控制系統(tǒng)課程設計--- 聯(lián)合站控制系統(tǒng)

1、<p>　　課 程 設 計</p><p>　　2012年 7 月 21 日</p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　　課程 控制系統(tǒng)綜合實驗 </p><p>　　

2、題目 聯(lián)合站控制系統(tǒng) </p><p><b>　　主要內(nèi)容：</b></p><p>　　利用控制系統(tǒng)的知識和原理，設計聯(lián)合站控制系統(tǒng)，利用紫金橋制作出聯(lián)合站控制系統(tǒng)的動態(tài)原理圖，對控制系統(tǒng)、設計方案、工藝過程和生產(chǎn)有一定的認識和了解。通過對一個實用工業(yè)

3、過程控制系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試來綜合運用科學理論知識，提高工程意識和實踐技能，達到素質(zhì)和創(chuàng)新能力進一步提升。</p><p><b>　　基本要求：</b></p><p>　?。?）每個同學根據(jù)題目，自己獨立完成設計，每人都要交一份課程設計報告。</p><p>　?。?）根據(jù)實驗室提供的設備和實驗教師的設計要求，設計并制作、調(diào)試一個完整的自

4、動控制系統(tǒng)。</p><p>　?。?）完成自己的課程設計題目，利用紫金橋制作動態(tài)原理圖。</p><p>　?。?）按照撰寫規(guī)范完成課程設計報告。</p><p><b>　　參考資料：</b></p><p>　　[1]林德杰.過程控制儀表與控制系統(tǒng)[M].北京：機械工業(yè)出版社,2004.</p>&l

5、t;p>　　[2]邵裕森.過程控制及儀表[M].上海：上海交通大學出版社,1995.</p><p>　　[3]徐愛鈞.智能化儀表測量控制原理與設計[M].北京：北京航空航天大學出版社,1995.</p><p>　　[4]賀家李.電力系統(tǒng)繼電保護原理[M].北京: 中國電力出版社，1994. </p><p>　　[5]陳良根.ecs在巴蜀江油電廠的應用[M

6、].四川： 四川電力技術(shù)出版社，2003.　　</p><p>　　[6]朱建梁.電氣控制系統(tǒng)力式的探討[M].湖南：湖南電力出版社，2004.</p><p>　　完成期限 2012-7-12至2012-7-21 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　專業(yè)負責人

7、 </p><p>　　2012年 7 月12日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 聯(lián)合站控制系統(tǒng)工藝分析1</p><p>　　1.1聯(lián)合站原油生產(chǎn)工藝流程分析1</p><p>　　1.2聯(lián)合站水流工藝分析2

8、</p><p>　　第二章 聯(lián)合站控制系統(tǒng)設計3</p><p>　　2.1 聯(lián)合站控制系統(tǒng)儀表的選擇3</p><p>　　2.2 傳感器的選型3</p><p>　　2.3 控制方案分析4</p><p>　　第三章 基于Realinfo的聯(lián)合站控制系統(tǒng)監(jiān)控程序設計6</p><p&

9、gt;　　3.1 主監(jiān)控畫面6</p><p>　　3.2 趨勢界面8</p><p>　　3.3 報警界面9</p><p>　　第四章 結(jié)論與體會11</p><p><b>　　參考文獻12</b></p><p>　　第一章 聯(lián)合站控制系統(tǒng)工藝分析</p><

10、p>　　1.1聯(lián)合站原油生產(chǎn)工藝流程分析</p><p>　　計量站來油首先經(jīng)過換熱器進行加熱，經(jīng)過加熱以后進入油氣分離器，油氣分離器可以將原油進行油、氣、水三相分離。分離出來的天然氣經(jīng)過天然氣分離器與天然氣分水器進入鍋爐房或供生活用氣，或者經(jīng)過放空管被排放出去。從油氣分離器出來的原油進入到沉降罐，再一次進行油水分離。進過這次沉降，進入到凈化罐進行原油凈化，便可以進行原油外銷。另外還有汽車拉油到卸油池，在經(jīng)

11、過卸油罐進入到進站管線。如圖是聯(lián)合站的工藝流程簡圖。</p><p>　　圖1-1 聯(lián)合站工藝流程簡圖</p><p>　　1.2聯(lián)合站水流工藝分析</p><p>　　污水池中的污水經(jīng)過污水回收泵進入到污水緩沖罐，經(jīng)過提升泵提升后進入注水罐，最后進入到注水泵房中通過注水泵注入注水井中。在水處理間中將水進行軟化處理后進入鍋爐進行加熱。鍋爐中經(jīng)過加熱以后的水是用來加熱

