聯(lián)合站安全監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(采用PLC方案)及聯(lián)合站安全監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(采用PLC、儀表方案)

目錄TOC\o"1-2"\f\h\z\u第一章緒論 21.1計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的介紹 31.2計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點 3第二章聯(lián)合站硬件設(shè)計 52.1初步分析 52.2系統(tǒng)硬件組成圖 6第三章聯(lián)合站軟件設(shè)計 73.1組態(tài)王軟件結(jié)構(gòu) 73.2組態(tài)王與下位機(jī)的通訊 73.2建立新工程 73.3畫面設(shè)計 83.4定義外部設(shè)備合數(shù)據(jù)變量 93.5動畫連接 123.6報警和事件 133.7趨勢曲線 17參考文獻(xiàn) 24附錄 25第一章緒論聯(lián)合站是油田原油集輸生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)工藝過程，它是集油水分離、污水處理、原油及天然氣集輸?shù)榷鄠€工藝系統(tǒng)為一體的綜合性生產(chǎn)過程，主要包括輸油脫水、污水淺處理、污水深處理、注水、鍋爐和配電等生產(chǎn)崗位或工藝環(huán)節(jié)。目前，各大油田聯(lián)合站生產(chǎn)工藝過程的控制主要有人工監(jiān)測控制、常規(guī)儀表自動監(jiān)測控制、計算機(jī)監(jiān)測控制等三種方法。計算機(jī)監(jiān)測控制是從上世紀(jì)七十年代迅速發(fā)展起來的一種功能強(qiáng)大的現(xiàn)代工業(yè)過程控制方法。它采用計算機(jī)技術(shù)與自動化儀表相結(jié)合，對工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種工藝參數(shù)進(jìn)行處理、運(yùn)算、顯示和控制。相對于常規(guī)儀表控制，它可以提供更為復(fù)雜的控制算法，通過對各種相關(guān)參數(shù)進(jìn)行綜合分析，實現(xiàn)協(xié)調(diào)管理和優(yōu)化控制。在油田聯(lián)合站生產(chǎn)過程中，如何合理選擇、設(shè)計安全可靠和便于維護(hù)的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，保證聯(lián)合站生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行和優(yōu)化控制，實現(xiàn)節(jié)能降耗和安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)管理水平，是目前自動化技術(shù)在油田生產(chǎn)應(yīng)用中面臨的重要課題。1.1計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的介紹目前的計算機(jī)監(jiān)控技術(shù)是一門綜合性技術(shù)。它是計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動化技術(shù)的綜合應(yīng)用。所謂計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，就是采用計算機(jī)取代常規(guī)的顯示和調(diào)節(jié)儀表作為工業(yè)數(shù)據(jù)采集和控制過程的處理核心，利用傳感器或變送器將被監(jiān)控對象中的物理參量（如溫度、壓力、流量、液位等）轉(zhuǎn)換為電信號，再將這些電信號經(jīng)輸入裝置轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可識別的數(shù)字量，并且在顯示裝置中以數(shù)字、曲線或圖形的方式顯示出來，從而使操作人員能夠直觀、迅速地了解被監(jiān)控對象的變化過程。