聯(lián)合站原油脫水監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文正文

1、.wd.wd34/36.wd目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc2954279781緒論 PAGEREF _Toc295427978 h 1HYPERLINK l _Toc2954279791.1聯(lián)合站原油脫水監(jiān)控系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及開(kāi)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc295427979 h 1HYPERLINK l _Toc2954279801.2本設(shè)計(jì)目的和意義 PAGEREF _Toc295427980 h 2HYPERLINK l _Toc2954279811.3本文研究?jī)?nèi)容 PAGEREF _Toc295427981 h 3HYPERLINK l _To

2、c2954279822聯(lián)合站原油脫水系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc295427982 h 4HYPERLINK l _Toc2954279832.1聯(lián)合站簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc295427983 h 4HYPERLINK l _Toc2954279842.2聯(lián)合站原油脫水工藝流程選擇 PAGEREF _Toc295427984 h 4HYPERLINK l _Toc2954279852.3聯(lián)合站原油脫水工藝流程簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc295427985 h 5HYPERLINK l _Toc2954279862.4聯(lián)合站原油脫水的主要工藝參數(shù)指標(biāo) PAGEREF _Toc29

3、5427986 h 6HYPERLINK l _Toc2954279872.5聯(lián)合站原油脫水工藝參數(shù)控制 PAGEREF _Toc295427987 h 7HYPERLINK l _Toc2954279882.6聯(lián)合站原油脫水的控制流程圖 PAGEREF _Toc295427988 h 8HYPERLINK l _Toc2954279893聯(lián)合站原油脫水DCS系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295427989 h 9HYPERLINK l _Toc2954279903.1監(jiān)控方案選擇 PAGEREF _Toc295427990 h 9HYPERLINK l _Toc2954279913.

4、2用PC 和PLC實(shí)現(xiàn)集散控制DCS的 根本原理 PAGEREF _Toc295427991 h 10HYPERLINK l _Toc2954279923.3基于PLC+PC組成的聯(lián)合站原油脫水DCS系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295427992 h 11HYPERLINK l _Toc2954279934聯(lián)合站原油脫水DCS系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室模擬設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295427993 h 13HYPERLINK l _Toc2954279944.1現(xiàn)場(chǎng)模擬信號(hào)的采集 PAGEREF _Toc295427994 h 13HYPERLINK l _Toc2954279954.2控制層

5、PLC模塊配置 PAGEREF _Toc295427995 h 14HYPERLINK l _Toc2954279964.3監(jiān)控系統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295427996 h 15HYPERLINK l _Toc2954279975系統(tǒng)硬件選型 PAGEREF _Toc295427997 h 17HYPERLINK l _Toc2954279985.1儀表選用 PAGEREF _Toc295427998 h 17HYPERLINK l _Toc2954279995.1.2壓力儀表的選用 PAGEREF _Toc295427999 h 18HYPERLINK l _Toc2

6、954280005.1.3油水界面儀表的選用 PAGEREF _Toc295428000 h 19HYPERLINK l _Toc2954280015.1.4流量?jī)x表的選用 PAGEREF _Toc295428001 h 19HYPERLINK l _Toc2954280025.1.5含水分析儀表的選用 PAGEREF _Toc295428002 h 20HYPERLINK l _Toc2954280035.1.6液位儀表的選用 PAGEREF _Toc295428003 h 20HYPERLINK l _Toc2954280045.2閥門(mén)的選用 PAGEREF _Toc295428004 h

7、 22HYPERLINK l _Toc2954280055.2.1調(diào)節(jié)閥選用原理 PAGEREF _Toc295428005 h 22HYPERLINK l _Toc2954280065.2.2調(diào)節(jié)閥流通能力的計(jì)算、公稱(chēng)直徑及型號(hào)的選擇 PAGEREF _Toc295428006 h 23HYPERLINK l _Toc2954280076下位機(jī)PLC軟件設(shè)計(jì)及編程 PAGEREF _Toc295428007 h 25HYPERLINK l _Toc2954280086.1軟件設(shè)計(jì)流程 PAGEREF _Toc295428008 h 25HYPERLINK l _Toc2954280096.2

8、 計(jì)算機(jī)和PLC通訊組態(tài)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295428009 h 25HYPERLINK l _Toc2954280106.3下位機(jī)PLC梯形圖編程設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295428010 h 27HYPERLINK l _Toc2954280116.3.1 創(chuàng)立工程 PAGEREF _Toc295428011 h 27HYPERLINK l _Toc2954280126.3.2 配置I/O PAGEREF _Toc295428012 h 28HYPERLINK l _Toc2954280136.3.3 梯形圖程序編寫(xiě) PAGEREF _Toc295428013 h 32H

9、YPERLINK l _Toc2954280146.3.4 Tag標(biāo)簽 PAGEREF _Toc295428014 h 32HYPERLINK l _Toc2954280156.4 控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 PAGEREF _Toc295428015 h 33HYPERLINK l _Toc2954280167力控監(jiān)控組態(tài)軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295428016 h 36HYPERLINK l _Toc2954280177.1 力控簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc295428017 h 36HYPERLINK l _Toc2954280187.2制作工程畫(huà)面 PAGEREF _Toc29542

10、8018 h 36HYPERLINK l _Toc2954280197.3創(chuàng)立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) PAGEREF _Toc295428019 h 39HYPERLINK l _Toc2954280207.4用OPC建設(shè)力控與羅克韋爾的通信 PAGEREF _Toc295428020 h 39HYPERLINK l _Toc2954280217.5 建設(shè)動(dòng)畫(huà)連接 PAGEREF _Toc295428021 h 43HYPERLINK l _Toc2954280227.6 創(chuàng)立報(bào)警、專(zhuān)家報(bào)表、趨勢(shì)曲線(xiàn) PAGEREF _Toc295428022 h 44HYPERLINK l _Toc2954280238

11、系統(tǒng)連線(xiàn)調(diào)試及運(yùn)行 PAGEREF _Toc295428023 h 47HYPERLINK l _Toc2954280248.1系統(tǒng)硬件連線(xiàn) PAGEREF _Toc295428024 h 47HYPERLINK l _Toc2954280258.2系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行 PAGEREF _Toc295428025 h 49HYPERLINK l _Toc2954280269結(jié)論 PAGEREF _Toc295428026 h 50HYPERLINK l _Toc295428027謝辭 PAGEREF _Toc295428027 h 51HYPERLINK l _Toc295428028參考文獻(xiàn) PA

12、GEREF _Toc295428028 h 52HYPERLINK l _Toc295428029附錄一 控制流程圖 PAGEREF _Toc295428029 h 53HYPERLINK l _Toc295428030附錄二 流程圖 PAGEREF _Toc295428030 h 55HYPERLINK l _Toc295428031附錄三 數(shù)據(jù)采集物理端口分布 PAGEREF _Toc295428031 h 57HYPERLINK l _Toc295428032附錄四 數(shù)據(jù)采集及報(bào)警程序 PAGEREF _Toc295428032 h 581緒論1.1聯(lián)合站原油脫水監(jiān)控系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及開(kāi)

