石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)

西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGE靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：聯(lián)合站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)站內(nèi)的安全生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義，同時(shí)對(duì)來(lái)油的計(jì)量站與接轉(zhuǎn)站的正常運(yùn)行也有重大影響。本文以靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站的實(shí)際情況為背景，介紹了課題的來(lái)源和聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)聯(lián)合站進(jìn)行了工藝分析，對(duì)控制方案進(jìn)行了討論，研究了硬件的實(shí)現(xiàn)和軟件的實(shí)現(xiàn)，其中采用工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件—組態(tài)王6.51，結(jié)合傳感器技術(shù)、PLC技術(shù)、通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)構(gòu)建計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集、參數(shù)實(shí)時(shí)與歷史趨勢(shì)顯示、參數(shù)與事件報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)工況動(dòng)態(tài)顯示等功能。能對(duì)各種監(jiān)控參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理和報(bào)表自動(dòng)生成、查詢(xún)及打印，基本上滿足了用戶的需求。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站的實(shí)時(shí)監(jiān)督與動(dòng)態(tài)控制，提高了聯(lián)合站的自動(dòng)化監(jiān)控水平，減小了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，消除生產(chǎn)安全隱患，保證生產(chǎn)過(guò)程安全可靠運(yùn)行。還提高了聯(lián)合站的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：聯(lián)合站；監(jiān)控系統(tǒng)；PLC；智能模塊；組態(tài)王DesignofCentralGatheringStationsMonitoringSystemofJingBianAbstract：Thenormalworkofthecentralgatheringstationsissignificancetothestationsafetyinproductionprocess,theproductqualityandtheeconomicefficiency,andissignificantinfluencetothenormaloperationoftheoilmeteringstationandpumpingstation.ThisarticlebasesonJingBian’scentralgatheringstations’background,introducingtheoriginofthetopicanddevelopmentsituationofthecentralgatheringstationsindomesticandforeignandanalysisthecraftofcentralgatheringstations,discussingthecontrolplan,thehardwareandthesoftwarerealization.Thesystem’ssoftwareisKingview6.51,includingtheunionsensortechnology,thePLCtechnology,thecommunicationtechnologyandthecomputermonitoringtechnology.Thissystemhassignalgathered,parameterreal-timeandhistoricaltendencydemonstration,theparameterandtheeventreporttothealarm,sceneoperatingmodedynamicdemonstrationfunction.Thesystemmeetstheuserneed.ThissystemrealizesthesupervisoryandthedynamiccontroloftheJingBian’scentralgatheringstations,raisingtheautomatedmonitoringlevelofcentralgatheringstations,reducingtheintensity,eliminatingthedangerwhichcanguaranteetheproductionprocessransafelyandreliably.Italsohasimprovedtheproductionefficiencyandtheeconomicefficiencyofthecentraldehydrationstations.Keywords:centralgatheringstations;monitoringsystem;Intelligentmodules;KingViewPAGEI目錄1緒論 11.1項(xiàng)目概述 11.2聯(lián)合站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 11.2.1國(guó)外現(xiàn)狀 1EQEQEQ1.2.2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 21.3本文主要內(nèi)容 22靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站工藝分析 42.1油田聯(lián)合站概述 42.1.1以采油為中心的地面系統(tǒng)的工藝流程 42.1.2聯(lián)合站的重要工藝環(huán)節(jié) 52.2靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站工藝流程描述 62.2.1項(xiàng)目聯(lián)合站內(nèi)的具體工藝流程 62.2.2靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站內(nèi)的主要工藝設(shè)備 72.3靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 82.3.1設(shè)計(jì)依據(jù) 82.3.2設(shè)計(jì)原則 82.3.3遵循的主要設(shè)計(jì)規(guī)范 82.3.4設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 82.3.5設(shè)計(jì)規(guī)模、功能及能力 82.3.6控制規(guī)范 93靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 103.1概述 103.2控制方案討論 103.2.1聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 103.2.2聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn) 113.2.3聯(lián)合站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的要求 113.2.4聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求 133.3靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)總體方案 134八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn) 164.1監(jiān)控系統(tǒng)硬件概述 164.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 164.2.1項(xiàng)目對(duì)硬件的要求 164.2.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 164.3系統(tǒng)硬件配置 174.3.1研華工控機(jī) 174.3.2西門(mén)子PLCS7-200簡(jiǎn)介 174.3.3智能采集模塊 184.4本章小結(jié) 215八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn) 225.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)概述 225.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思想及軟件簡(jiǎn)介 225.2.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思想 225.2.2聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)常用的組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 225.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 265.4監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 275.4.1建立靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站新工程 275.4.2圖形畫(huà)面開(kāi)發(fā) 275.4.3配置1/0設(shè)備 295.4.4創(chuàng)建實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 315.4.5建立動(dòng)畫(huà)鏈接 315.4.6亞當(dāng)智能模塊和PLC與上位機(jī)的通訊 415.5本章小結(jié) 416靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試 426.1系統(tǒng)硬件調(diào)試 426.2系統(tǒng)軟件調(diào)試 426.2.1外部設(shè)備配置調(diào)試 426.2.2應(yīng)用軟件調(diào)試 426.3本章小結(jié) 437總結(jié) 44參考文獻(xiàn) 45致謝 46PAGE461緒論聯(lián)合站是油氣集中處理聯(lián)合作業(yè)站的簡(jiǎn)稱(chēng)，也叫油氣集中處理站，是油田油氣集輸過(guò)程中的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié),是集油氣分離、原油脫水、污水處理、油田注水、原油穩(wěn)定、天然氣凈化和消防等多個(gè)環(huán)節(jié)為一體的綜合性生產(chǎn)過(guò)程，通常一塊完整的油氣區(qū)塊設(shè)置一個(gè)聯(lián)合站。隨著油氣田所處地理環(huán)境、產(chǎn)量規(guī)模、油井多少、分散程度、油氣性質(zhì)及工藝措施等因素的不同，聯(lián)合站的任務(wù)有所差別，總體來(lái)說(shuō)，其主要任務(wù)是對(duì)進(jìn)站油氣（來(lái)自轉(zhuǎn)接站或計(jì)量站、甚至直接來(lái)自油井）進(jìn)行匯集、計(jì)量、油氣水分離、脫水，通過(guò)原液穩(wěn)定生產(chǎn)出合格的原油（含水0.5%的穩(wěn)定原油），經(jīng)過(guò)精確計(jì)量后密閉外輸至油庫(kù)或長(zhǎng)輸管道；經(jīng)天然氣處理生產(chǎn)出合格的干氣并回收輕烴。聯(lián)合站內(nèi)還具備一定的原油儲(chǔ)存能力，有些聯(lián)合站還包括注水系統(tǒng)或注蒸汽系統(tǒng)，進(jìn)行合理地油氣田開(kāi)發(fā)。1.1項(xiàng)目概述靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站是靖邊采油廠新建的重要項(xiàng)目，聯(lián)合站集輸系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)工程項(xiàng)目涉及鍋爐供熱、脫水、外輸、注水、污水處理五個(gè)方面。靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，其主要任務(wù)是完成聯(lián)合站內(nèi)的主要生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控，對(duì)各運(yùn)行參數(shù)（集輸控制系統(tǒng)的溫度、壓力、液位、流量、可燃?xì)怏w濃度等）有實(shí)時(shí)采集、動(dòng)態(tài)顯示、數(shù)據(jù)處理、報(bào)警等功能。目前國(guó)內(nèi)多數(shù)油田都已進(jìn)入高含水后期開(kāi)發(fā)階段，隨著油田采出液含水的增加，油田聯(lián)合站的來(lái)液量增大，負(fù)荷增加,部分設(shè)備已處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)由于聯(lián)合站外來(lái)進(jìn)液量波動(dòng)的影響，各環(huán)節(jié)的操作難度也有所增加，特別是油水分離過(guò)程，其特點(diǎn)是干擾因素多，作用頻繁，影響較大，系統(tǒng)本身為多輸入多輸出，可控性及可操作性較差；聯(lián)合站原有的自動(dòng)控制系統(tǒng)已不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。還有，原來(lái)聯(lián)合站的計(jì)量工作是由人工來(lái)完成的，工作效率低，容易出錯(cuò)誤。此監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)提高靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化生產(chǎn)管理水平，減小職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，消除生產(chǎn)安全隱患；還可以提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。題目來(lái)源西安石油大學(xué)與延長(zhǎng)股份有限公司靖邊采油廠科研合作項(xiàng)目——靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)研制。1.2聯(lián)合站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外現(xiàn)狀國(guó)外在聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)方面比我國(guó)發(fā)展的快速，早在上世紀(jì)的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，Arco油田公司就已經(jīng)將PLC用于注水控制，并很快發(fā)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發(fā)展成為基于計(jì)算機(jī)技術(shù)（Computer）、控制技術(shù)（control）、通信技術(shù)和圖形技術(shù)即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)。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)行全面監(jiān)控的現(xiàn)代化管理水平的高度。英國(guó)石油公司建立的自動(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)售差也考慮在自動(dòng)化管理系統(tǒng)中。EQEQEQ1.2.2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀目前的聯(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)檢測(cè)控制等三種方法。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。在我國(guó)，原油計(jì)量控制系統(tǒng)最先采用DDZ-Ⅱ型儀表取得了一定經(jīng)濟(jì)效益。上世紀(jì)九十年代，計(jì)算機(jī)控制開(kāi)始應(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)格兒三大盆地的開(kāi)發(fā)和建設(shè)，油田生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)控制和管理得到了迅速的發(fā)展。1992年5月，鄯善油田就使308口油水井、19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，全線自動(dòng)化的轉(zhuǎn)變。此外，中原油田設(shè)計(jì)院研制的SG-50微機(jī)控制系統(tǒng)，承德石油學(xué)院研制的GWC-80型微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)都將計(jì)算機(jī)成功的應(yīng)用于原油計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)的控制。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)化水平要求亦越來(lái)越高，系統(tǒng)的控制策略已不適合當(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)控制發(fā)展，集輸系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程控制不僅限于聯(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)緊密結(jié)合方向發(fā)展，即控制和管理一體化。因此，聯(lián)合站采用DCS是最佳選擇，目前絕大多數(shù)聯(lián)合站采用的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是DCS。1.3本文主要內(nèi)容靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，采用DCS（集散控制系統(tǒng)），應(yīng)用組態(tài)王6.51進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，整個(gè)系統(tǒng)完成對(duì)站內(nèi)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)督與控制，對(duì)各運(yùn)行參數(shù)（集輸控制系統(tǒng)的溫度、壓力、液位、流量、可燃?xì)怏w濃度等）實(shí)時(shí)采集、動(dòng)態(tài)顯示、數(shù)據(jù)處理、報(bào)警、查詢(xún)與打印等功能。本文的主要結(jié)構(gòu)和內(nèi)容：第一章：緒論。簡(jiǎn)單介紹了靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的背景與意義，聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀以及組態(tài)軟件。第二章：靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站工藝分析，介紹了聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)工藝，重點(diǎn)介紹了工藝流程與項(xiàng)目的控制要求。第三章：靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的描述。首先從系統(tǒng)的控制要求入手，結(jié)合聯(lián)合站的實(shí)際情況以及聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀及特點(diǎn)，通過(guò)分析論證，確定了該項(xiàng)目的監(jiān)控系統(tǒng)方案。第四章：靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)。根據(jù)系統(tǒng)控制要求與監(jiān)控系統(tǒng)的方案，設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，包括控制主機(jī)，控制器，現(xiàn)場(chǎng)采集模塊等，并介紹了它們的功能。第五章：靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。首先介紹了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想，并根據(jù)要求設(shè)計(jì)了監(jiān)控軟件系統(tǒng)；其次，對(duì)應(yīng)用組態(tài)王6.51組態(tài)軟件進(jìn)行靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程作了詳細(xì)說(shuō)明，最后結(jié)合自己設(shè)計(jì)過(guò)程中的收獲與碰到的問(wèn)題進(jìn)行了小結(jié)。第六章：靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試。介紹了系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程，并對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析并給予相應(yīng)的解決辦法。第七章對(duì)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了總結(jié)，指出了本監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與不足。2靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站工藝分析2.1油田聯(lián)合站概述油氣田生產(chǎn)過(guò)程是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)過(guò)程，是多學(xué)科多技術(shù)的綜合應(yīng)用。包括地質(zhì)、物探、測(cè)井、鉆井、采油、油氣集輸及處理、供配電系統(tǒng)及服務(wù)保障等多個(gè)環(huán)節(jié)，多個(gè)系統(tǒng)。而油氣田自動(dòng)化技術(shù)貫穿于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，本文主要涉及的是油氣的集輸與處理環(huán)節(jié)聯(lián)合站部分的工藝過(guò)程，聯(lián)合站是油氣集輸及處理過(guò)程中的一個(gè)必經(jīng)的環(huán)節(jié)，在小一點(diǎn)的油氣田也稱(chēng)之為集輸站，處于以采油為中心的地面系統(tǒng)。下面就對(duì)該部分相關(guān)工藝作以介紹。2.1.1以采油為中心的地面系統(tǒng)的工藝流程油氣集輸是把分散的油井所生產(chǎn)的石油、伴生天然氣和其他產(chǎn)品集中起來(lái)，經(jīng)過(guò)必要的處理、初加工，合格的油和天然氣分別外輸?shù)綗捰蛷S和天然氣用戶的工藝全過(guò)程，主要包括油氣分離、油氣計(jì)量、原油脫水、天然氣凈化、原油穩(wěn)定、輕烴回收等工藝。