12、原油的，即要進入換熱器。消防水罐中的水是在出現(xiàn)火災時用來滅火的。</p><p>　　圖1-2 聯(lián)合站水路簡圖</p><p>　　第二章 聯(lián)合站控制系統(tǒng)設計</p><p>　　2.1 聯(lián)合站控制系統(tǒng)儀表的選擇</p><p>　　聯(lián)合站主要選用的監(jiān)視儀表為電導儀，流量計，壓力表，PH計。</p><p>　　電導儀

13、測量待測溶液電導的方法稱為電導分析法。電導是電阻的倒數(shù)，因此電導值的測量，實際上是通過電阻值的測量再換算的，也就是說電導的測量方法應該與電阻的測量方法相同。但在溶液電導的測定過程中，當電流通過電極時，由于離子在電極上會發(fā)生放電，產(chǎn)生極化引起誤差，故測量電導時要使用頻率足夠高的交流電，以防止電解產(chǎn)物的產(chǎn)生。另外，所用的電極鍍鉑黑是為了減少超電位，提高測量結(jié)果的準確性。</p><p>　　流量計為被測流量和(或)在

14、選定的時間間隔內(nèi)流體總量的儀表。流量計又分為有轉(zhuǎn)子流量計、節(jié)流式流量計、細縫流量計、容積流量計、電磁流量計、超聲波流量計和堰等。</p><p>　　壓力表以彈性元件為敏感元件，測量并指示高于環(huán)境壓力的儀表。聯(lián)合站選用普通壓力表。</p><p>　　PH計測量溶液PH值用的儀器。PH計傳感器測的反應罐出口處酸水的酸堿信號送入輸入信號，調(diào)整理電路進行濾波與放大。</p>&l

15、t;p>　　2.2 傳感器的選型</p><p>　　1、根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型</p><p>　　要進行—個具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大??；被測位置對傳感

16、器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線或是非接觸測量；傳感器的來源，國產(chǎn)還是進口，價格能否承受，還是自行研制。</p><p>　　在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標。</p><p><b>　　2、靈敏度的選擇</b></p><p>　　通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望

17、傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應的輸出信號的值才比較大，有利于信號處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關的外界噪聲也容易混入，也會被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應具有較高的信噪比，盡員減少從外界引入的廠擾信號。</p><p>　　傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應選擇其它方向靈敏度小的傳感器；如果被測量是多維向量

18、，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。</p><p><b>　　3、頻率響應特性</b></p><p>　　傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件，實際上傳感器的響應總有—定延遲，希望延遲時間越短越好。</p><p>　　傳感器的頻率響應高，可測的信號頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機

19、械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低。</p><p>　　在動態(tài)測量中，應根據(jù)信號的特點(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機等)響應特性，以免產(chǎn)生過火的誤差。</p><p>　　2.3 控制方案分析</p><p>　　實時監(jiān)測油罐內(nèi)參數(shù)如液位、質(zhì)量、壓力、密度、流量、溫度、凈油量等數(shù)據(jù)。對罐、管道泄露、油位超限、水位超限、可燃氣體超標進行聲光報警將密度和體積補

20、償?shù)綐藴薁顟B(tài)，能進行溫度補償，罐容量表矯正集成各種控制功能，如泵和閥門控制，報警系統(tǒng)。通過原油含水分析儀在線自動檢測原油的含水率，對現(xiàn)場三臺加藥泵完全實現(xiàn)自動化控制具備開放型接口，可以和現(xiàn)有的及最新的各種罐區(qū)測量系統(tǒng)駁接。利用網(wǎng)絡技術(shù)進行遠程訪問，對數(shù)據(jù)訪問有登陸權(quán)限管理，保證了系統(tǒng)的信息安全可靠。通過站內(nèi)“服務器”將各個設備及操作終端連接入以太網(wǎng).利用微波發(fā)射器將數(shù)據(jù)與監(jiān)控中心“服務器”進行交換。監(jiān)控中心調(diào)度和操作人員使用瀏覽器通過I

21、NTERNET/INTRANET訪問站內(nèi)WEB服務器。</p><p><b>　　系統(tǒng)特點：</b></p><p>　　窗口畫面：可同時顯示多個實時窗口畫面；使用標準符號繪制圖象，根據(jù)需要定義動畫效果。</p><p>　　歷史參數(shù)：通過各種參數(shù)歷史曲線查詢各種油品參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)。并進行統(tǒng)計及繪制曲線 。</p><p&