13、展趨勢(shì)國(guó)外在聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)方面比我國(guó)開(kāi)展的快速，早在上世紀(jì)50年代，美國(guó)就建成第一套自動(dòng)化監(jiān)控輸送系統(tǒng)解決了原油的自動(dòng)收集、處理、計(jì)量輸送問(wèn)題。60年代，Acro油田公司就已經(jīng)把PLC用于注水控制，并很快開(kāi)展到報(bào)警、泵控等其它領(lǐng)域。隨著監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)越來(lái)越多的應(yīng)用于油田生產(chǎn)控制與管理中，它與油田開(kāi)采中的處理設(shè)備上的檢測(cè)儀表和控制設(shè)備直接連接，能夠?qū)崟r(shí)和不斷的獲取檢測(cè)儀表所檢測(cè)到的運(yùn)行信息。國(guó)外有些油田還實(shí)現(xiàn)了注氣、注水的優(yōu)化控制。自從美國(guó)Honeywell公司于1975年成功的推出世界上第一套DCS以來(lái)，經(jīng)歷了20多年的時(shí)間，DCS已走向成熟。目前的DCS開(kāi)展成為基于計(jì)算機(jī)技術(shù)Comput

14、er、控制技術(shù)Control、通信技術(shù)和圖形技術(shù)及4C技術(shù)，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將分布在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)附近的現(xiàn)場(chǎng)控制站、檢測(cè)站和操作控制中心的操作管理站、控制管理站及工程師站等聯(lián)接起來(lái)，共同完成分散控制和集中操作、管理和綜合控制系統(tǒng)。國(guó)外油田DCS的應(yīng)用已經(jīng)開(kāi)場(chǎng)采用一些先進(jìn)控制策略。如HONEYWELL公司的性液位控制，可以更好地適應(yīng)進(jìn)液的波動(dòng)。美國(guó)通控公司的無(wú)模型控制器可以適合滯后、時(shí)變的溫度控制。HONEYWELL公司的氣舉優(yōu)化和各種多變量控制、適應(yīng)性模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制也在油氣集輸處理站的DCS上運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了局部生產(chǎn)過(guò)優(yōu)化運(yùn)行。目前國(guó)外已經(jīng)將自動(dòng)化技術(shù)提升到對(duì)原油的生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)進(jìn)展全面監(jiān)控

15、的現(xiàn)代化管理水平的高度。英國(guó)石油公司建設(shè)的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)地質(zhì)情況自動(dòng)控制產(chǎn)量。美國(guó)油田甚至將銷(xiāo)售也考慮在自動(dòng)化管理系統(tǒng)中。我國(guó)大局部的油田采油廠(chǎng)聯(lián)合站是在20世紀(jì)70年代建設(shè)起來(lái)的，目前的聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)主要分為人工監(jiān)測(cè)控制、常規(guī)儀表自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制、計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制三種方法。而我國(guó)很多地方依然停留在人工監(jiān)測(cè)控制階段而常規(guī)儀表組成的控制系統(tǒng)在處理復(fù)雜控制系統(tǒng)、集中監(jiān)控系統(tǒng)和控制精度等方面具有局限性。上世紀(jì)九十年代，計(jì)算機(jī)控制開(kāi)場(chǎng)應(yīng)用于聯(lián)合站生產(chǎn)過(guò)程，尤其是西部塔里木、吐哈、準(zhǔn)格爾三大盆地的開(kāi)發(fā)和建設(shè)，油田生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)控制和管理的到了迅速的開(kāi)展。1992年5月，鄯善油田就使308口油水井、1

16、9座計(jì)量站全部實(shí)現(xiàn)了由單井、單個(gè)裝置，單站自動(dòng)化向全油田，全線(xiàn)自動(dòng)化的轉(zhuǎn)變。隨著油田開(kāi)采的深入，油田已經(jīng)進(jìn)入到高含水及日產(chǎn)量不穩(wěn)定的階段，因此對(duì)油田的自動(dòng)化水平要求也越來(lái)越高，系統(tǒng)的控制策略一步適合當(dāng)前中轉(zhuǎn)站來(lái)液量大且波動(dòng)大的實(shí)際情況，監(jiān)控軟件中的先進(jìn)控制方法以及軟硬件交互的開(kāi)放性應(yīng)用也不夠。隨著DCS向計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制開(kāi)展，集輸系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程不僅局限于聯(lián)合站范圍內(nèi)的操作和控制，還向過(guò)程控制系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)嚴(yán)密結(jié)合方向開(kāi)展，即控制和管理一體化。因此，聯(lián)合站采用DCS是最正確選擇，目前絕大數(shù)聯(lián)合站采用的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是DCS。1.2本設(shè)計(jì)目的和意義在開(kāi)采原油時(shí)，我國(guó)的很多油田都是中后期開(kāi)采，油田由

17、于注水所開(kāi)發(fā)出的原油含有較多的水分，目前一般為5080，有的甚至高達(dá)90，因此需要將原油中所含的水用各種方法別離出來(lái)。聯(lián)合站原油脫水的監(jiān)控系統(tǒng)首先要保證聯(lián)合站內(nèi)的各個(gè)工藝裝置工作正常，外還要設(shè)法保持工況的相對(duì)穩(wěn)定，增加脫水轉(zhuǎn)油的效率。如果脫水不徹底，不僅采來(lái)的油得不到利用產(chǎn)生浪費(fèi)，而且會(huì)加重后面污水處理的負(fù)擔(dān)。另外外輸站的計(jì)量(流量與含水率)也因直接與采油廠(chǎng)的效益相關(guān)，所以也很重要。目前，大多采用人工定時(shí)采樣測(cè)含水，容易造成漏洞，引致外輸?shù)膶?shí)際油質(zhì)與測(cè)量值不同，引起損失和糾紛。為了實(shí)現(xiàn)聯(lián)合站原油脫水工藝流程自動(dòng)監(jiān)控，減少不必要的損失，集散控制系統(tǒng)就必不可少，測(cè)控點(diǎn)數(shù)多、測(cè)控精度高、測(cè)控速度快的

18、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng), 其特點(diǎn)是分散控制和集中監(jiān)視, 具有組網(wǎng)通信能力、測(cè)控功能強(qiáng)、運(yùn)行可靠、易于擴(kuò)展、組態(tài)方便、操作維護(hù)簡(jiǎn)便。系統(tǒng)完全可以勝任或多回路調(diào)節(jié)器的工作, 它作為一個(gè)結(jié)點(diǎn)機(jī)使用是理想的。使用DCS 系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)展控制, 實(shí)現(xiàn)了整體化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求。系統(tǒng)的一切管理在控制中心即可完成, 為實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定生產(chǎn), 減少設(shè)備建設(shè)維護(hù)費(fèi)用, 提供了強(qiáng)有力的手段。因此，這就迫切要求對(duì)聯(lián)合站進(jìn)展自動(dòng)化改造，實(shí)行集散控制系統(tǒng)的監(jiān)控與管理。從而可以自動(dòng)采集并監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)參數(shù)，并進(jìn)展優(yōu)化處理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，對(duì)建成環(huán)保、節(jié)能、運(yùn)行效率高、自動(dòng)化管理水平高的智能化、數(shù)字化的聯(lián)合站有著重要意義，它

19、同時(shí)也是數(shù)字化油田建設(shè)的重要組成局部。1.3本文研究?jī)?nèi)容本文主要研究了聯(lián)合站原油脫水工藝流程自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)采用DCS系統(tǒng)為聯(lián)合站原油集輸提供自動(dòng)化監(jiān)控與歷史數(shù)據(jù)記錄。設(shè)計(jì)具體內(nèi)容如下: 1、確定工藝流程控制方案及模型；2、系統(tǒng)構(gòu)成方案； 3、系統(tǒng)配置選型；4、儀表量程等參數(shù)的計(jì)算及儀表的選型；5、閥門(mén)流通能力的計(jì)算、公稱(chēng)直徑的選擇及閥的選型；6、羅克韋爾PLC編程；7、監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件的編程，硬件模擬，系統(tǒng)調(diào)試。2聯(lián)合站原油脫水系統(tǒng)概述2.1聯(lián)合站簡(jiǎn)介油田是由油井、水井、計(jì)量間、配水間、轉(zhuǎn)油站、聯(lián)合站組成的一個(gè)油氣水處理的綜合系統(tǒng)，而聯(lián)合站又是該系統(tǒng)最重要的組成局部。聯(lián)合站是對(duì)各

