素，“一次構(gòu)造，隨處使用”，節(jié)省了工程人員投資。并且，組態(tài)王為了便于用戶更好地使用圖庫，提供圖庫管理器，圖庫管理器集成了圖庫管理的操作，在統(tǒng)一的界面上完成“新建圖庫”，“更改圖庫名稱”， “加載用戶開

79、發(fā)的精靈”和“刪除圖庫精靈”。</p><p>　　圖4.7 監(jiān)控主畫面</p><p>　　在利用圖畫工具完成靜態(tài)圖形的繪制后，可通過其中部分圖素對象與變量之間豐富的動(dòng)畫連接類型實(shí)現(xiàn)對聯(lián)合站各種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的模擬顯示，而所謂“動(dòng)畫連接”就是建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)詞典中所定義的變量的對應(yīng)關(guān)系。動(dòng)畫連接的引入是設(shè)計(jì)人機(jī)接口的一次突破，它把工程人員從重復(fù)的圖形編程中解放出來，為工程人員提供了標(biāo)

80、準(zhǔn)的工業(yè)控制圖形界面，并且由可編程的命令語言連接來增強(qiáng)圖形界面的功能。圖形對象與變量之間有豐富的連接類型，給工程人員設(shè)計(jì)圖形界面提供了極大的方便，其中主要包括有水平移動(dòng)連接、垂直移動(dòng)連接、旋轉(zhuǎn)連接、填充連接、縮放連接、線屬性連接和填充屬性連接等。下面我們簡單介紹一下計(jì)量站監(jiān)控系統(tǒng)中的動(dòng)畫連接：</p><p>　　(1) 文本動(dòng)畫連接 雙擊零位罐下方的字符串“##”，選擇模擬值輸出連接，表達(dá)式中添加變量“零位罐

81、夜位”，則此字符串“##”將顯示零位罐的夜位，如圖4.10所示。</p><p>　　(2) 縮放的動(dòng)畫連接 在畫面沉降罐液位旁雙擊圖形“”，在位置與大小變化框中選擇縮放動(dòng)畫連接，表達(dá)式中添加變量“沉降罐液位”，在最小和最大填充高度框中分別設(shè)定液位所對應(yīng)的數(shù)值及其占據(jù)百分比，在縮放方向框中設(shè)定液位的變化方向，在缺省縮放畫刷框中設(shè)定文本的類型及填充，則當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，圖形“”中縮放的變化將顯示緩沖罐液位高度的變化，

82、如圖4-11所示。</p><p>　　圖 4.11 縮放動(dòng)畫連接向?qū)?lt;/p><p>　　這樣在監(jiān)控主畫面中我們就可以直觀形象的看到我們所關(guān)心的檢測量值的大小，這對系統(tǒng)使用人員的操作就顯得十分有好。這就滿足了在軟件開發(fā)設(shè)計(jì)當(dāng)中的盡量讓界面友好的原則。</p><p>　　下面我們簡單介紹“畫面切換”按鈕與“退出”按鈕的動(dòng)畫連接。</p><p

83、>　　(1) “畫面切換”按鈕的動(dòng)畫連接 雙擊按鈕，在命令語言連接框中選擇“彈起時(shí)”或者“按下時(shí)”，如圖4.12所示，在命令語言中，調(diào)入ShowPicture("PictureName")，“PictureName”為畫面名稱。為如圖4-12所示，該函數(shù)是打開畫面的命令語言，如果要關(guān)閉畫面，則調(diào)入函數(shù)ClosePicture ("PictureName")，函數(shù)中的“PictureName

84、”是畫面的名稱。</p><p>　　(2) “退出”按鈕的動(dòng)畫連接 雙擊按鈕，在命令語言連接框中選擇“彈起時(shí)”，在命令語言中，調(diào)入函數(shù)Exit(Option)。Option的值為0---退出當(dāng)前程序，1------重新啟動(dòng)，2-------關(guān)機(jī)。</p><p>　　圖4.12 畫面切換</p><p>　　4.4.3 曲線圖模塊</p><