同時計算機(jī)還可以將采集的數(shù)據(jù)存儲起來，隨時進(jìn)行分析、統(tǒng)計和顯示并生成各種報表。如果需要對被監(jiān)控的對象進(jìn)行控制，則由計算機(jī)中的應(yīng)用軟件根據(jù)采集到的物理參量的大小和變化情況以及按照工藝要求的設(shè)定值進(jìn)行判斷，然后根據(jù)一定的控制算法在輸出裝置中輸出相應(yīng)的電信號，并推動執(zhí)行裝置動作從而完成相應(yīng)的控制任務(wù)。圖1-1就是一個典型的計算機(jī)測控系統(tǒng)組成原理圖。由于近年來計算機(jī)軟件的迅速發(fā)展，各種可視化應(yīng)用軟件已廣泛應(yīng)用于工業(yè)計算機(jī)系統(tǒng)，能夠為操作者提供更加直觀完善的操作界面，大大豐富了現(xiàn)場監(jiān)視功能。圖1-1計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.2計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點（1）實時性。對工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行實時在線檢測與控制，按優(yōu)先級進(jìn)行采集和輸出調(diào)節(jié)，保證被控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。（2）可靠性。具有在較為惡劣的工業(yè)現(xiàn)場長期工作的能力，并具有良好的故障診斷和維護(hù)性。（3）較強(qiáng)的輸入/輸出能力?？膳c工業(yè)現(xiàn)場的檢測儀表和控制裝置相連接，完成各種測量控制任務(wù)。（4）應(yīng)用軟件豐富。目前大多數(shù)計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以WINDOWS做工作平臺，系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件豐富，可提供良好的人機(jī)界面，特別是組態(tài)軟件更為用戶提供了方便。第二章聯(lián)合站硬件設(shè)計某油田聯(lián)合站工藝流程圖如圖2-1所示。從各個油井的油水混合液經(jīng)過計量罐，進(jìn)入油氣分離器，進(jìn)行油氣分離，分離后的油水混合物進(jìn)入一、二次沉降罐在進(jìn)行油水分離，分離出來的水進(jìn)入污水處理系統(tǒng)進(jìn)行凈化，凈化后的水通過注水泵送入注水井；分離出來的油進(jìn)入凈化罐再次進(jìn)行凈化，然后經(jīng)過輸油泵輸出。圖2-1聯(lián)合站工藝流程圖整個監(jiān)控系統(tǒng)需要處理：1)控制計量罐的液位。2)監(jiān)測油氣分離器的溫度、壓力以及液位。3)監(jiān)測兩個注水泵和外輸泵各自前后的壓力，控制各個泵的起、停、顯示以及運(yùn)行狀況及其報警。4）監(jiān)測四個沉降罐和凈化罐的溫度、壓力及其報警。5）監(jiān)測除油罐的溫度、液位及其報警。6）監(jiān)測緩沖罐的液位、壓力及其報警。7）遍布整個聯(lián)合站的10處氣體濃度監(jiān)測及其報警。2.1初步分析液位、溫度、壓力、氣體濃度監(jiān)測以及各個泵的狀況顯示。其中：液位、溫度、壓力、氣體濃度等信號經(jīng)過相應(yīng)的變送器后都會轉(zhuǎn)換為與現(xiàn)場最大、最小值對應(yīng)4-20mA電流信號，都是模擬量輸入信號。各個泵運(yùn)行狀況很明顯都是對應(yīng)數(shù)字量輸入信號。模擬量輸入通道一般應(yīng)包括幾個組成部分：傳感器、變送器、I/O模塊等。如下圖所示：計算機(jī)計算機(jī)I/O模塊變送器傳感器溫度、壓力、液位飛利浦21寸彩色顯示屏器圖2.2系統(tǒng)模擬量輸入部分設(shè)計示意圖2.2系統(tǒng)硬件組成圖研華工控機(jī)IPC-610COM2UPS電源打印機(jī)西門子SIMATICS7-300PLC研華工控機(jī)IPC-610COM2UPS電源打印機(jī)西門子SIMATICS7-300PLC液位控制壓力監(jiān)測泵狀態(tài)顯示溫度監(jiān)測液位控制壓力監(jiān)測泵狀態(tài)顯示溫度監(jiān)測泵的啟停控制圖2.3監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第三章聯(lián)合站軟件設(shè)計3.1組態(tài)王軟件結(jié)構(gòu)“組態(tài)王6.52”3.2組態(tài)王與下位機(jī)的通訊“組態(tài)王”把每一臺與之通訊的設(shè)備看作是外部設(shè)備，下圖為組態(tài)軟件架構(gòu)。