20、轉(zhuǎn)油站來(lái)原油進(jìn)展集中處理的場(chǎng)所，它主要包括對(duì)含水原油自然沉降系統(tǒng)(一段脫水)、電脫水系統(tǒng)(二段脫水)、污水處理系統(tǒng)、成品油外輸系統(tǒng)、污水回注系統(tǒng)。其工藝流程如圖2.1所示。各系統(tǒng)之間相互串聯(lián)，互相影響、互相關(guān)聯(lián)，是一個(gè)復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程。而聯(lián)合站中最重要的就是原油集輸系統(tǒng)。油氣集輸指的是將油田生產(chǎn)的含水原油和伴生氣收集起來(lái)，進(jìn)展處理并輸送出去的過(guò)程，主要內(nèi)容有油氣的收集與別離、原油脫水(包括含水原油自然沉降脫水系統(tǒng)和電脫水系統(tǒng))、原油處理、油氣計(jì)量、天然氣凈化及污水處理等。圖2.1 聯(lián)合站流程簡(jiǎn)圖2.2聯(lián)合站原油脫水工藝流程選擇聯(lián)合站集輸系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)油水別離的重要環(huán)節(jié)，原油的油水別離過(guò)程有自然沉水、

21、化學(xué)脫水、機(jī)械過(guò)濾脫水、電脫水等多種方法。目前我國(guó)各油田普遍采用的自然沉降脫水、電脫水、電化學(xué)聯(lián)合脫水等方法，采用脫水流程主要有兩種，即兩段式脫水流程和三段式脫水流程。(1)兩段式脫水流程聯(lián)合站兩段式集輸系統(tǒng)主要包括兩個(gè)子系統(tǒng):自然沉降脫水系統(tǒng)(一段脫水系統(tǒng)，電脫水系統(tǒng)(二段脫水系統(tǒng))。(2)三段式集輸系統(tǒng)三段式集輸系統(tǒng)與兩段式集輸系統(tǒng)工藝原理相似，主要的區(qū)別在于中轉(zhuǎn)站的來(lái)油首先進(jìn)入游離水脫除器，進(jìn)展沉降脫水，脫水至含水70%左右，然后進(jìn)入壓力沉降罐，進(jìn)展壓力沉降脫水，脫水至30%左右，再進(jìn)入電脫水器進(jìn)展電脫水，經(jīng)電脫水后，成為凈化原油。所以三段式集輸系統(tǒng)包括三個(gè)子系統(tǒng):自然沉降脫水系統(tǒng)、壓力

22、沉降系統(tǒng)、電脫水系統(tǒng)。這種集輸系統(tǒng)雖流程復(fù)雜、設(shè)備較多、能耗較高，但是脫水效果較好。油田只有極少的一局部聯(lián)合站采用此種集輸系統(tǒng)進(jìn)展原油脫水。目前，油田絕大多數(shù)聯(lián)合站都采用兩段式脫水集輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)簡(jiǎn)單、節(jié)省設(shè)備、能耗低、脫水效果較好。本設(shè)計(jì)選用第一種工藝流程。2.3聯(lián)合站原油脫水工藝流程簡(jiǎn)介原油脫水工藝流程如圖2.2所示。圖2.2 聯(lián)合站原油脫水藝流程圖具體的流程為:來(lái)自中轉(zhuǎn)站的高含水原油進(jìn)入聯(lián)合站后，首先進(jìn)入游離水脫除器，在破乳劑的化學(xué)作用和重力沉降作用下，經(jīng)合理控制，別離出大局部游離水，高含水原油變成含水在20%30%左右的中含水原油。游離水脫除器的運(yùn)行控制非常重要，要求在容器中部安裝油水

23、界面檢測(cè)儀表，適時(shí)檢測(cè)油水界面的變化，并通過(guò)控制容器下端放水出口的調(diào)節(jié)閥開(kāi)度調(diào)整油水界面，使油水界面保持在一定范圍內(nèi)，以保證油出口含水和水出口含油不超標(biāo)。另外，多臺(tái)游離水脫除器的出油匯到一條匯管上，要求在匯管上安裝壓力檢測(cè)儀表，適時(shí)檢測(cè)匯管壓力的變化，并通過(guò)控制安裝在匯管上的調(diào)節(jié)閥開(kāi)度調(diào)整匯管壓力穩(wěn)定在0.24MPa，同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)當(dāng)壓力超高時(shí)，快速泄壓連鎖保護(hù)功能。游離水脫除器的放水匯到一條匯管上，靠自壓進(jìn)入污水沉降罐游離水出口原油進(jìn)入脫水加熱爐，加熱升溫至5060，加熱后的含水原油在輸送管道中與一定數(shù)量的破乳劑混合，進(jìn)入符合電脫水器進(jìn)展油水別離。原油在電脫水器內(nèi)在電場(chǎng)力和化學(xué)破乳劑的共同作用

24、下，進(jìn)展油水的最終別離，經(jīng)過(guò)合理控制電場(chǎng)強(qiáng)度和脫水器的油水界面，使電脫水后的原油含水到達(dá)0.5%以下，從而得到滿(mǎn)足要求的凈化原油。電脫水器的控制原理和游離水脫除器一樣。脫出的污水進(jìn)入污水沉降罐，進(jìn)展污水處理。脫水后的凈化原油進(jìn)入凈化油緩沖罐，再經(jīng)過(guò)外輸泵外輸。2.4聯(lián)合站原油脫水的主要工藝參數(shù)指標(biāo)根據(jù)聯(lián)合站原油兩段式脫水流程工藝要求，其主要工藝參數(shù)指標(biāo)如下：1、進(jìn)站原油含水率80%；2、游離水除脫器油水界面高度為2.53.5m；3、游離水除脫器油出口管壓力0.20.4Mpa；4、游離水除脫器污水排放流量310315 m3/h；5、加熱爐溫度65；6、原油出口溫度5060；7、進(jìn)入電脫水器原油含

25、水率20%；8、電脫水器壓力0.210.41Mpa；9、電脫水器油水界面高度2.33.2m;10、電脫水器污水流量2022 m3/h；11、外輸油流量8085 m3/h；12、凈化油緩沖罐液位67m；13、事故罐液位020m; 14、外輸油含水率O.02MPa時(shí)，閥門(mén)開(kāi)場(chǎng)翻開(kāi)，沒(méi)有氣壓時(shí)閥門(mén)是常閉的。氣關(guān)式相反，氣壓增加時(shí)閥門(mén)關(guān)小，沒(méi)有氣壓時(shí)閥門(mén)是常開(kāi)的。調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)、氣關(guān)形式的選擇，主要從工藝生產(chǎn)的安全來(lái)考慮，當(dāng)發(fā)生斷電或其它事故引起信號(hào)壓力中斷時(shí)，調(diào)節(jié)閥的開(kāi)閉狀態(tài)應(yīng)防止損壞設(shè)備和傷害操作人員。在油田聯(lián)合站的壓力、界面、液位等多數(shù)控制系統(tǒng)中，多項(xiàng)選擇用氣關(guān)閥，事故狀態(tài)時(shí)調(diào)節(jié)閥是開(kāi)的，防止憋壓、