以采油為中心的地面系統(tǒng)的工藝流程中包括井口，計(jì)量站，接轉(zhuǎn)站，聯(lián)合站，油庫(kù)，長(zhǎng)輸管線等環(huán)節(jié)組成。油氣集輸及處理過(guò)程的流程框圖如圖2-1所示。圖2-1油氣集輸及處理工藝過(guò)程1.生產(chǎn)井：將地下的油氣水舉升到地面。常見(jiàn)的井有自噴井和人工舉升井兩種。自噴井是在油井開(kāi)采初期，依靠油層自身具有的能量來(lái)開(kāi)采。后者是依靠人工方法向地下補(bǔ)充能量，提升原油到地面。2.計(jì)量站：油氣計(jì)量站主要由集油閥組(俗稱(chēng)總機(jī)關(guān))和單井油氣計(jì)量分離器氣組成，在這里把數(shù)口油井生產(chǎn)的油氣產(chǎn)品集中在一起，輪流對(duì)各生產(chǎn)井的油氣水產(chǎn)量的油藏分析參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)量，一般是8—12口井設(shè)置一個(gè)計(jì)量站。3.計(jì)量接轉(zhuǎn)站：有的油氣計(jì)量站因油壓較低，增加了緩沖罐和輸油泵等外輸設(shè)備，這種油氣小站叫計(jì)量接轉(zhuǎn)站，既進(jìn)行油氣計(jì)量，還承擔(dān)原油接轉(zhuǎn)任務(wù)。初步對(duì)氣液兩相進(jìn)行分離。4.轉(zhuǎn)油站：轉(zhuǎn)油站是把數(shù)座計(jì)量(接轉(zhuǎn))站來(lái)油集中在一起，進(jìn)行油氣分離、油氣計(jì)量、加熱沉降和油氣轉(zhuǎn)輸?shù)茸鳂I(yè)的中型油站，又叫集油站。有的轉(zhuǎn)油站還包括原油脫水作業(yè)，這種站叫脫水轉(zhuǎn)油站。5.聯(lián)合站：它是油氣集中處理聯(lián)合作業(yè)站的簡(jiǎn)稱(chēng)。主要包括油氣集中處理(原油脫水、天然氣凈化、原油穩(wěn)定、輕烴回收等)、油田注水、污水處理、供變電和輔助生產(chǎn)設(shè)施等部分。匯集本塊油田各接轉(zhuǎn)站的油氣水來(lái)量，并進(jìn)行計(jì)量。進(jìn)一步進(jìn)行油水分離，包括電脫水，天然氣處理，同時(shí)具有一定的原油存儲(chǔ)能力。2.1.2聯(lián)合站的重要工藝環(huán)節(jié)1.原油脫水從井中采出的原油一般都含有一定數(shù)量的水，而原油含水多了會(huì)給儲(chǔ)運(yùn)造成浪費(fèi)，需要增加設(shè)備，耗能多；原油中的水多數(shù)含有鹽類(lèi)，加速了設(shè)備、容器和管線的腐蝕；在石油煉制過(guò)程中，水和原油一起被加熱時(shí)，水會(huì)急速汽化膨脹，壓力上升，影響煉廠正常操作和產(chǎn)品質(zhì)量，甚至?xí)l(fā)生爆炸。因此外輸原油前，需進(jìn)行脫水，使含水量要求不超過(guò)0.5%。其中要用到破乳劑，破乳劑是一種表面活性物質(zhì)，它能使乳化狀的液體結(jié)構(gòu)破壞，以達(dá)到乳化液中各相分離開(kāi)來(lái)的目的。原油破乳是指利用破乳劑的化學(xué)作用將乳化狀的油水混合液中油和水分離開(kāi)來(lái)，使之達(dá)到原油脫水的目的，以保證原油外輸含水標(biāo)準(zhǔn)。