85、;p>　　在組態(tài)監(jiān)控軟件中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)除了在模塊界面中以值輸出的方式和以報(bào)表形式顯示外，還可以以曲線形式顯示，而組態(tài)王的曲線包括有趨勢曲線、溫控曲線和X-Y曲線。趨勢分析是監(jiān)控軟件必不可少的功能，“組態(tài)王”對該功能提供了強(qiáng)有力的支持和簡單的控制方法。趨勢曲線有實(shí)時(shí)趨勢曲線和歷史趨勢曲線兩種，其外形類似于坐標(biāo)紙，X軸代表時(shí)間，Y軸代表變量值。對于實(shí)時(shí)趨勢曲線最多可顯示四條曲線；而歷史趨勢曲線最多可顯示十六條曲線，而一個(gè)畫面中

86、可定義數(shù)量不限的趨勢曲線(實(shí)時(shí)趨勢曲線或歷史趨勢曲線)。</p><p>　　在趨勢曲線中工程人員可以規(guī)定時(shí)間間距，數(shù)據(jù)的數(shù)值范圍，網(wǎng)格分辨率，時(shí)間坐標(biāo)數(shù)目，數(shù)值坐標(biāo)數(shù)目以及繪制曲線的“筆”的顏色屬性(以此區(qū)分不同的曲線)。畫面程序運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)趨勢曲線可以自動(dòng)卷動(dòng)，以快速反應(yīng)變量隨時(shí)間的變化；歷史趨勢曲線不能自動(dòng)卷動(dòng)，它一般與功能按鈕一起工作，共同完成歷史數(shù)據(jù)的查看工作。這些按鈕可以完成翻頁、設(shè)定時(shí)間參數(shù)、啟動(dòng)/

87、停止記錄、打印曲線圖等復(fù)雜功能。溫控曲線反映出實(shí)際測量值按設(shè)定曲線變化的情況，在溫控曲線中，縱軸代表溫度值，橫軸對應(yīng)時(shí)間的變化，同時(shí)將每一個(gè)溫度采樣點(diǎn)顯示在曲線中，它主要適用于溫度控制，流量控制等等。X-Y曲線主要是用曲線來顯示兩個(gè)變量之間的運(yùn)行關(guān)系。在本組態(tài)監(jiān)控軟件的曲線圖模塊界面分為實(shí)時(shí)曲線界面和歷史曲線界面兩種，前者包含的曲線圖有：可燃?xì)怏w濃度、儲(chǔ)油罐液位等參數(shù)的實(shí)時(shí)趨勢曲線圖。</p><p>　　我們通

88、過點(diǎn)擊工具箱中的“畫實(shí)時(shí)趨勢曲線”按鈕來直接繪制實(shí)時(shí)趨勢曲線，在經(jīng)過其對話框的適當(dāng)設(shè)置后，可以達(dá)到監(jiān)控原油流量、可燃?xì)怏w濃度等數(shù)據(jù)以及聯(lián)合站溫度、液位變化趨勢的目的，實(shí)時(shí)趨勢曲線如圖4.13所示。而對于“歷史趨勢曲線圖”的繪制，則有三種方法。</p><p>　　圖 4.13 實(shí)時(shí)曲線效果圖</p><p>　　4.4.4 報(bào)表模塊</p><p>　　數(shù)據(jù)報(bào)表是

89、反映生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)、狀態(tài)等，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄的一種重要形式，是生產(chǎn)過程必不可少的一個(gè)部分。它既能反映系統(tǒng)實(shí)時(shí)的生產(chǎn)情況，也能對長期的生產(chǎn)過程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，使管理人員能夠?qū)崟r(shí)掌握和分析生產(chǎn)情況。</p><p>　　組態(tài)王提供內(nèi)嵌式報(bào)表系統(tǒng)，工程人員可以任意設(shè)置報(bào)表格式，對報(bào)表進(jìn)行組態(tài)。它為工程人員提供了豐富的報(bào)表函數(shù)，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表打印等。既可以制作實(shí)時(shí)報(bào)表，也可以制作歷史報(bào)表。另外，