26、跑油等不安全的發(fā)生。3、單座調(diào)節(jié)閥和雙座調(diào)節(jié)閥的選擇只有一個(gè)閥芯的調(diào)節(jié)閥為單座調(diào)節(jié)閥，單座調(diào)節(jié)閥前后壓差所產(chǎn)生的不平衡力較大，使閥桿產(chǎn)生附加位移，影響控制精度，另外在大口徑、壓力高的場(chǎng)合，單座閥開(kāi)關(guān)困難，甚至不可控。而雙座閥的構(gòu)造設(shè)計(jì)是采用雙座力平衡原理，閥門(mén)在形狀過(guò)程中受的不平衡力小，用于油水界面控制和脫水器出口壓力控制選用單座閥，而在凈化油外輸控制時(shí)，由于外輸壓力高，閥門(mén)口徑大，選用雙座調(diào)節(jié)閥。5.2.2調(diào)節(jié)閥流通能力的計(jì)算、公稱(chēng)直徑及型號(hào)的選擇1、游離水脫除器油出口閥門(mén)設(shè)進(jìn)站原油密度r=920kg/m3, QUOTE 為104.17m3/h,P=(p1-p2)=100kpaCmax= Q

27、UOTE =99.92,所以查表，C選120,公稱(chēng)直徑 QUOTE 選100mm,閥座直徑 QUOTE 選100mm。2、電脫水器外輸油出口閥門(mén)設(shè)原油流出密度840 kg/m3, QUOTE 為85m3/h，P=(p1-p2)=100KPaCmax= QUOTE 77.9，所以查表，C選80,公稱(chēng)直徑 QUOTE 選80mm，閥座直徑 QUOTE 選80mm。3、游離水脫除器污水出口閥門(mén)污水流出密度970kg/m3, QUOTE 為312.5m3/h，P=(p1-p2)=100KPaCmax= QUOTE =307.8，所以查表，C選450,公稱(chēng)直徑 QUOTE 選200mm，閥座直徑 QUO

28、TE 選200mm。4、電脫水器污水出口閥門(mén)污水流出密度990kg/m3, QUOTE 為21m3/h，P=(p1-p2)=100KPaCmax= QUOTE =20.89，所以查表，C選32,公稱(chēng)直徑 QUOTE 選50mm，閥座直徑 QUOTE 選50mm。根據(jù)以上的數(shù)據(jù)計(jì)算及技術(shù)要求，閥門(mén)的選型情況如下表5-8所示：表5-8 閥門(mén)的選擇閥門(mén)控制點(diǎn)型號(hào)技術(shù)參數(shù)數(shù)量游離水脫除器油出口閥門(mén)ZMAP QUOTE =100mm，氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥，氣開(kāi)式，適用于對(duì)介質(zhì)泄漏量及調(diào)節(jié)精度有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合1只電脫水器外輸油出口閥門(mén)ZMAP QUOTE =80mm，氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥，氣開(kāi)式，適用于對(duì)介質(zhì)

29、泄漏量及調(diào)節(jié)精度有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合1只游離水脫除器污水出口閥門(mén)ZJHP QUOTE =200mm，氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥，氣關(guān)式，閥體構(gòu)造緊湊，流道通暢，具有大的流量系數(shù)1只電脫水器污水出口閥門(mén)ZJHM QUOTE =50mm，氣動(dòng)薄膜小流量單座調(diào)節(jié)閥，氣關(guān)式，具有構(gòu)造緊湊，體積小，重量輕，安裝維護(hù)方便的特點(diǎn)。1只6下位機(jī)PLC軟件設(shè)計(jì)及編程6.1軟件設(shè)計(jì)流程監(jiān)控系統(tǒng)軟件總體組成：圖6.1 監(jiān)控系統(tǒng)軟件總體組成系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)流程的過(guò)程如以下列圖：RSLinx設(shè)定通信驅(qū)動(dòng)力控人機(jī)界面設(shè)計(jì)RSLogix編程RSNetWorx組態(tài)網(wǎng)絡(luò)圖6.2 軟件設(shè)計(jì)流程本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)首先使用RSLinx軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通

30、信驅(qū)動(dòng)和服務(wù)；其次使用梯形圖編程軟件RSLogix5000對(duì)Logix5561處理器編程；之后使用RSNetWorx軟件對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)展網(wǎng)絡(luò)預(yù)訂；最后使用三維力控組態(tài)軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展組態(tài)并提供監(jiān)控和人機(jī)界面，這將在第七章進(jìn)展介紹。6.2 計(jì)算機(jī)和PLC通訊組態(tài)設(shè)計(jì)RSLinx是羅克韋爾自動(dòng)化公司為用戶(hù)提供的通訊管理軟件，可通過(guò)該軟件選擇一種從計(jì)算機(jī)到工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)上任一模塊的通訊方式，來(lái)建設(shè)起與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)上所有設(shè)備的通訊。此處進(jìn)展通信組態(tài)的主要目的是配置驅(qū)動(dòng)，本設(shè)計(jì)配置驅(qū)動(dòng)的主要步驟為：1、翻開(kāi)RSLinx通信組態(tài)軟件，點(diǎn)擊或“Communications 菜單下的“Configure Driver

31、。2、在“available drivers Types可用驅(qū)動(dòng)方式中選擇驅(qū)動(dòng)類(lèi)型 “EtherNet/IP Driver如以下列圖 。圖6.3選擇驅(qū)動(dòng)類(lèi)型3、在“Configure Driver窗口中，按下“Add New,彈出“Add New RSLinx Driver添加所需驅(qū)動(dòng)類(lèi)型“xxx，點(diǎn)擊“OK。出現(xiàn)如下對(duì)話(huà)框，點(diǎn)擊 “確定以太網(wǎng)的驅(qū)動(dòng)配置就完畢了。圖6.4 添加驅(qū)動(dòng)器4、點(diǎn)擊或“Communications菜單中的“RSWho，就可以看到，就會(huì)彈出整個(gè)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的樹(shù)狀瀏覽畫(huà)面見(jiàn)以下列圖，其中沒(méi)有連接到控制網(wǎng)上的模塊在該界面上有個(gè)紅色的“X。在上面可以看到每個(gè)模塊的槽號(hào)或節(jié)點(diǎn)地

32、址，查看屬性及設(shè)備版本號(hào)。圖6.5 網(wǎng)絡(luò)配置信息這樣就可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和PLC通訊，快速實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程組態(tài)，下載程序和監(jiān)控等操作。6.3下位機(jī)PLC梯形圖編程設(shè)計(jì)在聯(lián)合站原油脫水監(jiān)控系統(tǒng)中，PLC過(guò)程控制類(lèi)型主要有兩種：第一種是順序邏輯控制。脫水系統(tǒng)中要用到大量的調(diào)節(jié)閥、截?cái)嚅y、泵機(jī)以及脫水的專(zhuān)用設(shè)備游離水脫除器、電脫水器，它們通常根據(jù)規(guī)定的時(shí)間周期工藝參數(shù)條件及相互之間的狀態(tài)邏輯關(guān)系等進(jìn)展開(kāi)/閉或開(kāi)/?？刂?。第二種是反響控制。原油脫水工藝與其它工藝過(guò)程相似，也需要在一定的溫度、壓力、流量、液位等工藝條件下進(jìn)展，本系統(tǒng)由于實(shí)驗(yàn)室條件限制，無(wú)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行設(shè)備，所以出現(xiàn)指標(biāo)超標(biāo)時(shí)，只能進(jìn)展上下限報(bào)警，并手動(dòng)調(diào)