其他工控設(shè)備智能儀表模塊其他工控設(shè)備智能儀表模塊PLCPLC設(shè)備驅(qū)動4模塊模塊模塊PLCPLC動畫顯示畫面數(shù)據(jù)采集線程歷史記錄線程其他線程設(shè)備驅(qū)動1設(shè)備驅(qū)動2設(shè)備驅(qū)動3PLC設(shè)備驅(qū)動4模塊模塊模塊PLCPLC動畫顯示畫面數(shù)據(jù)采集線程歷史記錄線程其他線程設(shè)備驅(qū)動1設(shè)備驅(qū)動2設(shè)備驅(qū)動3其他工控設(shè)備計算機(jī) 外部設(shè)備圖3.1組態(tài)王軟件架構(gòu)3.2建立新工程建立聯(lián)合站監(jiān)控中心，在組態(tài)軟件中建立一個新的工程項目，命名為“聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計”，按照提示建好新的工程項目，如圖3.3。圖3.2組態(tài)王新建工程步驟圖3.33.3畫面設(shè)計工程瀏覽器的使用和Windows的資源管理器類似。工程瀏覽器由菜單欄、工具條、工程目錄顯示區(qū)、狀態(tài)條組成。使用工程瀏覽器，選擇“畫面”并且新建畫面，在畫面制作中使用圖形工具與調(diào)色板等共工具繪制聯(lián)合站工藝流程圖如圖3.4。圖3.4聯(lián)合站工藝流程圖3.4定義外部設(shè)備合數(shù)據(jù)變量1、定義外部設(shè)備下位機(jī)采用PLC，對于組態(tài)王來說也即是外部設(shè)備，它通過串行口與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；定義外部設(shè)備后，組態(tài)王才可以通過I/O變量合他們交換數(shù)據(jù)。在此采用仿真PLC和組態(tài)王通信。仿真PLC可以模擬PLC為組態(tài)王提供數(shù)據(jù)，設(shè)仿真PLC連接在計算機(jī)的COM1口，在組態(tài)王工程瀏覽器的左側(cè)選中COM1，在右側(cè)單擊“新建”，運(yùn)行“設(shè)備配置導(dǎo)向”。圖3.4.1設(shè)備配置步驟1·選擇“仿真PLC”的”串口”項，單擊“下一步”：圖3.4.2設(shè)備配置步驟2·為外部設(shè)備取名，輸入PLC2,單擊“下一步”：圖3.4.3設(shè)備配置步驟3·填寫設(shè)備地址，填入2.5，單擊“下一步”：注：在實際連接設(shè)備時，地址的設(shè)置要和在設(shè)備上配置的地址要一致。圖3.4.4設(shè)備配置步驟4·設(shè)置通訊故障恢復(fù)參數(shù)，在此使用默認(rèn)值，單擊“下一步”：圖3.4.5設(shè)備配置步驟5·檢查后確認(rèn)無誤，單擊“完成”?！ぴO(shè)備定義到此已經(jīng)完成，在工程瀏覽器的右側(cè)可以看見所定義的的設(shè)備PLC2,在打開數(shù)據(jù)詞典時，把I/O變量連接到該設(shè)備上，便可以與組態(tài)王交換數(shù)據(jù)。2、定義數(shù)據(jù)變量數(shù)據(jù)庫是“組態(tài)王”最核心的部分。數(shù)據(jù)庫中變量的集合為“數(shù)據(jù)詞典”，在數(shù)據(jù)詞典中定義工藝過程中需要的變量。圖3.4.6“變量屬性”對話框·依次定義另外的一些變量油氣分離器的溫度、凈化罐的溫度、緩沖罐的液位、壓力除油罐的溫度、液位等變量。3.5動畫連接1、動畫連接“動畫連接”就是建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫變量的對應(yīng)關(guān)系。對已建立的“監(jiān)控中心”，在畫面上的變量的值的大小變化能夠顯示出來，便可以真實的反映現(xiàn)場監(jiān)控情況。