2.原油脫氣

通過(guò)油氣分離器和原油穩(wěn)定裝置把原油中的氣體態(tài)輕烴組分脫離出去的工藝過(guò)程叫原油脫氣。合格原油主要標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)家規(guī)定在凈化后的原油中含水不能超過(guò)0.5%，含鹽不大于50毫克/升，每噸原油含氣不超過(guò)1立方米。涉及到油氣分離器，油氣分離器是把油井生產(chǎn)出的原油和伴生天然氣分離開(kāi)來(lái)的一種裝置。有時(shí)候分離器也作為油氣水以及泥沙等多相的分離、緩沖、計(jì)量之用。從外形分大體有三種形式，立式、臥式、球形。

3.油氣計(jì)量

油氣計(jì)量是指對(duì)石油和天然氣流量的測(cè)定。主要分為油井產(chǎn)量計(jì)量和外輸流量計(jì)量?jī)煞N。油井產(chǎn)量計(jì)量是指對(duì)單井所生產(chǎn)的油量和生產(chǎn)氣量的測(cè)定，它是進(jìn)行油井管理、掌握油層動(dòng)態(tài)的關(guān)鍵資料數(shù)據(jù)。外輸計(jì)量是對(duì)石油和天然氣輸送流量的測(cè)定，它是輸出方和接收方進(jìn)行油氣交接經(jīng)營(yíng)管理的基本依據(jù)。