90、工程人員還可以制作各種報(bào)表模板，實(shí)現(xiàn)多次使用，以免重復(fù)工作。</p><p>　　在組態(tài)王中，我們可以直接采用工具箱中的“報(bào)表窗口”來制作系統(tǒng)需要的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表和歷史數(shù)據(jù)報(bào)表。當(dāng)然，創(chuàng)建報(bào)表后，在畫面上呈現(xiàn)出的是一張空表或有套用格式的報(bào)表，因此必須對其進(jìn)行加工—報(bào)表組態(tài)，包括有設(shè)置報(bào)表格式、編輯表格中的顯示內(nèi)容等，而進(jìn)行這些操作需通過“報(bào)表工具箱”中的工具或單擊鼠標(biāo)右鍵彈出的快捷菜單來實(shí)現(xiàn)。</p>

91、<p>　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表除了實(shí)時(shí)顯示變量的數(shù)值外，還可以按照單元格中設(shè)置的函數(shù)、公式等實(shí)時(shí)刷新單元格中的數(shù)據(jù)。在單元格中顯示變量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)一般有兩種方法：在單元格中直接引用變量和使用單元格設(shè)置函數(shù)。若在報(bào)表的單元格中直接輸入“=變量名”，既可在運(yùn)行時(shí)在該單元格中顯示該變量的數(shù)值，當(dāng)變量的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，單元格中顯示的數(shù)值也會(huì)被實(shí)時(shí)刷新。但這種方式僅使用于表格單元格中顯示固定變量的數(shù)據(jù)，如果單元格中要顯示不同變量的數(shù)據(jù)或值的類

92、型不固定，則最好選擇單元格設(shè)置函數(shù)。若使用單元格設(shè)置函數(shù)在命令語言中編寫程序，則會(huì)使設(shè)計(jì)變得更加的靈活，當(dāng)然，顯示同一個(gè)變量的值也可以使用這種方法。單元格設(shè)置函數(shù)包括有：ReportSetCellValue()、ReportSetCellString()、ReportSetCellValue2()、ReportCellString2()。</p><p>　　歷史數(shù)據(jù)報(bào)表記錄了以往的生產(chǎn)記錄數(shù)據(jù)，對用戶來說是非常

93、重要的。歷史報(bào)表的制作根據(jù)所需數(shù)據(jù)的不同也有不同的制作方法，比如可以向報(bào)表單元格中實(shí)時(shí)添加數(shù)據(jù)，也可以使用歷史數(shù)據(jù)查詢函數(shù)。歷史數(shù)據(jù)查詢函數(shù)將按照用戶給定的起止時(shí)間和查詢間隔，從數(shù)據(jù)庫中查詢數(shù)據(jù)，并填寫到指定報(bào)表上，比如：ReportSetHistData()和ReportSetHistData2()。前者可以讓用戶定時(shí)查詢歷史數(shù)據(jù)的報(bào)表，并將查詢到的數(shù)據(jù)添到固定的表格中，同時(shí)剔除多余的數(shù)據(jù)；后者則會(huì)在用戶查詢時(shí)彈出一個(gè)對話框，可以在對

94、話框上隨機(jī)選擇不同的變量和時(shí)間段來查詢數(shù)據(jù)，使用也很方便。</p><p>　　在本系統(tǒng)中，對于歷史數(shù)據(jù)報(bào)表的設(shè)計(jì)，我們在其中設(shè)計(jì)了“日志查詢”、“清除日志”、“頁面設(shè)置”，“報(bào)表預(yù)覽”，“報(bào)表打印”五個(gè)按鈕，其命令語言分別是：</p><p>　　ReportSetHistData2(StartRow,StartCol);參數(shù)：StartRow：查詢的數(shù)據(jù)在報(bào)表中填充的起始行。Start