33、節(jié)使其恢復(fù)正常。這兩種控制要求都需要通過(guò)控制器中梯形圖編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此使用RSLogix5000軟件編寫(xiě)控制程序，是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。程序流程圖見(jiàn)附錄二。下面是下位機(jī)PLC編程的完整過(guò)程。6.3.1 創(chuàng)立工程1、點(diǎn)擊翻開(kāi)RSLogix5000編程軟件，然后點(diǎn)擊新建工程。圖6.6 翻開(kāi)RSLogix5000編程軟件2、選擇一個(gè)PLC控制器類(lèi)型，包括版本，位置槽數(shù)等配置，在這里選用的PLC控制器為：1756-L61 ControlLogix5561 Controller，正確選擇控制器的Type類(lèi)型和Revision版本，控制器的Name名字可隨意命名，Slot(槽號(hào))與 Chassis

34、 Type(底盤(pán)類(lèi)型)要與實(shí)際的槽號(hào)和類(lèi)型相對(duì)應(yīng)，所有這些信息都可在RSLinx Class軟件中獲知.如圖可知對(duì)應(yīng)的版本號(hào)為：16，設(shè)置完單擊OK，就完成了控制器的添加。圖6.7 在RSLogix5000中增加控制器6.3.2 配置I/O控制器添加完畢后，需要配置系統(tǒng)的I/O。本設(shè)計(jì)配置過(guò)程為：1、工程文件創(chuàng)立完成后，點(diǎn)擊“I/O Configuration，右鍵單擊“1756 Backplane選那么New Module菜單，彈出Select Module對(duì)話(huà)框選擇“1756-CNB/D,雙擊翻開(kāi)。然后根據(jù)RSLinx上顯示的該模塊的屬性對(duì)相應(yīng)參數(shù)的配置。圖6.8 1756-CNB/D模塊

35、參數(shù)設(shè)置對(duì)話(huà)框2、控制網(wǎng)模塊的搭建(1)完成網(wǎng)橋的配置，接著在“Communication中選擇“1756-ACNR15/C，完成適配器的創(chuàng)立組態(tài)。出現(xiàn)下面對(duì)話(huà)框，選擇“communication。 雙擊“communication，出現(xiàn)對(duì)話(huà)框。選擇“1794-ACNR15/C,根據(jù)RSLinx上顯示該模塊的屬性進(jìn)展參數(shù)的設(shè)置。如圖6.9所示。圖6.9 1794-ACNR15/C模塊參數(shù)的設(shè)置2適配器創(chuàng)立以后，在下面會(huì)出現(xiàn)“FlexBus圖標(biāo)，在其下面要繼續(xù)設(shè)置具體的數(shù)字量輸入輸出模塊1794-OB16/A和模擬量輸入輸出模塊1794-IF2XOF2I/A作為程序中的控制標(biāo)簽變量及中間量。圖6

36、.10 1794-OB16/A模塊參數(shù)的設(shè)置圖6.11 1794-IF2XOF2I/A模塊參數(shù)的設(shè)置(3控制網(wǎng)上模塊配置好后，需要選擇和增加控制器所用控制器的數(shù)字和模擬I/O模塊。據(jù)RSLinx上顯示的該模塊配置，本設(shè)計(jì)選擇的數(shù)字量I/O模塊名稱(chēng)為：1756-IB16以及1756-OW16I；模擬量I/O模塊為：1756-IF8以及1756-OF8。所有具體配置如下：圖6.12 1756-IB16模塊參數(shù)的設(shè)置圖6.13 1756-OW16I模塊參數(shù)的設(shè)置圖6.14 1756-IF8模塊參數(shù)的設(shè)置圖6.15 1756-OF8模塊參數(shù)的設(shè)置配置完畢后在“I/O Configuration中將會(huì)出

37、現(xiàn)很多模塊。如圖6.16所示。圖6.16 I/O Configuration組態(tài)后畫(huà)面建設(shè)的I/O模塊要對(duì)它的屬性進(jìn)展設(shè)置，如采樣的時(shí)間，接收電壓的范圍等主要的參數(shù)。采樣時(shí)間要盡量的小，接收電壓范圍要盡量與實(shí)際的輸入模擬電壓信號(hào)范圍相匹配。這樣才能盡可能讓控制器及時(shí)、準(zhǔn)確地控制被控對(duì)象。由于該控制網(wǎng)上的遠(yuǎn)程I/O模塊只有兩個(gè)模擬量的輸入輸出，而本系統(tǒng)需要監(jiān)控的模擬信號(hào)有八個(gè)，所以將液位，壓力，流量以及溫度模擬信號(hào)傳送至控制器上本地I/O模擬量輸入模塊1756-IF8，將事故罐液位、凈化油緩沖罐液位反響的電壓信號(hào)傳至控制網(wǎng)上1794-IF2XOF2I/A模擬量輸入模塊。右鍵單擊1794-IF2X

38、OF2I/A模塊，選擇Properties屬性。在彈出的Module Properties對(duì)話(huà)框中點(diǎn)擊Input Configuration，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中控制變頻器的模擬輸出信號(hào)在5V以?xún)?nèi)，所以選擇0到5V的信號(hào)接收范圍。Real Time Sample采樣時(shí)間設(shè)置為25ms就能滿(mǎn)足要求。同樣方法配置1756-IF8模塊。通過(guò)上面的一些步驟，就完成了配置RSLogix5000的參數(shù)、增加了控制器和配置I/O模塊。6.3.3 梯形圖程序編寫(xiě)以上的步驟都是為控制器梯形圖程序的編寫(xiě)做的準(zhǔn)備工作，接下來(lái)就是編寫(xiě)梯形圖控制程序。根據(jù)設(shè)計(jì)的控制方案的要求編寫(xiě)梯形圖程序，梯形圖程序的掃描順序是從上到下，由左

39、到右。數(shù)據(jù)采集服務(wù)程序主要用到PLC的指令有: 傳送指令MOV、定時(shí)延時(shí)器指令TON，計(jì)算指令SUB等指令；傳送指令MOV主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量數(shù)據(jù)進(jìn)展采集，定時(shí)延時(shí)器指令TON是用來(lái)對(duì)上下限報(bào)警產(chǎn)生閃爍效果，實(shí)現(xiàn)順序關(guān)斷閥門(mén)等功能，根據(jù)流程圖進(jìn)展編寫(xiě)梯形圖程序?？刂瞥绦虻木唧w內(nèi)容見(jiàn)附錄四。6.3.4 Tag標(biāo)簽可編程控制器中所有對(duì)數(shù)據(jù)的操作是通過(guò)標(biāo)簽Tag來(lái)實(shí)現(xiàn)的。標(biāo)簽按作用區(qū)域分為控制器標(biāo)簽和程序標(biāo)簽?？刂破鳂?biāo)簽相當(dāng)于全局變量，程序標(biāo)簽相當(dāng)于局部變量。它們都可以用于程序當(dāng)中，當(dāng)控制器標(biāo)簽和程序標(biāo)簽重復(fù)定義時(shí)程序中只運(yùn)行程序標(biāo)簽。其按存放數(shù)據(jù)類(lèi)型不但可分為布爾型、整型、雙整型、實(shí)型，而且還包括定