4.油氣密閉集輸在油氣集輸過(guò)程中，原油所經(jīng)過(guò)的整個(gè)系統(tǒng)(從井口經(jīng)管線到油罐等)都是密閉的，即不與大氣接觸，這種集輸工藝稱(chēng)為油氣密閉集輸。2.2靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站工藝流程描述2.2.1項(xiàng)目聯(lián)合站內(nèi)的具體工藝流程靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站的任務(wù)是對(duì)進(jìn)站油氣進(jìn)行匯集、處理及外輸計(jì)量。來(lái)自計(jì)量站的油氣要通過(guò)夾套管換熱器加熱使原油脫水；來(lái)自其它聯(lián)合站的油氣直接通過(guò)熱交換器進(jìn)行加熱脫水，來(lái)自其它管線的油氣首先經(jīng)過(guò)三相分離器進(jìn)行油氣水三相的初步分離，然后將其送熱交換器進(jìn)行加熱脫水（其中要加破乳劑）。完畢后，下面是該項(xiàng)目聯(lián)合站內(nèi)的具體工藝流程，包括卸油流程、原油脫水流程、排污流程、加藥流程、站內(nèi)掃線流程、共五個(gè)流程。1.卸油流程自流油罐車(chē) 卸油槽零位罐卸車(chē)泵 三相分離器 脫水沉降罐2.原油脫水流程11口單井來(lái)油 計(jì)量分離器 油水計(jì)量 1、2、3接轉(zhuǎn)站來(lái)油 匯管7計(jì)量站來(lái)油 （加破乳劑）沉降罐換熱器三相分離器儲(chǔ)油罐裝車(chē)泵汽車(chē)外運(yùn)3.排污流程a.三相、沉降罐污水壓力排污管污水除油罐b.大罐排污：油罐車(chē)放底水零位罐排污沉降罐排污儲(chǔ)油罐排污污水池4.加藥流程一桶一泵破乳劑三相分離器出口油匯管加藥裝置破乳劑井口來(lái)油匯管5.站內(nèi)掃線流程：壓縮風(fēng)閥組三相分離器換熱器儲(chǔ)油罐熱水壓縮風(fēng)泵房?jī)?chǔ)油罐熱水零位罐裝車(chē)管線油罐車(chē)2.2.2靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站內(nèi)的主要工藝設(shè)備靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站內(nèi)的主要工藝設(shè)備見(jiàn)表2-1。表2-1設(shè)備配置表編號(hào)名稱(chēng)及規(guī)格單位數(shù)量1三相分離器3000×9600具12油泵Q=12.5m/hH=60mN=7.5kw臺(tái)23裝車(chē)泵Q=50m/hH=60mN=18.5kw臺(tái)24原油沉降罐700m座15原油儲(chǔ)罐1000m座26零位罐30m座17翻斗計(jì)量分離器600具18換熱器BUF600-1.6-70-4.5/25-2臺(tái)29夾套管換熱器2m臺(tái)110卸油槽800臺(tái)111收油器DN150臺(tái)112加油罐1m具113計(jì)量泵Q=0~36L/h彈出壓力1.5MPa臺(tái)214沉降罐界面調(diào)節(jié)器臺(tái)115放水看窗臺(tái)216污油缸380臺(tái)117地上電子衡50t臺(tái)118齒輪油泵Q=1.0m/hH=145m臺(tái)119加藥裝置WA-1.0-Ⅰ套12.3靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求2.3.1設(shè)計(jì)依據(jù)延長(zhǎng)股份有限責(zé)任公司靖邊采油廠《靖邊石油鉆采公司鄭石灣-高低南山區(qū)塊9萬(wàn)噸年產(chǎn)能建設(shè)油氣集輸和注水系統(tǒng)施工圖委托書(shū)》。2005年9月18日。2.3.2設(shè)計(jì)原則1按照總體規(guī)劃、分期實(shí)施原則，結(jié)合油田生產(chǎn)需要，合理確定建設(shè)規(guī)模。2嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家、行業(yè)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)劃和規(guī)范。3優(yōu)化工藝參數(shù)，在滿足工藝要求的前提下，做到投資省、技術(shù)先進(jìn)、安全實(shí)用。4做好油、氣、水各系統(tǒng)平衡，合理利用能量，保護(hù)環(huán)境。2.3.3遵循的主要設(shè)計(jì)規(guī)范1《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50183-20012《油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50350-20053《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50236-984《儲(chǔ)罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50351-20055《石油天然氣站內(nèi)工藝管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》SY0102-20006《油田油氣處理用鋼制壓力容器施工及驗(yàn)收》SY0103-19987《閥門(mén)檢查及安裝規(guī)范》SY0107-20012.3.4設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1原油物性：參照長(zhǎng)慶局2固點(diǎn)12～193蠟量8.6℅～12.54質(zhì)瀝青1.2℅～8.6℅5初餾點(diǎn)18～762.3.5設(shè)計(jì)規(guī)模、功能及能力1設(shè)計(jì)規(guī)模：根據(jù)延長(zhǎng)油礦管理局靖邊采油廠提供的鄭石灣地區(qū)油田2005-2020年開(kāi)發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)，滿足油田開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)所確定的生產(chǎn)能力，確定本油田的設(shè)計(jì)規(guī)模為：（2）原油處理能力6.0×10噸/年，綜合含水75℅。（3）原油儲(chǔ)存及外輸規(guī)模6.0×10噸/年。2功能及能力（1）罐拉油卸車(chē)設(shè)計(jì)卸油量：250～300t/d，設(shè)2個(gè)卸車(chē)位。卸車(chē)加熱，卸車(chē)位設(shè)DN25熱水頭，對(duì)油溫低的卸罐車(chē)加熱，保證油自流進(jìn)零位罐。零位罐內(nèi)設(shè)加熱盤(pán)管升溫至25℃（2）原油脫水：采用三相分離器及大罐熱化學(xué)沉降脫水工藝。脫水溫度50℃，加藥量根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況確定。脫水沉降時(shí)間24h。設(shè)一座700m沉降罐（在其檢修時(shí)，可由一座1000m儲(chǔ)油罐作沉降罐）。脫水加熱采用70m換熱器兩臺(tái)，控制出口油溫50℃。（3）原油外輸：油罐車(chē)?yán)屯廨?，設(shè)裝車(chē)太一座。（4）儲(chǔ)存：儲(chǔ)罐容量1000m兩座，儲(chǔ)存時(shí)間9天。（5）罐區(qū)預(yù)留1000m油罐位置，以便擴(kuò)容。2.3.6控制規(guī)范1站內(nèi)重要工藝參數(shù)檢測(cè)采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，主要有：（1）三相分離器的壓力指示；（2）兩座儲(chǔ)油罐高低液位指示、報(bào)警、溫度變送、指示；（3）計(jì)量閥組間接轉(zhuǎn)站來(lái)油管線壓力變送器和溫度變送器；（4）原油外輸（汽車(chē)?yán)停╇娮雍庥?jì)量讀數(shù)指示；2其余均為溫度、壓力、液位就地顯示儀表。3靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1概述上一章我們分析了項(xiàng)目的工藝、設(shè)備的特點(diǎn)，擬定了聯(lián)合站的工藝流程，并且確定了系統(tǒng)的控制要求。本章我們進(jìn)行聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的方案討論。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)、控制要求和項(xiàng)目的實(shí)際情況，確定該油田聯(lián)合站控制方案為分布式智能模塊控制與PLC相結(jié)合的控制系統(tǒng)的控制方案?？刂品桨傅脑O(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，如果控制方案設(shè)計(jì)不合理，則無(wú)論選用何種先進(jìn)的儀表都不能發(fā)揮其作用。控制方案總體確定之后，選定一種合適的控制策略是達(dá)到最優(yōu)控制的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。根據(jù)安全性、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性三相要求，應(yīng)用過(guò)程控制理論對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和綜合，最后采用適宜的技術(shù)手段加以實(shí)現(xiàn)。3.2控制方案討論3.2.1聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)根據(jù)過(guò)程控制集中維護(hù)、統(tǒng)一管理的基本模式，監(jiān)控系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上是一個(gè)多級(jí)的分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，一般可分為三級(jí)，即監(jiān)控中心（SC—SupervisionCenter）、監(jiān)控站（SS—SupervisionStation）、監(jiān)控單元（SU—SupervisionUnit）。其中監(jiān)控中心和監(jiān)控站中監(jiān)控主機(jī)為PC機(jī)或工控機(jī)，監(jiān)控單元通常由現(xiàn)場(chǎng)儀表構(gòu)成。監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控中心和監(jiān)控站人員可以通過(guò)本地中心監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)視其監(jiān)控范圍內(nèi)的所有被監(jiān)控對(duì)象的工作狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)。同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)還提供生成規(guī)定的各種統(tǒng)計(jì)資料、圖表等功能。系統(tǒng)各組成部分的主要功能如下：1.監(jiān)控單元的功能設(shè)備監(jiān)控單元直接與被控設(shè)備相連，主要完成以下功能：（1）周期性的實(shí)時(shí)采集被監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)與工作狀態(tài)，并對(duì)其進(jìn)行諸如存儲(chǔ)、顯示等方面的處理，并實(shí)時(shí)主動(dòng)的向監(jiān)控站發(fā)送被監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)；（2）隨時(shí)接收和執(zhí)行上一級(jí)計(jì)算機(jī)下達(dá)的對(duì)被控設(shè)備的控制命令；（3）接受上一級(jí)下達(dá)的配置信息，刷新配置文件；（4）具有一定的報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能，并能定時(shí)或按要求上傳給監(jiān)控站。2.監(jiān)控站的功能監(jiān)控站是監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵計(jì)算機(jī)，它向下與各設(shè)備監(jiān)控單元相連，通過(guò)串行通信接口接收各設(shè)備監(jiān)控單元傳送的數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理后向上一級(jí)傳送。其主要功能有：（1）實(shí)時(shí)監(jiān)視站內(nèi)各監(jiān)控單元的工作狀態(tài)，同時(shí)與監(jiān)控中心通信，實(shí)時(shí)的向監(jiān)控中心轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)警信息，并接收來(lái)自各監(jiān)控單元的故障信息；（2）設(shè)置各監(jiān)控單元的參數(shù)如告警門(mén)限制、告警等級(jí)等等；（4）實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控單元采集的各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和告警信息；（5）具有統(tǒng)計(jì)功能，能生成所需的各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表及曲線，如告警統(tǒng)計(jì)報(bào)表、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)曲線等等。3.監(jiān)控中心的功能監(jiān)控中心是監(jiān)控系統(tǒng)中最高一級(jí)計(jì)算機(jī)。它除具有監(jiān)控站的功能以外，還應(yīng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)視各監(jiān)控站的工作狀態(tài)并根據(jù)需要顯示或打印監(jiān)控站的數(shù)據(jù)和報(bào)警信息的功能。隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展，綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的水平在不斷提高；從單機(jī)控制發(fā)展到分布式控制系統(tǒng)（DCS），隨著可編程控制器（PLC）性能不斷完善，在DCS中得到了廣泛的應(yīng)用。近期又發(fā)展了新的全開(kāi)放、全分散、可操作的系統(tǒng)——現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS），已開(kāi)始應(yīng)用于DCS的過(guò)程控制層。3.2.2聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)充分體現(xiàn)信息化和集成化（Information&Integration）聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)可以采集整個(gè)聯(lián)合站和過(guò)程控制的信息數(shù)據(jù)，這些大量的數(shù)據(jù)能夠以合適的方式體現(xiàn)，并幫助決策過(guò)程。監(jiān)控系統(tǒng)的集成性則體現(xiàn)在兩個(gè)方面：功能的集成和產(chǎn)品的集成。過(guò)去，聯(lián)合站應(yīng)用的監(jiān)控系統(tǒng)基本上是以廠商自主開(kāi)發(fā)為主所提供的系統(tǒng)。當(dāng)今的聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)更強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)本身的集成性和解決方案能力，監(jiān)控系統(tǒng)中除保留傳統(tǒng)DCS所實(shí)現(xiàn)的過(guò)程控制功能之外，還集成了PLC、RTU（RemoteTerminalUnit，遠(yuǎn)程終端設(shè)備）、FCS、各種多回路調(diào)節(jié)器、各種智能采集或控制單元等。此外，目前聯(lián)合站應(yīng)用的監(jiān)控系統(tǒng)不再把系統(tǒng)本身開(kāi)發(fā)組態(tài)軟件或制造各種硬件單元視為核心技術(shù)，而是強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)組成部分是否采用第三方集成方式或OEM方式，方便應(yīng)用其他廠商提供的各種硬件單元與進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的組態(tài)軟件。監(jiān)控系統(tǒng)幾乎全部采用IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組態(tài)軟件設(shè)計(jì)，而該標(biāo)準(zhǔn)原為PLC語(yǔ)言設(shè)計(jì)提供的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)一些監(jiān)控系統(tǒng)直接采用成熟的PLC作為控制站。今天的小型和微型PLC不僅具備了過(guò)去大型PLC的所有基本邏輯運(yùn)算功能，而且高級(jí)運(yùn)算、通信以及運(yùn)動(dòng)控制也能實(shí)現(xiàn)。FCS的發(fā)展使得監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)化緊湊，前景可觀。3.2.3聯(lián)合站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的要求對(duì)于不同的應(yīng)用對(duì)象有不同的具體要求，但對(duì)大多數(shù)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，運(yùn)行上可靠、技術(shù)上先進(jìn)、使用上方便、應(yīng)用上靈活、時(shí)間上節(jié)省、經(jīng)濟(jì)上合理是共同的基本要求。1.運(yùn)行可靠工業(yè)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境相對(duì)惡劣，能否適應(yīng)這種環(huán)境是系統(tǒng)不可避免要面臨的考驗(yàn)。而且計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)往往負(fù)擔(dān)著重要的任務(wù)，一旦出現(xiàn)故障，將造成整個(gè)被監(jiān)控過(guò)程的混亂，引起嚴(yán)重的后果，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失往往遠(yuǎn)非計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)本身的造價(jià)所能比擬。所以，能否確保長(zhǎng)期可靠地運(yùn)行成為計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)中首要考慮的問(wèn)題。特別是對(duì)一些影響面大的重要應(yīng)用系統(tǒng)，如連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的控制、電力系統(tǒng)的監(jiān)控等，均不允許故障率高的系統(tǒng)存在。2.技術(shù)先進(jìn)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、信息處理和通信、檢測(cè)技術(shù)和儀表以及生產(chǎn)過(guò)程和管理方面的知識(shí)，是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的技術(shù)領(lǐng)域，其技術(shù)先進(jìn)性概括來(lái)說(shuō)體現(xiàn)在硬件設(shè)備、軟件平臺(tái)和工具、信息處理和控制策略這三方面。