95、Col：查詢的數(shù)據(jù)在報(bào)表中填充的起始列。</p><p>　　ReportLoad(ReportName, FileName);參數(shù)ReportName：報(bào)表名稱FileName：報(bào)表存儲(chǔ)路徑和文件名稱。函數(shù)返回值返回存儲(chǔ)是否成功標(biāo)志：0：成功；3：失?。ㄗ⒁舛x返回值變量的范圍）。</p><p>　　ReprotPageSetup(String szRptName); 參數(shù)：szRp

96、tName：報(bào)表名稱。此函數(shù)為在運(yùn)行狀態(tài)下對報(bào)表進(jìn)行頁面設(shè)置函數(shù)。</p><p>　　ReportPrintSetup()此函數(shù)對指定的報(bào)表進(jìn)行打印預(yù)覽,并且可輸出到打印配置中指定的打印機(jī)上進(jìn)行打印。使用格式如下：ReportPrintSetup(szRptName);參數(shù)szRptName：要打印預(yù)覽的報(bào)表名稱 </p><p>　　ReportPrint2()此函數(shù)為報(bào)表專用函數(shù)。將

97、指定的報(bào)表輸出到打印配置中指定的打印機(jī)上打印.使用格式如下：ReportPrint2(String szRptName)；或者ReportPrint2(String szRptName, EV_LONG|EV_ANALOG|EV_DISC)；參數(shù)：szRptName：要打印的報(bào)表名稱EV_LONG|EV_ANALOG|EV_DISC：整型或?qū)嵭突螂x散型的一個(gè)參數(shù)，當(dāng)該參數(shù)不為0時(shí)，自動(dòng)打印，不彈出“打印屬性”對話框。如果該參數(shù)為0，則彈

98、出“打印屬性”對話框。 </p><p>　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表如圖4.15所示。</p><p>　　圖 4.15 歷史報(bào)表主界面</p><p>　　4.5 系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行</p><p>　　4.5.1 系統(tǒng)硬件調(diào)試</p><p>　　認(rèn)真閱讀有關(guān)產(chǎn)品說明書，搞清楚產(chǎn)品接線端子和軟硬件接線圖等，特別要留心里面的

99、注意事項(xiàng)，將說明書內(nèi)容與我們設(shè)計(jì)好的硬件接線圖相結(jié)合進(jìn)行調(diào)試。其具體調(diào)試步驟如下： </p><p>　　(1) 在與計(jì)算機(jī)I/O斷開的條件下，將系統(tǒng)現(xiàn)場檢測儀表如：溫度變送器、壓力變送器、液位變送器、流量計(jì)等逐一上電，確認(rèn)輸入輸出的電信號是否無誤。切忌不能不確認(rèn)就一起將所有電源開關(guān)合上。</p><p>　　(2) 在與組態(tài)王外部設(shè)備接口斷開的情況下，測試仿真PLC的是

100、否定義好，可用臨時(shí)定義幾個(gè)測試變量進(jìn)行模擬值輸出，若有值顯示，則代表仿真PLC可以基本實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各個(gè)模擬量的仿真輸入。</p><p>　　4.5.2 系統(tǒng)軟件調(diào)試 </p><p>　　組態(tài)軟件編譯通過之后，首先進(jìn)行軟件調(diào)試。軟件調(diào)試過程主要完成的工作和步驟如下所述。</p><p>　　(1) 軟件組態(tài)檢查</p><p>　　檢查流程

101、畫面組態(tài)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)庫組態(tài)，狀態(tài)曲線畫面組態(tài)，報(bào)警和報(bào)表等畫面組態(tài)結(jié)果是否滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　(2) 控制方案組態(tài)的檢查和仿真測試 </p><p>　　因?yàn)榭刂苹芈芬诳刂普旧线\(yùn)行，而在組態(tài)階段，一般是不連接控制站的，但可以利用組態(tài)王軟件提供的仿真調(diào)試功能，在純軟件環(huán)境下先進(jìn)行一些仿真調(diào)試，確?？刂撇呗允钦_的，到系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時(shí)會(huì)省很多時(shí)間。</p>