40、時(shí)計(jì)數(shù)器型特殊數(shù)據(jù)類(lèi)型。數(shù)據(jù)采集物理端口分布見(jiàn)附錄三。本設(shè)計(jì)的各變量標(biāo)簽如以下列圖所示：圖6.17 監(jiān)控程序的變量標(biāo)簽圖標(biāo)簽可以根據(jù)所需要要求設(shè)置數(shù)據(jù)類(lèi)型，在本系統(tǒng)中，數(shù)字量設(shè)置為布爾型，模擬量因?yàn)橐獧z測(cè)器真實(shí)電壓大小，所以設(shè)置為REAL型真值。圖6.18 自定義數(shù)據(jù)標(biāo)志和物理I/O標(biāo)志6.4 控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃對(duì)于控制網(wǎng)設(shè)備必須使用RSNetWorx for ControlNet來(lái)預(yù)定網(wǎng)絡(luò)，然后才能激活應(yīng)用程序中配置的I/O設(shè)備。如果更改已預(yù)定的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，還必須重新預(yù)定網(wǎng)絡(luò)。1、選擇1756CNB/D模塊屬性將會(huì)彈出相應(yīng)的對(duì)話(huà)框，如圖6.19,訪(fǎng)問(wèn)RSNetWorx選項(xiàng)卡，為新ControlNe

41、t網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃文件.xc命名，點(diǎn)擊Apply。選擇View and edit the ControlNet network查看編輯方式來(lái)啟動(dòng)RSNetWorx for ControlNet軟件創(chuàng)立預(yù)定網(wǎng)絡(luò)，如圖6.20,點(diǎn)擊圖標(biāo)后，RSNetWorx for ControlNet軟件會(huì)自動(dòng)運(yùn)行。圖6.19 建設(shè)網(wǎng)絡(luò)組態(tài)界面6.20 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)界面RSNetWorx for ControlNet軟件運(yùn)行后會(huì)進(jìn)入圖6.21。圖6.21 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃界面2、單擊RSNetWorx for ControlNet軟件運(yùn)行界面中的選擇通信途徑選擇“xxx“192.168.1.15“ContorlNet,單擊“OK。

42、配置好后顯示界面圖6.22 網(wǎng)絡(luò)刷新后界面3、選擇Edits Enable(編輯使能)后將彈出對(duì)話(huà)框，在對(duì)話(huà)框中選擇Use offline data。圖6.23 網(wǎng)絡(luò)編輯后界面單擊OK后，一般會(huì)出現(xiàn)模式切換提示框。因?yàn)樵诰€(xiàn)網(wǎng)絡(luò)刷新時(shí)控制器應(yīng)工作在編程模式，而一般情況下模式選擇旋鈕設(shè)定在遠(yuǎn)程模式下，故需要軟件進(jìn)展切換工作模式，選擇Change Mode便可實(shí)現(xiàn)切換。選擇Change Mode并經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)掃描，RSNetworx for ControlNet軟件窗口進(jìn)一步更新為如圖6.23所示的界面。接著保存網(wǎng)絡(luò)配置，單擊圖6.24中的圖標(biāo)，軟件提示優(yōu)化并重新寫(xiě)入預(yù)定網(wǎng)絡(luò)時(shí)單擊OK，后

43、經(jīng)一定時(shí)間RSNetworx for ControlNet軟件窗口將更新。網(wǎng)絡(luò)刷新也完成了，此時(shí)模塊上和RSLogix5000軟件里的I/O指示燈停頓閃爍保持綠色狀態(tài)。圖6.24 保存配置對(duì)話(huà)框點(diǎn)擊“保存后，它的“保存快捷菜單變?yōu)椴豢刹僮鞯臓顟B(tài)了，“編輯使能的黑色對(duì)號(hào)也消失了，并且它們的主菜單也有很大區(qū)別。保存后的界面菜單可查詢(xún)網(wǎng)絡(luò)模塊的信息，也可雙擊界面中網(wǎng)絡(luò)上模塊的圖標(biāo)來(lái)查看模塊信息。只有網(wǎng)絡(luò)正常工作后編程軟件的程序才能下載到控制器中執(zhí)行。配置完畢后，回到RSLogix5000軟件，保存文件。7力控監(jiān)控組態(tài)軟件設(shè)計(jì)7.1 力控簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)選用的組態(tài)軟件為北京三維力控科技股份的力控6.1軟件，

44、通過(guò)它組建聯(lián)合站原油脫水監(jiān)控系統(tǒng)控制組態(tài)畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)對(duì)聯(lián)合站原油脫水流程的動(dòng)態(tài)畫(huà)面演示、實(shí)時(shí)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)模擬、I/0監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集顯示、存儲(chǔ)、查詢(xún)、專(zhuān)家報(bào)表，又能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)展超限報(bào)警和實(shí)時(shí)參數(shù)的趨勢(shì)曲線(xiàn)等功能。力控Forcecontrol6.1工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件是北京三維力控科技根據(jù)當(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)的開(kāi)展趨勢(shì)，總結(jié)多年的開(kāi)發(fā)、實(shí)踐經(jīng)歷和大量的用戶(hù)需求而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的高端自動(dòng)化軟件產(chǎn)品，是力控科技全體研發(fā)工程師集體智慧的結(jié)晶，該產(chǎn)品主要定位于國(guó)內(nèi)高端HMI/SCADA自動(dòng)化市場(chǎng)及應(yīng)用，是企業(yè)信息化的有力數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。力控Forcecontrol6.1產(chǎn)品在數(shù)據(jù)處理性能、容錯(cuò)能力、界面容器、報(bào)表等方面

45、產(chǎn)生了巨大飛躍，力控Forcecontrol6.1在秉承力控6.0成熟分布式應(yīng)用技術(shù)的根基上，功能更強(qiáng)大，主要特點(diǎn)如下：1提供在Internet/Intranet上通過(guò)IE瀏覽器以“瘦客戶(hù)端方式來(lái)監(jiān)控工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的解決方案；2強(qiáng)大的移動(dòng)網(wǎng)。 有效的流量控制機(jī)制保證了遠(yuǎn)程應(yīng)用中節(jié)省通訊費(fèi)用；3完整的網(wǎng)絡(luò)冗余及軟件容錯(cuò)解決方案；4穩(wěn)定的通訊處理；5圖形系統(tǒng)主要特點(diǎn)：方便、靈活的開(kāi)發(fā)環(huán)境，提供各種工程、畫(huà)面模板、可嵌入各種格式BMP、GIF、JPG、JPEG、CAD等的圖片，方便畫(huà)面制作，大大降低了組態(tài)開(kāi)發(fā)的工作量；6分布式的構(gòu)造，使您的系統(tǒng)實(shí)時(shí)性更好，穩(wěn)定性更高。7.2制作工程畫(huà)面進(jìn)入力控的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)后

46、，可以為每個(gè)工程建設(shè)無(wú)線(xiàn)數(shù)目的畫(huà)面，在每個(gè)畫(huà)面上可以組態(tài)相互關(guān)聯(lián)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖形。這些畫(huà)面是由力控開(kāi)發(fā)系統(tǒng)提供的豐富的圖形對(duì)象組成的。開(kāi)發(fā)系統(tǒng)提供了文本、直線(xiàn)、矩形、圓形矩形、圓形、多邊形等 根本圖形對(duì)象，同時(shí)還提供了增強(qiáng)型按鈕、實(shí)時(shí)歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)、實(shí)時(shí)歷史報(bào)警、實(shí)時(shí)歷史報(bào)表等組件。開(kāi)發(fā)系統(tǒng)還提供了在工程窗口中復(fù)制、刪除、對(duì)齊、打成組等編輯操作，提供對(duì)圖形對(duì)象的顏色、線(xiàn)型、填充屬性等操作工具。力控開(kāi)發(fā)系統(tǒng)提供的上述多種工具和圖形，方便用戶(hù)在組態(tài)工程時(shí)建設(shè)豐富的圖形界面。新建工程和這個(gè)工程中圖形的畫(huà)面建設(shè)步驟如下：工程管理器用于創(chuàng)立工程、工程管理等用于創(chuàng)立、刪除、備份、恢復(fù)、選擇當(dāng)前工程等。啟動(dòng)力