22、gt;　　數(shù)據(jù)管理：可以查詢各種數(shù)據(jù)，瀏覽歷史報警、報表，并可根據(jù)設定時間、打印。</p><p>　　數(shù)據(jù)上傳：利用微波發(fā)射器，定時將聯(lián)合站的各種數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心的WEB服務器 。</p><p>　　庫存管理：統(tǒng)計管理各油罐內(nèi)油品的庫存。 </p><p>　　作業(yè)管理：管理統(tǒng)計各油罐的作業(yè)記錄。</p><p>　　數(shù)據(jù)查詢：可按油罐

23、查詢各類數(shù)據(jù)，并可隨時查看歷次的所有計量數(shù)據(jù)及庫存。 </p><p>　　權(quán)限管理：可對不同級別的用戶設置不同的訪問級別。</p><p>　　油品計量：作業(yè)分戶帳和油品計量作業(yè)測試報表，（班、日、月、季、年）</p><p><b>　　報表。</b></p><p>　　自動計量：自動計量各油罐液位、密度、油溫、油

24、壓、水位等數(shù)據(jù)。</p><p>　　自動報警：對液位高、低限，油溫高、低限、密度超限等各種異常情況進行報警。</p><p>　　報警形式：聲、光和屏幕顯示等形式。并可查詢各個不同時間發(fā)生的歷史報警。</p><p>　　參數(shù)修改：可方便的修改各種油品設置參數(shù)，如安全高度、報警限等。</p><p>　　自動補償：利用補償算式自動將密度和體

25、積補償?shù)綐藴薁顟B(tài)及溫度補償和罐容量表矯正。</p><p>　　第三章 基于Realinfo的聯(lián)合站控制系統(tǒng)監(jiān)控程序設計</p><p>　　紫金橋Realinfo的工程管理器是用來建立新工程，對添加到工程管理器重的工程作統(tǒng)一管理。雙擊桌面上的紫金橋Realinfo的快捷方式，啟動工程管理器窗口，單擊新建按鈕，新建一個工程命名為“管理站計量崗”。如圖3-1所示。</p>&l

26、t;p>　　圖3-1 工程管理器窗口</p><p><b>　　3.1 主監(jiān)控畫面</b></p><p><b>　?。?）新畫面的建立</b></p><p>　　使用工程管理器新建一個Realinfo工程后，進入Realinfo工程瀏覽器，單擊工程瀏覽器左邊“工程目錄顯示區(qū)”中“畫面”項，右面“目錄內(nèi)容顯示區(qū)

27、”中顯示“新建”圖標，鼠標雙擊該圖標，彈出“新畫面”對話框，建立新畫面。</p><p><b>　　（2）使用工具箱</b></p><p>　　接下來要在此畫面中繪制各種圖素。繪制圖素的主要工具放置在圖形編輯工具箱內(nèi)。當畫面打開時，工具箱自動顯示。</p><p>　　（3）使用圖庫管理器</p><p>　　圖庫是

28、指Realinfo中提供的已制作成型的圖素組合。</p><p>　　利用以上所介紹方法最后生成聯(lián)合站工藝流程圖如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 聯(lián)合站工藝流程圖</p><p><b>　　下圖為運行狀態(tài)</b></p><p>　　圖3-3運行后的聯(lián)合站水路畫面</p><p>

29、<b>　　3.2 趨勢界面</b></p><p>　　從工具箱中調(diào)用歷史趨勢曲線，對于這種歷史趨勢曲線，用戶需要對曲線</p><p>　　的各個操作按鈕進行定義，即建立命令語言連接才能操作歷史曲線。</p><p>　　在繪制歷史趨勢曲線前，必須設置記錄屬性。在工程瀏覽器中左邊的目錄樹中選擇“數(shù)據(jù)詞典”項，在“數(shù)據(jù)詞典”中選擇變量“事故罐

30、液位”，雙擊此變量，在彈出的“定義變量”屬性頁中單擊“記錄和安全”屬性頁，選擇數(shù)據(jù)變化記錄。</p><p>　　在此監(jiān)控系統(tǒng)中將實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線放在一個畫面中。</p><p>　　在“工具箱”上選擇，添加“歷史趨勢曲線”，單擊右鍵，選擇控件屬性，則可以對“歷史趨勢曲線”進行設置。</p><p>　　設置完成后“趨勢曲線”畫面如圖3-4所示。</