計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)原則：不是盲目追求新技術(shù)，而是在技術(shù)成熟的前提下盡量采用先進(jìn)的技術(shù)，其原因如下：（1）先進(jìn)的技術(shù)可以獲得更好的監(jiān)測(cè)控制效果，從而可能獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，因此在保證可靠性和經(jīng)濟(jì)上允許的前提下，應(yīng)盡可能采用先進(jìn)的技術(shù)；（2）計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展十分迅速，硬件和軟件更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短，采用進(jìn)的技術(shù)意味著延長(zhǎng)系統(tǒng)的生命期限；（3）計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)大多作為整套生產(chǎn)設(shè)備的一部分出現(xiàn)，而高技術(shù)含量往往又體現(xiàn)在控制系統(tǒng)上，先進(jìn)技術(shù)的采用可以大提高整套設(shè)備的附加值，帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。3.使用方便（1）操作方便：系統(tǒng)應(yīng)盡可能降低對(duì)操作人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)的要求，操作的內(nèi)容盡可能簡(jiǎn)單明了，操作的順序清晰簡(jiǎn)明，便于記憶；（2）排錯(cuò)方便：系統(tǒng)中硬件的排列和安裝合理，配有明顯的指示或信號(hào)，并有查錯(cuò)、診斷、故障報(bào)警程序，在故障出現(xiàn)時(shí)能及時(shí)對(duì)它定位排除。（3）維護(hù)方便：系統(tǒng)應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備及其零件，便于硬件的更換。4.通用性好一個(gè)優(yōu)良的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)應(yīng)具有很好的通用性，能靈活地?cái)U(kuò)充、修改和升級(jí)。當(dāng)應(yīng)用對(duì)象不同時(shí)，只需在基本系統(tǒng)中作適當(dāng)?shù)母膭?dòng)，增減某些硬件模塊，便可滿足對(duì)象的要求。因此，在系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)、通信規(guī)約上要標(biāo)準(zhǔn)化，采用國(guó)際國(guó)內(nèi)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；設(shè)計(jì)指標(biāo)要有一定余地，如輸入輸出通道數(shù)不要應(yīng)用滿。軟件的設(shè)計(jì)也應(yīng)規(guī)范化、模塊化。模塊要易于連接、組織。程序應(yīng)可讀性強(qiáng)，清除多余語(yǔ)句，還應(yīng)有適量的說(shuō)明注釋?zhuān)员阌谛薷摹?.節(jié)省時(shí)間系統(tǒng)設(shè)計(jì)(包括生產(chǎn)、安裝、調(diào)試、投運(yùn)等環(huán)節(jié))時(shí)間應(yīng)盡量短，其原因如下：（1）便于以更快的速度滿足用戶的要求，更快產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，這在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境下尤為重要；（2）計(jì)算機(jī)硬軟件的技術(shù)發(fā)展十分迅速，更新?lián)Q代很快，而其價(jià)格又呈下降趨勢(shì)，要保持性能/價(jià)格比高的優(yōu)勢(shì)，時(shí)間是一個(gè)重要的因素；（3）盡量縮短設(shè)計(jì)周期，可以降低整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)費(fèi)用。6.經(jīng)濟(jì)合理系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用對(duì)象的要求和當(dāng)前的市場(chǎng)情況進(jìn)行具體分析進(jìn)行全面的經(jīng)濟(jì)技術(shù)權(quán)衡，這與具體應(yīng)用對(duì)象有密切的關(guān)系。3.2.4聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)是在聯(lián)合站內(nèi)的監(jiān)控中心的控制室實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)設(shè)備的監(jiān)測(cè)、控制功能，實(shí)時(shí)監(jiān)視站內(nèi)泵與閥等數(shù)字量的狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)、接收故障報(bào)警信息、通過(guò)智能終端設(shè)備下達(dá)控制信號(hào)，并具有報(bào)警功能、趨勢(shì)曲線顯示功能、操作權(quán)限管理功能等。1.狀態(tài)采集功能能動(dòng)態(tài)采集下列信號(hào)：三相分離器液位、熱交換器、儲(chǔ)油罐、沉降罐液位等。2.狀態(tài)數(shù)據(jù)的處理（1）能對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與查詢(xún)；（2）能對(duì)監(jiān)控參數(shù)進(jìn)行趨勢(shì)曲線顯示；（3）能對(duì)監(jiān)控參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)與歷史報(bào)警。3.報(bào)警功能對(duì)監(jiān)控參數(shù)能實(shí)施報(bào)警功能，能進(jìn)行記錄(包括發(fā)生時(shí)間、監(jiān)測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù))。4.集中顯示功能主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)顯示：（1）工藝圖的動(dòng)態(tài)顯示；（2）主要參數(shù)的歷史曲線及實(shí)時(shí)趨勢(shì)顯示；（3）實(shí)時(shí)報(bào)警自動(dòng)彈出顯示。5.存儲(chǔ)功能（1）各種監(jiān)控參數(shù)的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)；（2）各種監(jiān)控參數(shù)的異常動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)；（3）控制行為的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)。6.查詢(xún)功能（1）各種監(jiān)控參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)；（2）各種監(jiān)控參數(shù)的曲線及趨勢(shì)；（3）控制行為查詢(xún)。3.3靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)總體方案目前，聯(lián)合站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要有集散型控制系統(tǒng)—DCS(DistributedControlSystem)、分布式控制系統(tǒng)—IPC+PLC系統(tǒng)(工業(yè)計(jì)算機(jī)+可編程序控制器)及現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）及PLC。DCS適合于生產(chǎn)對(duì)象密集、連續(xù)而又比較復(fù)雜的場(chǎng)合，如在油氣田生產(chǎn)過(guò)程中，聯(lián)合站或集中處理站、原油穩(wěn)定及天然氣處理過(guò)程。當(dāng)前DCS增加了邏輯順序控制功能，使它的應(yīng)用范圍擴(kuò)大，過(guò)程控制層可以采用FCS。DCS的主要特點(diǎn)是:1.可實(shí)現(xiàn)分級(jí)控制（現(xiàn)場(chǎng)采集儀表層、控制層與監(jiān)控層）；2.可靠性高、組網(wǎng)方便；3.編程方便、開(kāi)發(fā)周期短、維護(hù)方便；4.可靈活方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)配置和調(diào)整；5.控制層采用FCS能與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)直接相連，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化；6易于實(shí)現(xiàn)“集中管理、分散控制”功能。由于DCS具有以上諸多特點(diǎn)，靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站采用DCS監(jiān)控系統(tǒng)是最佳選擇?，F(xiàn)將系統(tǒng)分為計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)方案（如圖3.1所示）與計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)方案（如圖3.2所示）進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)方案：本系統(tǒng)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)采用臺(tái)灣研華工控機(jī)，具有很高的可靠性；監(jiān)控部分采用研華分布式I/O監(jiān)控系統(tǒng)ADAM-5000系列和西門(mén)子PLCS7-200控制系統(tǒng)，具有很高的可靠性和實(shí)時(shí)性，較高的擴(kuò)展性。如圖3-1所示研華工控機(jī)研華工控機(jī)ADAM5000PPI通訊協(xié)議西門(mén)子PLC通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊ADAM4520ADAM5000擴(kuò)展模塊擴(kuò)展模塊圖3-1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)硬件方案框圖計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件系統(tǒng)方案上位機(jī)系統(tǒng)軟件采用圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的Windows200NT，組態(tài)軟件采用北京亞控自動(dòng)化軟件科技有限公司組態(tài)王6.51應(yīng)用軟件：目前的計(jì)算機(jī)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，制作上位機(jī)的監(jiān)控程序方法有多種，如VB、VC等可視化編程工具制作控制界面，調(diào)用MSCOMM控件或利用WindowsAPI函數(shù)進(jìn)行上下位機(jī)串口通訊，或直接利用工業(yè)組態(tài)軟件來(lái)制作上位機(jī)程序。由于本系統(tǒng)涉及變量較多，功能要求齊全，所以選用工業(yè)組態(tài)軟件來(lái)開(kāi)發(fā)。當(dāng)前流行的組態(tài)軟件很多，如InTouch、FIX、組態(tài)王、Wincc、開(kāi)物2000、力控等，其中組態(tài)王6.51性?xún)r(jià)比高，網(wǎng)絡(luò)通訊功能比較完善，能滿足本系統(tǒng)要求，故采用之。實(shí)時(shí)軟件采用實(shí)時(shí)采集與控制接口軟件和STEP7控制接口軟件。該系統(tǒng)可以方便地構(gòu)造需要的“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，可靠性高，界面一致性好，使用方便。接口采用PC/PPI串口通信方式，以實(shí)現(xiàn)可編程控制器與遠(yuǎn)程I/O連接。系統(tǒng)具有良好的可靠性、兼容性及擴(kuò)展性。如圖3-2所是示組態(tài)王6.51應(yīng)用軟件組態(tài)王6.51應(yīng)用軟件實(shí)時(shí)應(yīng)用控制軟件應(yīng)用組態(tài)編程軟件Windows200NT實(shí)時(shí)采集與控制接口軟件STEP7控制接口軟件現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)控制現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)控制控制人機(jī)界面圖3-2計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件方案框圖4八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)4.1監(jiān)控系統(tǒng)硬件概述上一章我們確定了監(jiān)控系統(tǒng)的控制方案，并且選擇了相應(yīng)的控制策略，在本章我們進(jìn)行系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。綜合考慮控制要求的指標(biāo)，系統(tǒng)可靠性、安全性、擴(kuò)展性，以及系統(tǒng)的性能價(jià)格比，還有系統(tǒng)應(yīng)具有一定的先進(jìn)性，進(jìn)行系統(tǒng)硬件的選擇與配置。根據(jù)聯(lián)合站的工藝特點(diǎn)和工藝設(shè)備的技術(shù)要求，系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)分為工控機(jī)、PLC、智能輸入輸出模塊以及輸入輸出擴(kuò)展模塊。系統(tǒng)的通訊連接采用通用的RS—485與PPI通訊協(xié)議將系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，使系統(tǒng)具有充分的開(kāi)放性、擴(kuò)展能力，同時(shí)保證了系統(tǒng)具有較先進(jìn)的監(jiān)視、控制水平。4.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.2.1項(xiàng)目對(duì)硬件的要求1.系統(tǒng)硬件要有很高的安全可靠性現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表要用隔離與防暴功能，控制器要有穩(wěn)定的性能等。2.系統(tǒng)硬件要用較高的實(shí)時(shí)性等轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換速率要快，執(zhí)行器執(zhí)行速度快。3.系統(tǒng)硬件要有較高擴(kuò)展性控制器與模塊能夠使用相應(yīng)的擴(kuò)展模塊進(jìn)行功能擴(kuò)展（如PLC采用模擬量擴(kuò)展模塊EM231與數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM223）。4.2.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)根據(jù)項(xiàng)目的要求，本系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)采用臺(tái)灣研華工控機(jī)，具有很高的可靠性；控制器采用德國(guó)西門(mén)子公司的小型PLCS7-200，具有高可靠性，很強(qiáng)的順序控制與邏輯控制能力，與其相配合的還有模擬輸入模塊EM231、數(shù)字量輸入輸出混合模塊EM223；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊采用了亞當(dāng)5000系列智能模塊：模擬量輸入ADAM5017、數(shù)字量輸入ADAM5051S、數(shù)字量輸出ADAM5056S、脈沖計(jì)數(shù)ADAM5080A；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表包括壓力、溫度、液位、界面等控制參數(shù)檢測(cè)儀表，還有原油流量計(jì)、可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)儀裝置等計(jì)量?jī)x表?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表是生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)最基礎(chǔ)、最重要的組成部分之一，其可靠性和精度直接影響系統(tǒng)工作的可靠性和技術(shù)性能。所以，控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)必須首先熟悉各種檢測(cè)儀表的工作原理、技術(shù)性能，根據(jù)生產(chǎn)工藝過(guò)程的實(shí)際需要正確地選擇儀表。油田聯(lián)合站的生產(chǎn)是油田開(kāi)采油氣處理中非常重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，對(duì)計(jì)量和自控儀表等級(jí)的要求比較高，儀表不僅要滿足檢測(cè)精度的要求，還要滿足易燃易爆危險(xiǎn)場(chǎng)所的安全火花要求，同時(shí)聯(lián)合站的處理介質(zhì)有一定的腐蝕性，儀表傳感器還應(yīng)具有抗腐蝕的能力。監(jiān)控系統(tǒng)硬件組成如圖4-1所示。4.3系統(tǒng)硬件配置4.3.1研華工控機(jī)采用臺(tái)灣研華工控機(jī)，支持槽數(shù)：支持14個(gè)ISA或者ISA/PCI插槽底板的上架式機(jī)箱，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器：系統(tǒng)電源狀態(tài)監(jiān)控及磁盤(pán)狀態(tài)指示燈，環(huán)境：耐高溫、防震動(dòng)、抗沖擊。CPU：P42.0GHz，內(nèi)存：DDR512M，硬盤(pán)：HDD80G，軟驅(qū)：FDD1.44M，圖4-1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)硬件組成原理圖光驅(qū)：52XCD-ROM，鼠標(biāo)&鍵盤(pán)。配22寸彩顯。采用PPI協(xié)議與下位機(jī)PLC進(jìn)行通訊，采用工業(yè)通用的RS-485協(xié)議與智能模塊通訊，中間采用ADAM4520協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的過(guò)程協(xié)調(diào)與控制。如圖4-1所示4.3.2西門(mén)子PLCS7-200簡(jiǎn)介采用德國(guó)西門(mén)子的S7-200，由于擁有很強(qiáng)的順序控制與邏輯控制能力，由它完成對(duì)收球筒溫度控制與雙容積單量控制。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：*極高的可靠性*極豐富的指令集*易于掌握*便捷的操作*豐富的內(nèi)置集成功能*實(shí)時(shí)特性*強(qiáng)勁的通訊能力*豐富的擴(kuò)展模塊S7-200系列PLC可提供4個(gè)不同的8種CPU。如圖4-2所示圖4-2S7-200集成的24V負(fù)載電源：可直接連接到傳感器和變送器（執(zhí)行器），CPU221，222具有180mA輸出，CPU224，CPU226分別輸出280，400mA?？捎米髫?fù)載電源。