2、建立動畫連接·在畫面上雙擊圖形對應(yīng)的“反應(yīng)器”，彈出該對象的動畫連接對話框。圖3.5.1動畫連接對話框·變量名：“\\本站點\凈化罐液位”，分別選擇罐體，填充背景和填充顏色?！ぬ畛湓O(shè)置：如上圖所示?！螕簟按_定”按鈕，完成凈化罐液位的動畫連接。連接后，變量“原料油液位”的變化就通過設(shè)置顏色的填充范圍表示出來，并且填充的高度隨變量值的變化而變化，用同樣的方法將余下的罐及泵做好設(shè)置?！ね瓿珊螽嬅骘@示如下圖所示：圖3.5.2運(yùn)行系統(tǒng)畫面效果.3.6報警和事件1、定義報警組運(yùn)行報警和事件記錄是監(jiān)控軟件必不可少的功能，“組態(tài)王”提供了強(qiáng)有力的支持和簡單的控制運(yùn)行報警和事件記錄方法?！ぴ诠こ虨g覽器中選擇“報警組”，然后進(jìn)入報警組定義。圖3.6.1報警組圖示2、設(shè)置變量的報警定義屬性·設(shè)置變量“計量罐”的報警屬性?！みx擇“數(shù)據(jù)詞典”，在右側(cè)雙擊變量名“計量罐”，在“定義變量”對話框中單擊“報警定義”配置頁，彈出對話框如下圖：圖3.6.2“報警定義”配置頁具體設(shè)置如下：低：0高：40報警組名：聯(lián)合站優(yōu)先級：1·單擊“確定”，關(guān)閉此對話框?！げ捎猛瑯拥姆椒ǘx所有變量的報警屬性。3、建立報警和事件窗口1）建立一個新的畫面作為報警畫面。畫面名稱：“報警”2）繪制報警和事件窗口：在工具箱中選用報警窗口工具，繪制報警窗口如下圖：圖3.6.3繪制報警窗口·雙擊報警窗口對象，彈出“報警窗口配置屬性頁”對話框，并進(jìn)行設(shè)計。圖3.6.4“通用屬性配置頁”設(shè)置·單擊“列屬性”配置頁，設(shè)置如下：圖3.6.5“列屬性”配置頁設(shè)置·單擊“操作屬性”配置頁，設(shè)置如下：顯示工具條：有效允許報警確認(rèn)：有效允許雙擊左鍵：有效·單擊“條件屬性”配置頁，設(shè)置如下：圖3.6.6“條件屬性”配置頁設(shè)置·完成各個報警屬性設(shè)置后，運(yùn)行報警和事件窗口如下：圖3.6.7運(yùn)行報警和事件窗口效果3.7趨勢曲線趨勢曲線用來反應(yīng)數(shù)據(jù)變量隨時間的變化情況。趨勢曲線有兩種：實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線。這兩種曲線外形都類似于坐標(biāo)紙，X軸代表時間，Y軸代表變量的量程百分比。不同的是，在畫面運(yùn)行程序時，實時趨勢曲線隨時間變化自動卷動，以快速反應(yīng)變量的新變化，但不能時間軸“回卷”，不能查閱變量的歷史數(shù)據(jù)；歷史趨勢曲線可以完成歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)查看工作，但它不會自動卷動，而需要通過帶有命令語言的功能按鈕來輔助實現(xiàn)查閱功能。實時趨勢曲線·選中“實時趨勢曲線”工具，然后在畫面上繪制趨勢曲線?！るp擊此實時趨勢曲線對象，彈出“實時趨勢曲線”對話框，對話框設(shè)置如圖3.7.1所示：·單擊“標(biāo)識定義”配置頁，對話框設(shè)置如下圖3.7.2所示：·可以對時間軸和數(shù)據(jù)軸進(jìn)行任意設(shè)置?！螕簟按_定，”關(guān)閉此對話框。保存后激活運(yùn)行系統(tǒng)，畫面運(yùn)行效果如下圖3.7.3所示：·將畫面切換到view中，單擊“打開”，選中實時趨勢曲線，系統(tǒng)運(yùn)行得到實時趨勢曲線曲線運(yùn)行圖3.7.4。圖3.7.1“實時趨勢曲線曲線定義”對話框圖3.7.2“實時趨勢曲線標(biāo)識定義”對話框圖3.7.3“實時趨勢曲線”運(yùn)行效果圖圖3.7.4實時趨勢曲線運(yùn)行圖2、歷史趨勢曲線·在開發(fā)系統(tǒng)中新建畫面，在工具箱中單擊“插入通用空件”，彈出“插入控件”對話框，在列表中選擇“歷史趨勢曲線”，單擊“確定”，然后繪制一個矩形框，如下圖所示：圖3.7.4歷史曲線控件·單擊右鍵，選擇“控件屬性”命令，彈出控件屬性對話框，進(jìn)行屬性設(shè)置，按照要求設(shè)置數(shù)據(jù)，設(shè)置完成后單擊“確定”，便可得到如下圖所示：圖3.7.5歷史趨勢曲線·單擊“文件”按鈕，將畫面切換到view畫面，進(jìn)行演示實驗，選擇“畫面”，單擊“歷史趨勢曲線”，點“確定”，便可得到歷史趨勢曲線演示圖，如下圖所示：圖3.7.6歷史曲線控件運(yùn)行效果圖3.8報表系統(tǒng)1、數(shù)據(jù)報表的用途數(shù)據(jù)報表可以反應(yīng)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，是生產(chǎn)中不可缺少的一部分。