31、p><p>　　圖3-4 “趨勢曲線”畫面</p><p><b>　　3.3 報警界面</b></p><p>　　運用報警和事件記錄是監(jiān)控軟件必不可少的功能，“Realinfo”提供了強有力的支持簡單的控制運行報警和事件記錄方法。</p><p>　　Realinfo的報警和事件主要包括變量報警事件、操作事件、用戶登錄事

32、件和工作站事件。通過這此報警和事件，用戶可以方便地登錄和查看系統(tǒng)的報警、操作和各個工作站的運行情況。當報警和事件發(fā)生時，在報警窗口中會按照設置的過濾條件實時地顯示出來。</p><p><b>　?。?）定義報警組</b></p><p>　　在工程瀏覽器窗口左側(cè)“工程目錄顯示區(qū)”中選擇“數(shù)據(jù)庫”中的“報警組”選項，在右側(cè)“目錄內(nèi)容顯示區(qū)”中雙擊“進入報警組”圖標彈出

33、“報警組定義”對話框。</p><p>　?。?）設置變量的報警屬性</p><p>　　在數(shù)據(jù)詞典中選擇“事故罐液位液位”變量，雙擊此變量，在彈出的“定義變量”對話框中單擊“報警定義”。</p><p><b>　?。?）建立報警窗口</b></p><p>　　報警窗口是用來顯示“Realinfo”系統(tǒng)中發(fā)生的報警事

34、件和報警信息，報警窗口分實時報警窗口和歷史報警窗口。</p><p>　　圖3-5 報警窗口</p><p><b>　?。?）報警畫面</b></p><p>　　新建一個新的畫面，命名“報警畫面”，在此畫面中將所有需要報警的參數(shù)列出來，并且從圖庫中找出跟各個變量對應起來。</p><p>　　做好報警畫面后，通過命

35、令語言將報警指示燈與變量的報警信息連接起來</p><p>　　這樣用戶便可以從圖中直觀的看出報警點</p><p><b>　　第四章 結(jié)論與體會</b></p><p>　　這樣的課程設計給了我很大的鍛煉機會，通過老師的指導和上網(wǎng)搜集資料制作報告的過程，我對聯(lián)合站控制系統(tǒng)的原理和流程有了很多的了解，學到了很多的知識。我充分認識到了把理論應用

36、到實際的重要性。</p><p>　　我認識到自己應該學會把所學知識應用到實際中，做到學以致用。我也意識到了設計一個課程，是需要充足的知識和嚴謹?shù)膽B(tài)度的。在這次完成聯(lián)合站控制系統(tǒng)的設計過程中，我對它的工作原理有了很多了解，真的感覺這樣的課程設計能讓學生得到很大的提高。</p><p>　　老師也很耐心的指導我們，給我們指出設計過程中的錯誤和不足，幫助我們不斷改進，希望在師生共同的努力下，我

37、們可以取得圓滿的成功。 </p><p>　　以前做課程設計總是覺得很困難，經(jīng)過一次次的鍛煉，我感覺自己有了比較大的進步，學習就是這樣不斷積累和磨練，方能走向成功，我很感謝老師給我的教導，也感謝學校給我們這樣實習的機會來鍛煉自己，我們應該好好把握這樣難得的機會，抓緊時間學習，向老師請教，為以后的工作和發(fā)展打下良好的基礎。</p><p>　　學以致用是學習過程中一個重要的要求，我充分意識到

38、了學習科學知識的必要性，平時的積累很重要，學習不能一蹴而就，因此我會在以后的學習中，嚴格要求自己，不斷進步，不斷完善，真正做到把所學的知識應用到實際生活中。謝謝老師的指導，我會更加努力。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]林德杰.過程控制儀表與控制系統(tǒng)[M].北京：機械工業(yè)出版社,2004.</p><p>

39、;　　[2]邵裕森.過程控制及儀表[M].上海：上海交通大學出版社,1995.</p><p>　　[3]徐愛鈞.智能化儀表測量控制原理與設計[M].北京：北京航空航天大學出版社,1995.</p><p>　　[4]賀家李.電力系統(tǒng)繼電保護原理[M].北京: 中國電力出版社，1994. </p><p>　　[5]陳良根.ecs在巴蜀江油電廠的應用[M].四川：