不同的設(shè)備類(lèi)型：

CPU221-226各有2種類(lèi)型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。

數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)：

CPU221具有6個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)，CPU222具有8個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)，CPU224具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)。CPU226具有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。擴(kuò)展模塊：EM223：4輸入/4繼電器輸出EM231：4×12位模擬量輸入4.3.3智能采集模塊1.ADAM-5000E：分布式RS-485數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)八槽控制器,可插八個(gè)ADAM5000系列模塊,通訊總線：RS-485,通訊端口：RS-485x1或RS-232x1,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)：256個(gè),通訊速率最高可達(dá)115.2Kbps。如圖4-3所示2.ADAM-5017：8路通用模擬量輸入模塊。如圖4-4所示·通道數(shù)：8路差分圖4-3ADAM5000E圖4-4ADAM5017·分辨率：16位·輸入類(lèi)型：mV,V,mA·隔離電壓：3000VDC·輸入范圍：±150mV,±500mV,±1V,±5V,±10V;±20mA·故障和過(guò)壓保護(hù)：可抗±35V電壓·采樣速率：10次/秒·帶寬:13.1Hz-50Hz·輸入阻抗：2M歐姆由它完成沉降罐、儲(chǔ)油罐、三相分離器、熱交換器的溫度與液位模擬量的輸入以及可燃?xì)怏w濃度模擬量的輸入。3.ADAM-5017H：8路高速模擬量輸入模塊分辨率：12位，外加符號(hào)位,輸入類(lèi)型：mV,V,mA,隔離電壓：3000VDC,高采樣速率：ADAM-5000/485&5000E:100采樣點(diǎn)/秒，ADAM-5510&ADAM-5511:最大8000采樣點(diǎn)/秒,每個(gè)通道均可設(shè)置不同的量程,輸入范圍：±250mV,±500mV,±1V,±5V,±10V,0~+500mV,0~+1V,0~+5V,0~+10V,0~20mA,4~20Ma。4.ADAM-4520：