它能反應(yīng)系統(tǒng)實時的生產(chǎn)情況，也能對長期的生產(chǎn)過程進(jìn)行統(tǒng)計、分析，使管理人員能夠?qū)崟r掌握和分析生產(chǎn)情況。在這里制作聯(lián)合站的實時數(shù)據(jù)報表，以便隨時分析、掌握。制作實時數(shù)據(jù)報表在組態(tài)王工具箱內(nèi)選擇“報表窗口”工具，在報表畫面上繪制報表。如圖所示：圖3.7.7繪制報表雙擊報表窗口的灰色部分，彈出“報表設(shè)計”對話框，對話框進(jìn)行如下設(shè)計如下圖：圖3.7.8“報表設(shè)計”對話框?qū)M態(tài)王報表畫面進(jìn)行設(shè)置，選中兩個單元格區(qū)域，進(jìn)行單元格合并，在報表工具箱里輸入“實時數(shù)據(jù)報表”，單擊“輸入”。在單元格中設(shè)置報表時間，從“數(shù)據(jù)詞典”中選擇日期、時間（日期、時間前必須加“=”）。在A4單元格中輸入“沉降罐壓力”文本值，再選中B4單元格，從“數(shù)據(jù)詞典”中選擇“沉降罐壓力”，并再往前面加“=”，選擇輸入。如下圖所示：圖3.7.9報表設(shè)置畫面3、保存報表在“文件”中選擇“全部保存”，將畫面切換到view畫面，進(jìn)行演示實驗。則畫面如圖所示：圖3.9.10報表畫面運(yùn)行效果3、制作歷史數(shù)據(jù)報表歷史數(shù)據(jù)報表的設(shè)計方法與實時數(shù)據(jù)報表的制作方法一致，報表樣式如圖所示：圖3.9.11歷史數(shù)據(jù)報表設(shè)計運(yùn)行組態(tài)王，打開歷史數(shù)據(jù)報表，運(yùn)行結(jié)果如下圖所示：圖3.9.12歷史數(shù)據(jù)報表運(yùn)行效果圖參考文獻(xiàn)[1]《石油安全工程》課程設(shè)計指導(dǎo)書徐竟天、汪躍龍[2]《組態(tài)王軟件使用說明》北京亞控科技發(fā)展有限公司[3]《計算機(jī)監(jiān)控原理》附錄（1）計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的被用于各種工業(yè)生產(chǎn)，特別是一些高危行業(yè)，本次聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計促使我們熟悉并且自己動手實踐?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒LC）最初是專為工業(yè)控制而設(shè)計的計算機(jī)，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，但PLC的人機(jī)界面較弱。20世紀(jì)90年代后，許多PLC都配備有通信接口，將PC機(jī)通過通信網(wǎng)絡(luò)PLC相連接，實現(xiàn)信息的傳送和交換。這樣就將PLC的高可靠性與PC機(jī)的友好人機(jī)界面相結(jié)合，這種類型的計算機(jī)控制系統(tǒng)稱為PLC，也可以說是一種小型DCS。在該類系統(tǒng)中，PC機(jī)作為上位機(jī)提供良好的人機(jī)界面，進(jìn)行全系統(tǒng)的監(jiān)控和管理；而PLC作為下位機(jī)，執(zhí)行可靠有效的分散控制。因此，即使上位機(jī)出現(xiàn)故障，也不會影響生產(chǎn)過程的正常進(jìn)行，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。通過對計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)投用前后的現(xiàn)場重要工參數(shù)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，該監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)界面控制平穩(wěn)，壓力控制穩(wěn)定的控制目標(biāo)。