47、控的“工程管理器，按“新增應(yīng)用按鈕，添加應(yīng)用名，點(diǎn)擊“確定按鈕。圖7.1 新建工程然后再點(diǎn)擊“開(kāi)發(fā)系統(tǒng)按鈕，進(jìn)入力控的組態(tài)界面，選擇“文件“新建創(chuàng)立一個(gè)“聯(lián)合站原油脫水監(jiān)控系統(tǒng)窗口。圖7.2 聯(lián)合站原油脫水監(jiān)控系統(tǒng)窗口同法依次建設(shè)原油脫水工藝圖、原油脫水參數(shù)報(bào)表、原油脫水參數(shù)報(bào)警記錄、原油脫水參數(shù)趨勢(shì)曲線(xiàn)、聯(lián)合站原油脫水工藝參數(shù)監(jiān)控界面窗口，如以下列圖7.3。圖7.3 創(chuàng)立其他界面窗口翻開(kāi)DRAW的“工具箱，從中選擇“選擇圖庫(kù)工具，按照原油脫水工藝選擇相應(yīng)的游離水脫除器、電脫水器、加熱爐、事故罐、凈化油緩沖罐、管道以及各傳感器等，并按照標(biāo)準(zhǔn)正確連接，并設(shè)置相應(yīng)的“按鈕，完成后的組態(tài)畫(huà)面如以下列

48、圖所示：圖7.4 聯(lián)合站原油脫水監(jiān)控系統(tǒng)畫(huà)面圖7.5 原油脫水工藝畫(huà)面7.3創(chuàng)立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)在該系統(tǒng)中，需要?jiǎng)?chuàng)立一個(gè)擁有41個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。1在Draw導(dǎo)航器中雙擊“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)使其展開(kāi)，在展開(kāi)項(xiàng)中雙擊“數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)啟動(dòng)組態(tài)程序DBMANAGER；2啟動(dòng)DBMANAGER，單擊菜單條中的“點(diǎn)選項(xiàng)選擇新建或雙擊單元格，出現(xiàn)“請(qǐng)指定區(qū)域、點(diǎn)類(lèi)型；(3)對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)的“點(diǎn)名等進(jìn)展逐次設(shè)置。數(shù)據(jù)庫(kù)局部?jī)?nèi)容模擬量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)如以下列圖: 圖7.6模擬量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)7.4用OPC建設(shè)力控與羅克韋爾的通信建設(shè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)后，需要利用OPC建設(shè)力控和羅克韋爾的通信，建設(shè)連接后，羅克韋爾里的數(shù)據(jù)就可以和力控進(jìn)展

49、數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。下面以變量P用OPC實(shí)現(xiàn)力控與Rockwell之間通信為例來(lái)進(jìn)展說(shuō)明。翻開(kāi)RSlogix Classic Gateway，在菜單欄中選中DDE/OPC項(xiàng)中的DDE/OPC Topic Configuration，如以下列圖所示。圖7.7 DDE/OPC Topic Configuration在右側(cè)欄目中選中系統(tǒng)以太網(wǎng)中相應(yīng)的IP地址中的控制器。如以下列圖所示。圖7.8 選擇對(duì)應(yīng)控制器再點(diǎn)擊Apply應(yīng)用和Done完成。至此，就完成了用OPC實(shí)現(xiàn)力控與Rockwell之間通信在Rockwell上的工作。翻開(kāi)力控，在“I/O設(shè)備組態(tài)中選擇“OPC下的“OPC CLINT 3

50、.6。出現(xiàn)如以下列圖所示畫(huà)面。圖7.9 OPC選項(xiàng)圖7.10 OPC配置一點(diǎn)擊“下一步后的相關(guān)畫(huà)面如以下列圖。圖7.11 OPC配置二服務(wù)器名選擇“RSLinx Remote OPC Sever，其他項(xiàng)采用默認(rèn)設(shè)置。點(diǎn)擊“完成后，出現(xiàn)的畫(huà)面如以下列圖所示。圖7.12 OPC配置三在力控的“數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)中雙擊一空白框出現(xiàn)如以下列圖所示窗口。圖6.13 用OPC連接力控變量一選擇模擬I/O點(diǎn)，并把變量名設(shè)為P,而后在“數(shù)據(jù)連接中點(diǎn)擊“增加如以下列圖所示。圖6.14 用OPC連接力控變量二在OPC預(yù)覽的左半邊欄目中找到要進(jìn)展OPC通信的變量P，即“Online下的ACN:2:I.Ch0InputDat

51、a項(xiàng)。如以下列圖所示。圖6.15 用OPC連接力控變量三選中后點(diǎn)擊“確定按鈕后，即完成對(duì)變量P在力控和Rockwell之間的通信的建設(shè)。對(duì)于其他變量，采用一樣的方法建設(shè)即可。7.5 建設(shè)動(dòng)畫(huà)連接以上步驟完成后，需要建設(shè)動(dòng)畫(huà)連接，才能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控畫(huà)面的動(dòng)態(tài)運(yùn)行。在此，一調(diào)節(jié)閥為例，在調(diào)節(jié)閥門(mén)上雙擊，彈出圖7.16所示對(duì)話(huà)框，填入表達(dá)式，并設(shè)置兩種顏色。此時(shí)當(dāng)表達(dá)式為假即閥門(mén)為關(guān)閉狀態(tài)，呈現(xiàn)關(guān)閉時(shí)的顏色。反之，為翻開(kāi)時(shí)的顏色。圖7.16 閥門(mén)對(duì)話(huà)框同法，其它的管道、傳感器等也建設(shè)動(dòng)畫(huà)連接，至此，力控的監(jiān)控畫(huà)面就能與羅克韋爾采集的數(shù)據(jù)進(jìn)展同步變化了。7.6 創(chuàng)立報(bào)警、專(zhuān)家報(bào)表、趨勢(shì)曲線(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警界面，能夠

52、對(duì)設(shè)定參數(shù)進(jìn)展實(shí)時(shí)高，低報(bào)警，并具有聲音提示，能夠讓操作人員能夠及時(shí)了解到異常情況地發(fā)生時(shí)，及時(shí)處理緊急問(wèn)題，以防安全事故的發(fā)生。所有報(bào)警點(diǎn)配置如下表：表7-1 報(bào)警點(diǎn)配置表報(bào)警點(diǎn)高限報(bào)警低限報(bào)警游離水脫除器油水界面高度3.5m2.5m游離水脫除器油出口壓力0.4MPa0.2MPa加熱爐油出口溫度6050電脫水器油水界面高度3.2m2.3m電脫水器油出口壓力0.41MPa0.21MPa外輸原油流量85m3/h80m3/h制作報(bào)警畫(huà)面，點(diǎn)擊“工具箱選擇“常用組件中的“多功能報(bào)警選項(xiàng)，如以下列圖示。圖7.17 報(bào)警窗口圖7.18為專(zhuān)家報(bào)表界面，它包括日?qǐng)?bào)表、班報(bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表等，能夠?qū)?shí)時(shí)數(shù)據(jù)