隔離

RS-232

到

RS-422/485

轉(zhuǎn)換器，將

RS-232

信號(hào)轉(zhuǎn)換成隔離

RS-485

信號(hào)。如圖4-5所示主要特點(diǎn)：

·自動(dòng)內(nèi)部

RS-485

總線管理，RS-485

無(wú)需外部的流控制信號(hào)·3000

VDC

隔離保護(hù)

(ADAM-4510S/4520)·RS-485

數(shù)據(jù)線上的瞬態(tài)干擾抑制·傳輸速率可達(dá)

115.2

kbps·聯(lián)網(wǎng)距離可達(dá)

4000

英尺·預(yù)留終端電阻位置·電源及數(shù)據(jù)流有指示燈指示，便于進(jìn)行故障處理·電源要求：+10

~

+30

VDC·容易安裝在

DIN

導(dǎo)軌或面板上規(guī)格：·輸入：RS-232（4

線制）·RS-232

接口：DB-9

接口·輸出：RS-485（2

線制）或

RS-422（4

線制）·速度

(bps)：1200、2400、4800、9600、19.2

k、38.4

k、57.6

k、115.2

k，RTS

控制和

RS-422

模式（可切換）·RS-422/485

接口：插入式螺釘端子·隔離電壓：3000

VDC·功耗：1.2

W5.ADAM-5051：帶LED顯示的16路隔離型數(shù)字量輸入模塊。·輸入電壓：30V最大·數(shù)字量輸入電平：邏輯0：最大+1V邏輯1：+3.5V—+30V·電路類(lèi)型：上拉電流：0.5mA,10千歐電阻接+5V·功耗：0.4W(典型)0.53W(最大)圖4-5ADAM4520圖4-6ADAM5056S6.ADAM-5056S：16路隔離型數(shù)字量輸入模塊。如圖4-6所示·通道數(shù)：16個(gè)·數(shù)字量出：集電極開(kāi)路最大可達(dá)30V，負(fù)載電流100mA,最大負(fù)載功率450mW7.ADAM-5080：4通道計(jì)數(shù)器/頻率輸入模塊?！ねǖ罃?shù)：4個(gè)獨(dú)立的32位計(jì)時(shí)器·最大計(jì)數(shù)值：4，294，967，285(32bit）·輸入頻率：頻率模式：1000Hz最大，0.3Hz最小計(jì)數(shù)模式：5000Hz最大·輸入電平：隔離或TTL電平·最小脈寬：500S（頻率模式）100S(計(jì)數(shù)模式)·最小輸入電流：2mA(隔離)·隔離輸入電平：邏輯0：最大+1V邏輯1：+3.5V—+30V·TTL輸入電平：邏輯0：0V—0.8V邏輯1：2.3V—5V·隔離電壓：1000V·模式：計(jì)數(shù)(加/減，雙向)頻率·計(jì)數(shù)輔助功能：初始化預(yù)設(shè)置，高低報(bào)警設(shè)置，報(bào)警輸出設(shè)置·循環(huán)，可編程數(shù)字噪聲濾波：8微妙到65毫秒·功耗：1.3W(典型)1.5W(最大)4.4本章小結(jié)本系統(tǒng)采用了亞當(dāng)智能模塊，采集速率高，實(shí)時(shí)性好，使得系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性高；采用了西門(mén)子PLC，具有很高的順序控制和邏輯控制能力，還可以進(jìn)行模擬控制，同時(shí)具有很高的性能，從而使得系統(tǒng)的運(yùn)行安全可靠；現(xiàn)場(chǎng)儀表采用了隔離與防暴手段，保證系統(tǒng)的安全性。通過(guò)本章硬件設(shè)計(jì)，使我對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件組成有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，同時(shí)了解如何用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)工程項(xiàng)目過(guò)程，了解了研華工控機(jī)，西門(mén)子PLC，亞當(dāng)智能模塊的功能。5八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)5.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)概述上一章完成了監(jiān)控系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)部分，并且在最后對(duì)要求檢測(cè)與控制的變量配置了I/O地址，以列表的形式表示出來(lái)。本章將進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，首先選擇組態(tài)軟件，接下來(lái)進(jìn)行軟件的簡(jiǎn)介，然后根據(jù)I/O地址表完成系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。5.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思想及軟件簡(jiǎn)介5.2.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思想1.聯(lián)合站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)軟件的要求（1）較高的安全可靠性；（2）比較高的實(shí)時(shí)性；（3）具有一定的擴(kuò)展性。2.選用系統(tǒng)軟件的原則（1）滿足聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)軟件的要求；（2）軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程盡量簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)盡量周期短；（3）軟件的性能價(jià)格比高，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。5.2.2聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)常用的組態(tài)軟件簡(jiǎn)介組態(tài)軟件是當(dāng)今監(jiān)控系統(tǒng)必不可少的組成部分。組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專(zhuān)用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件支持各種工控設(shè)備和常見(jiàn)的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。對(duì)應(yīng)于原有的HMI（人機(jī)接口軟件，Human