自動控制系統(tǒng)投入運(yùn)行后，各項生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了工藝要求。與人工控制相比，自動控制使生產(chǎn)過程更加平穩(wěn)，生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)的控制效果更加理想。（2）計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的選型、設(shè)計應(yīng)注意的問題計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)不僅是一個理論問題，同時更是一個實際工程問題，必須遵循可靠性、方便性、開放性、經(jīng)濟(jì)性和開發(fā)周期短等原則。具體地說，選擇監(jiān)控系統(tǒng)的方案和系統(tǒng)軟硬件配置時，應(yīng)該根據(jù)被監(jiān)控的生產(chǎn)過程的規(guī)模、資金情況和實際需要進(jìn)行綜合考慮。對于規(guī)模較小且技術(shù)要求相對較低的小型系統(tǒng)，可以由用戶自行設(shè)計和開發(fā)硬件或軟件；而對于大中型的或技術(shù)要求相對較高的系統(tǒng)，應(yīng)首先考慮選擇市場上已有的各種標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和軟件產(chǎn)品，經(jīng)過二次開發(fā)后，組裝成一個計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的選擇和設(shè)計，應(yīng)以獲得最佳的性能價格比，完善的監(jiān)控功能，良好的可靠性、開放性及可維護(hù)性，并盡量縮短開發(fā)周期，從而給企業(yè)帶來理想的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益為前提。實踐證明，與傳統(tǒng)的人工監(jiān)控系統(tǒng)相比，計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有更好的靈活性和可靠性，更適宜在油田生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。目錄第一章緒論 31.1計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的介紹 31.2計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點 4第二章聯(lián)合站軟件設(shè)計 42.1組態(tài)王軟件結(jié)構(gòu) 42.2組態(tài)王與下位機(jī)的通訊 52.3建立新工程 52.4畫面設(shè)計 62.5定義外部設(shè)備合數(shù)據(jù)變量 72.6動畫連接 132.7趨勢曲線 142.8報表系統(tǒng) 18參考文獻(xiàn) 21附錄 22第一章緒論聯(lián)合站是轉(zhuǎn)油站的一種，但由于其功能較多，在油田上普遍存在。站內(nèi)包括有脫水站，轉(zhuǎn)油站系統(tǒng)，原油穩(wěn)定系統(tǒng)，污水處理系統(tǒng)，注水系統(tǒng)，天然氣處理系統(tǒng)等。它是油氣集中處理聯(lián)合作業(yè)站的簡稱。聯(lián)合站是油田原油集輸生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)工藝過程，它是集油水分離、污水處理、原油及天然氣集輸?shù)榷鄠€工藝系統(tǒng)為一體的綜合性生產(chǎn)過程，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。目前，各大油田聯(lián)合站生產(chǎn)工藝過程的控制主要有人工監(jiān)測控制、常規(guī)儀表自動監(jiān)測控制、計算機(jī)監(jiān)測控制等三種方法。