102、<p>　　4.5.3 現(xiàn)場聯(lián)動(dòng)調(diào)試</p><p>　　在軟件、硬件分別調(diào)試無誤的情況下，進(jìn)行軟硬件現(xiàn)場聯(lián)動(dòng)調(diào)試。主要分以下幾步來完成。</p><p>　　(1) 現(xiàn)場信號與數(shù)據(jù)組態(tài)正確性的調(diào)試</p><p>　　為了保證系統(tǒng)的各種功能，特別是控制調(diào)節(jié)功能運(yùn)行正確，輸入輸出關(guān)系必須確保正確無誤。因此，現(xiàn)場調(diào)試的第一步工作應(yīng)該是，確認(rèn)所有的輸入輸

103、出信號的接線與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的組態(tài)是否一一對應(yīng)。</p><p>　　(2) 系統(tǒng)其他功能調(diào)試</p><p>　?、佼嬅嬲{(diào)試：在現(xiàn)場進(jìn)行的流程畫面，主要完成以下幾方面的測試工作：測試CRT到現(xiàn)場后是否受環(huán)境的干擾影響（特別是強(qiáng)電磁干擾）；畫面中各動(dòng)態(tài)點(diǎn)的測試，測試每幅畫面上的各種動(dòng)態(tài)點(diǎn)（如報(bào)表的數(shù)值顯示、狀態(tài)曲線）是否設(shè)置正確，顯示量程是否正確。</p><p>　　②

104、報(bào)表打印功能的調(diào)試：用打印機(jī)打印出每張報(bào)表，檢查正確是否正確。</p><p>　?、蹐?bào)警記錄打印功能檢查：將系統(tǒng)的報(bào)警記錄打印出來，檢查是否正確。</p><p>　　4.5.4 監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行效果</p><p>　　經(jīng)過組態(tài)王的仿真測試，系統(tǒng)最終能夠滿足需求，現(xiàn)將主要功能運(yùn)行畫面介紹如下。</p><p>　　監(jiān)控主畫面運(yùn)行效果圖<

105、;/p><p><b>　　第五章 結(jié)論</b></p><p>　　5.1 本文的結(jié)論</p><p>　　本文通過對國內(nèi)外聯(lián)合站生產(chǎn)安全監(jiān)控技術(shù)的分析，結(jié)合采油廠石油儲(chǔ)運(yùn)的實(shí)際情況，提出了聯(lián)合站氣液分離器的溫度、壓力、液位以及產(chǎn)油量等監(jiān)控內(nèi)容；根據(jù)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的分類及其設(shè)計(jì)原則，采用監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）。提出了石油儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)控制系

106、統(tǒng)的整體構(gòu)成，并詳細(xì)闡述了系統(tǒng)硬件配置、軟件設(shè)計(jì)以及軟硬件的調(diào)試的具體內(nèi)容，并且闡述了采用組態(tài)王6.53進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)的全過程，并由此研究了組態(tài)監(jiān)控模塊的功能構(gòu)成。</p><p>　　(1) 石油儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對現(xiàn)場設(shè)備出現(xiàn)的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。</p><p>　　(2) 根據(jù)現(xiàn)場傳送上來的電流、電壓、液位等參數(shù)數(shù)據(jù)，繪制趨勢曲線圖，并制作實(shí)時(shí)報(bào)表；</p&

107、gt;<p>　　(3) 提供友好的操作界面給操作人員進(jìn)行任意時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)報(bào)表、趨勢曲線的查詢；通過報(bào)警窗口能對報(bào)警信息及時(shí)提示，并以文件的形式記錄下來，便于查詢報(bào)警信息。</p><p>　　(4) 對狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)安全監(jiān)控，操作人員能夠?qū)顟B(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢，并且當(dāng)監(jiān)控到的參數(shù)超過設(shè)置的報(bào)警界限(上限和下限)時(shí)，進(jìn)行報(bào)警指示。</p><p>　　5.2 本系統(tǒng)未