Machine

Interface）的概念，組態(tài)軟件是一個(gè)使用戶能快速建立自己的HMI的軟件工具，或開(kāi)發(fā)環(huán)境。利用組態(tài)軟件的功能，可以構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。隨著組態(tài)軟件的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開(kāi)放數(shù)據(jù)接口、對(duì)I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會(huì)不斷被賦予新的內(nèi)容。目前，在聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)采用的工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件很多，下面簡(jiǎn)單介紹幾種常用的組態(tài)軟件：1.組態(tài)王是國(guó)內(nèi)較有影響的組態(tài)軟件,它是在流行PC機(jī)上建立的工業(yè)控制對(duì)象人機(jī)接口的一種智能軟件包。組態(tài)王提供了資源管理器式的操作主界面，并且提供了以漢字作為關(guān)鍵字的腳本語(yǔ)言支持。它以Windows圖形功能完備，界面一致性好，易學(xué)易用。2005年推出的組態(tài)王6.51最新版本，提供多種硬件驅(qū)動(dòng)程序〔PLC、智能儀表、智能模塊、變頻器、板卡〕。本系統(tǒng)的軟件就采用了北京亞控自動(dòng)化科技有限公司的基于Windows200NT的組態(tài)軟件組態(tài)王6.51。（1）.組態(tài)王6.51軟件包由工程管理器ProjManager、工程瀏覽器TouchExplorer、畫(huà)面開(kāi)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。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(duì)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。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)用工程的程序語(yǔ)言的設(shè)計(jì)、變量定義管理、連接設(shè)備的配置、開(kāi)放式接口的配置、系統(tǒng)參數(shù)的配置、WEB發(fā)布等。畫(huà)面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)：TouchMak是應(yīng)用工程的開(kāi)發(fā)環(huán)境，用于完成畫(huà)面設(shè)計(jì)、動(dòng)畫(huà)連接、程序編寫(xiě)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(lèi)型，能合理地提取控制對(duì)象的特性；對(duì)變量報(bào)警、趨勢(shì)曲線、過(guò)程記錄等功能簡(jiǎn)捷操作。運(yùn)行系統(tǒng)：TouchVew是組態(tài)王6.51軟件的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，開(kāi)發(fā)的畫(huà)面只有在此運(yùn)行才能實(shí)時(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)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(shì)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(kù)。（2）.組態(tài)王與下位機(jī)的通訊組態(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)備的驅(qū)動(dòng)作為組態(tài)王與外部設(shè)備的通訊接口，在開(kāi)發(fā)過(guò)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(guò)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(duì)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5-1所示。圖5-1組態(tài)王和下位機(jī)的通訊（3）.組態(tài)王6.51功能簡(jiǎn)介①基本人機(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(kāi)發(fā)環(huán)境。②強(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(kāi)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。③高效的數(shù)據(jù)采集功能：組態(tài)王對(duì)通訊程序做了多種優(yōu)化處理，盡量使通訊瓶頸對(duì)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。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(chǎng)工程師及時(shí)排除險(xiǎn)情。組態(tài)王的自動(dòng)恢復(fù)功能是指：當(dāng)下位機(jī)被更換或恢復(fù)運(yùn)行后，不需要現(xiàn)場(chǎng)工程師對(duì)軟件系統(tǒng)作任何干預(yù)，組態(tài)王通過(guò)短時(shí)間的嘗試后，可以自動(dòng)恢復(fù)與下位機(jī)的通訊。⑤先進(jìn)的報(bào)警和事件管理：報(bào)警是過(guò)程狀態(tài)出現(xiàn)問(wèn)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(jí)、報(bào)警過(guò)濾、新增死區(qū)和延時(shí)概念等功能，以及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程報(bào)警管理。⑥報(bào)警和事件管理功能：報(bào)警是過(guò)程狀態(tài)出現(xiàn)問(wèn)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(jí)、報(bào)警過(guò)濾、新增死區(qū)和延時(shí)概念等功能，以及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程報(bào)警管理。⑦廣泛的數(shù)據(jù)獲取和處理：在組態(tài)王的開(kāi)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)程序，ODBC數(shù)據(jù)庫(kù)，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(shì)、報(bào)表等形式顯示出來(lái)。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(jí)連網(wǎng)，另外，隨著網(wǎng)絡(luò)的無(wú)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(chǎng)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(wèn)，使數(shù)據(jù)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)暢通無(wú)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(kù)等，功能強(qiáng)大，穩(wěn)定可靠。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。（4）.組態(tài)王6.51應(yīng)用工程開(kāi)發(fā)的一般過(guò)程①開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)圖形畫(huà)面；②定義外部設(shè)備驅(qū)動(dòng)；③創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)變量；④進(jìn)行動(dòng)畫(huà)連接；⑤系統(tǒng)的運(yùn)行和調(diào)試。2.InTouch：Wonderware的InTouch軟件是最早進(jìn)入我國(guó)的組態(tài)軟件。在80年代末、90年代初，基于Windows3.1的InTouch軟件曾讓我們耳目一新，并且InTouch提供了豐富的圖庫(kù)。但是，早期的InTouch軟件采用DDE方式與驅(qū)動(dòng)程序通信，性能較差，最新的InTouch7.0版已經(jīng)完全基于32位的Windows平臺(tái)，并且提供了OPC支持。3.Fix：Intellution公司以Fix組態(tài)軟件起家，1995年被愛(ài)默生收購(gòu)，現(xiàn)在是愛(ài)默生集團(tuán)的全資子公司，F(xiàn)ix6.X系列軟件提供了工控人員熟悉的概念和操作界面，并提供完備的驅(qū)動(dòng)程序（需單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)）。Intellution將自己最新的產(chǎn)品系列命名為iFix，在iFix中，Intellution提供了強(qiáng)大的組態(tài)功能，但新版本與以往的6.X版本并不完全兼容。原有的Script語(yǔ)言改為VBA（Visual

Basic

for

Application），并且在內(nèi)部集成了微軟的VBA開(kāi)發(fā)環(huán)境。遺憾的是，Intellution并沒(méi)有提供6.1版腳本語(yǔ)言到VBA的轉(zhuǎn)換工具。在iFix中，Intellution的產(chǎn)品與Microsoft的操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了緊密的集成。Intellution也是OPC（Ole

for

Process

Control）組織的發(fā)起成員之一。iFix的OPC組件和驅(qū)動(dòng)程序同樣需要單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)。4.Citech：Cit公司的Citech也是較早進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的產(chǎn)品。Citech具有簡(jiǎn)潔的操作方式，但其操作方式更多的是面向程序員，而不是工控用戶。Citech提供了類(lèi)似C語(yǔ)言的腳本語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，但與iFix不同的是，Citech的腳本語(yǔ)言并非是面向?qū)ο蟮模穷?lèi)似于C語(yǔ)言，這無(wú)疑為用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)增加了難度。5.Wincc：Simens的Wincc也是一套完備的組態(tài)開(kāi)發(fā)環(huán)境，Simens提供類(lèi)C語(yǔ)言的腳本，包括一個(gè)調(diào)試環(huán)境。Wincc內(nèi)嵌OPC支持，并可對(duì)分布式系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。但Wincc的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用戶最好經(jīng)過(guò)Simens的培訓(xùn)以掌握Wincc的應(yīng)用。6.Controx（開(kāi)物）：華富計(jì)算機(jī)公司的Controx2000是全32位的組態(tài)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，為工控用戶提供了強(qiáng)大的實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、報(bào)警、數(shù)據(jù)報(bào)表及報(bào)告功能。作為國(guó)內(nèi)最早加入OPC組織的軟件開(kāi)發(fā)商，Controx內(nèi)建OPC支持，并提供數(shù)十種高性能驅(qū)動(dòng)程序。提供面向?qū)ο蟮哪_本語(yǔ)言編譯器，支持ActiveX組件和插件的即插即用，并支持通過(guò)ODBC連接外部數(shù)據(jù)庫(kù)。Controx同時(shí)提供網(wǎng)絡(luò)支持和Wevserver功能。7.forcecontrol（力控）：大慶三維公司的forcecontrol（力控）從時(shí)間概念上來(lái)說(shuō)，力控也是國(guó)內(nèi)較早就已經(jīng)出現(xiàn)的組態(tài)軟件之一。只是因?yàn)樵缙诹匾恢睕](méi)有作為正式商品廣泛推廣，所以并不為大多數(shù)人所知。大約在93年左右，力控就已形成了第一個(gè)版本，只是那時(shí)還是一個(gè)基于DOS和VMS的版本。后來(lái)隨著Windows3.1的流行，又開(kāi)發(fā)出了16位Windows版的力控。但直至Windows95版本的力控誕生之前，他主要用于公司內(nèi)部的一些項(xiàng)目。32位下的1.0版的力控，在體系結(jié)構(gòu)上就已經(jīng)具備了較為明顯的先進(jìn)性，其最大的特征之一就是其基于真正意義的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的三層結(jié)構(gòu)，而且其實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)可為可組態(tài)的活結(jié)構(gòu)。最新推出的5.0版在功能的豐富特性、易用性、開(kāi)放性和I/O驅(qū)動(dòng)數(shù)量，都得到了很大的提高。其他常見(jiàn)的組態(tài)軟件還有GE的Cimplicity，Rockwell的RSview，NI的Lookout，Pcsoft的Wizcon以及國(guó)內(nèi)一些組態(tài)軟件通態(tài)軟件公司的MCGS，也都各有特色。

5.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)軟件由上位機(jī)系統(tǒng)軟件、組態(tài)王6.51應(yīng)用軟件、實(shí)時(shí)采集與控制接口軟件和STEP7控制接口軟件組成。監(jiān)控系統(tǒng)軟件的上位機(jī)采用圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的Windows200NT，作為組態(tài)王6.51組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)運(yùn)行環(huán)境。監(jiān)控系統(tǒng)的人機(jī)界面由四幅畫(huà)面組成：監(jiān)控畫(huà)面、報(bào)警和事件畫(huà)面、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線，完成工況現(xiàn)場(chǎng)顯示，歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)，報(bào)警，實(shí)時(shí)曲線與歷史曲線顯示。實(shí)時(shí)采集與控制接口軟件與STEP7控制接口軟件完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集與實(shí)時(shí)控制。如圖5-2所示圖5-2靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控軟件原理圖5.4監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.4.1建立靖邊采油廠八號(hào)聯(lián)合站新工程打開(kāi)組態(tài)王6.51后，首先要建立一個(gè)新工程（自己要開(kāi)發(fā)的工程），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（如C:\DocumentsandSettings