53、查詢(xún)和歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)，同時(shí)還能提供打印，導(dǎo)出報(bào)表等功能。專(zhuān)家報(bào)表如以下列圖所示。圖7.18 專(zhuān)家報(bào)表界面圖7.19為實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)，對(duì)油出口溫度、外輸原油流量設(shè)置了實(shí)時(shí)趨勢(shì)顯示。該圖能夠記錄一段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)，并且以曲線(xiàn)的形式描畫(huà)出來(lái)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化，讓操作人員能夠及時(shí)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)變化的走向，也為工程師改善設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)的依據(jù)。圖7.19 實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)8系統(tǒng)連線(xiàn)調(diào)試及運(yùn)行8.1系統(tǒng)硬件連線(xiàn)在完成羅克韋爾自動(dòng)控制系統(tǒng)的梯形圖程序編寫(xiě)、力控的監(jiān)控畫(huà)面制作、力控相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、力控與羅克韋爾系統(tǒng)的OPC通信和動(dòng)畫(huà)連接后，現(xiàn)在進(jìn)入到該模擬仿真系統(tǒng)的硬件連線(xiàn)。由于此次實(shí)驗(yàn)需要采集6個(gè)模擬量和輸出21個(gè)開(kāi)關(guān)量

54、，其中開(kāi)關(guān)量中上下限報(bào)警需要兩個(gè)數(shù)字量通道才能實(shí)現(xiàn)，故方案使用羅克韋爾自動(dòng)控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程Flex I/O里的兩個(gè)電壓模擬量采集通道，遠(yuǎn)程Flex I/O里的13個(gè)數(shù)字量輸出通道，本地I/O的 1756IF8/A模擬量輸入模塊里的4個(gè)電壓模擬量采集通道，1756-OW16I模塊數(shù)字量輸出的13個(gè)數(shù)字量輸出通道。在設(shè)計(jì)的電路板上有兩個(gè)綠燈，六個(gè)紅燈，并且綠燈依次編號(hào)為1到2號(hào)。其中，一號(hào)燈為總截止閥正常運(yùn)行顯示燈，二號(hào)燈為截止閥狀態(tài)顯示燈。紅色燈分別為游離水脫除器油水界面高度、油出口壓力、加熱爐油出口溫度、電脫水器油水界面高度、油出口壓力及外輸原油流量報(bào)警顯示燈。在1756-OW16I模塊數(shù)字量輸出

55、的13個(gè)數(shù)字量輸出通道與工藝流程上的閥門(mén)、泵工作狀態(tài)等對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖8.1所示。圖8.1 1756-OW16I模塊輸出通道分配圖此外，在該電路板上還有六個(gè)可調(diào)電阻，從右至左其所采集的模擬量依次為：一號(hào)電阻為油水界面高度，二號(hào)電阻為油出口壓力，三號(hào)電阻為加熱爐油出口溫度，四號(hào)電阻外輸原油流量，五號(hào)電阻為事故罐液位，六號(hào)電阻為凈化油緩沖罐液位。明確所選擇的模塊型號(hào)和通道后，對(duì)硬件系統(tǒng)的連線(xiàn)圖如以下列圖8.2、圖8.3和圖8.4所示。圖8.2 控制網(wǎng)上模擬量輸入通道接線(xiàn)圖圖8.3 Flex I/O上的連線(xiàn)圖圖8.4 電路板上連線(xiàn)圖系統(tǒng)硬件連接完成后的總體情況，如以下列圖8.5所示圖8.5 系統(tǒng)總體圖8

56、.2系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行系統(tǒng)硬件連接完成后，再次檢查電路連線(xiàn)，確定無(wú)誤后，選擇控制器下載預(yù)先編好的程序到PLC中，運(yùn)行PLC，觀察采集數(shù)據(jù)變化情況，數(shù)據(jù)采集正常后，運(yùn)行三維力控軟件，檢查監(jiān)控系統(tǒng)與采集的數(shù)據(jù)是否同步，調(diào)節(jié)電阻，改變參數(shù)檢查系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能。系統(tǒng)調(diào)試遇到的問(wèn)題及解決措施：1在運(yùn)行的時(shí)候，“I/O NOT Responding前的指示燈一直閃爍，點(diǎn)擊“1756-CNB/D查看原因，上面顯示網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有規(guī)劃。導(dǎo)致遠(yuǎn)程I/O不能使用，經(jīng)查資料，必須進(jìn)展網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃后，才能解決，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃本是很簡(jiǎn)單的幾個(gè)步驟，由于實(shí)驗(yàn)室軟件的原因不能順利規(guī)劃，經(jīng)打 詢(xún)問(wèn)羅克韋爾售后服務(wù)后，把ContolNet的機(jī)架

57、取下來(lái)，把地址調(diào)到初始位置才解決這個(gè)問(wèn)題。2在調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)用一個(gè)二極管不能實(shí)現(xiàn)上下限報(bào)警，只能實(shí)現(xiàn)其中一個(gè)，屢次檢查程序，發(fā)現(xiàn)不了邏輯問(wèn)題，最終，在請(qǐng)教研究生和查資料后，在共用一個(gè)二極管來(lái)報(bào)警時(shí)，必須用兩個(gè)數(shù)字量輸出通道，才能實(shí)現(xiàn)高限報(bào)警，閃爍快，低限報(bào)警閃爍慢的效果。9結(jié)論本文在實(shí)驗(yàn)室條件下實(shí)現(xiàn)了基于Rockwell自動(dòng)化平臺(tái)的聯(lián)合站原油脫水監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具體總結(jié)本設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：1根據(jù)聯(lián)合站實(shí)際情況確定了適宜的工藝流程和工藝參數(shù)控制方案；根據(jù)工藝要求對(duì)儀表、閥門(mén)進(jìn)展了選型和計(jì)算。2)本系統(tǒng)采用可變電阻器電路模擬實(shí)際的傳感器，其電位信號(hào)輸入PLC；利用羅克韋爾兩層網(wǎng)絡(luò)工業(yè)以太網(wǎng)、控制網(wǎng)，搭建了

58、適合聯(lián)合站原油脫水的DCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了集中、分散的特點(diǎn)；3本系統(tǒng)利用RSLogix5000軟件編寫(xiě)了數(shù)據(jù)采集、報(bào)警、緊急停車(chē)服務(wù)程序，用RSLinx實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，用RSNetWorx實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)的規(guī)劃，應(yīng)用力控組態(tài)軟件組建了聯(lián)合站原油脫水監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)畫(huà)面，采用OPC通訊機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了力控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和RSLogix5000數(shù)據(jù)變量的關(guān)聯(lián)。4系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從電路板采集數(shù)據(jù)并在組態(tài)畫(huà)面中實(shí)時(shí)的顯示數(shù)據(jù)，當(dāng)調(diào)節(jié)電路板上電位器電阻值大小時(shí)，在脫水監(jiān)控畫(huà)面上就會(huì)顯示出數(shù)據(jù)的變化，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了參數(shù)上下限報(bào)警、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)、專(zhuān)家報(bào)表和查詢(xún)等功能。由于時(shí)間、實(shí)驗(yàn)室條件限制和本人水平有限，本設(shè)計(jì)在以下幾方面還有待于進(jìn)一步改善：1控制界面的改良?？梢栽O(shè)置用戶(hù)登錄界面，保證系統(tǒng)安全；2由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，系統(tǒng)并沒(méi)有相應(yīng)的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如假設(shè)條