計算機(jī)監(jiān)測控制是一種功能強(qiáng)大的現(xiàn)代工業(yè)過程控制方法。它采用計算機(jī)技術(shù)與自動化儀表相結(jié)合，對工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種工藝參數(shù)進(jìn)行處理、運(yùn)算、顯示和控制。相對于常規(guī)儀表控制，它可以提供更為復(fù)雜的控制算法，通過對各種相關(guān)參數(shù)進(jìn)行綜合分析，實現(xiàn)協(xié)調(diào)管理和優(yōu)化控制。在現(xiàn)在的油田聯(lián)合站生產(chǎn)過程中，如何更好更合理的利用計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)保證聯(lián)合站的生產(chǎn)成為現(xiàn)在油田生產(chǎn)應(yīng)用所面臨的重要課題。1.1計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的介紹目前的計算機(jī)監(jiān)控技術(shù)是一門綜合性技術(shù)。它是計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動化技術(shù)的綜合應(yīng)用。所謂計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，就是采用計算機(jī)取代常規(guī)的顯示和調(diào)節(jié)儀表作為工業(yè)數(shù)據(jù)采集和控制過程的處理核心，利用傳感器或變送器將被監(jiān)控對象中的物理參量（如溫度、壓力、流量、液位等）轉(zhuǎn)換為電信號，再將這些電信號經(jīng)輸入裝置轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可識別的數(shù)字量，并且在顯示裝置中以數(shù)字、曲線或圖形的方式顯示出來，從而使操作人員能夠直觀、迅速地了解被監(jiān)控對象的變化過程。同時計算機(jī)還可以將采集的數(shù)據(jù)存儲起來，隨時進(jìn)行分析、統(tǒng)計和顯示并生成各種報表。如果需要對被監(jiān)控的對象進(jìn)行控制，則由計算機(jī)中的應(yīng)用軟件根據(jù)采集到的物理參量的大小和變化情況以及按照工藝要求的設(shè)定值進(jìn)行判斷，然后根據(jù)一定的控制算法在輸出裝置中輸出相應(yīng)的電信號，并推動執(zhí)行裝置動作從而完成相應(yīng)的控制任務(wù)。圖1-1就是一個典型的計算機(jī)測控系統(tǒng)組成原理圖。由于近年來計算機(jī)軟件的迅速發(fā)展，各種可視化應(yīng)用軟件已廣泛應(yīng)用于工業(yè)計算機(jī)系統(tǒng)，能夠為操作者提供更加直觀完善的操作界面，大大豐富了現(xiàn)場監(jiān)視功能。圖SEQ圖表\*ARABIC1.1計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組成原理圖1.2計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點（1）實時性。對工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行實時在線檢測與控制，按優(yōu)先級進(jìn)行采集和輸出調(diào)節(jié)，保證被控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。（2）可靠性。具有在較為惡劣的工業(yè)現(xiàn)場長期工作的能力，并具有良好的故障診斷和維護(hù)性。（3）較強(qiáng)的輸入/輸出能力?？膳c工業(yè)現(xiàn)場的檢測儀表和控制裝置相連接，完成各種測量控制任務(wù)。（4）應(yīng)用軟件豐富。目前大多數(shù)計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以WINDOWS做工作平臺，系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件豐富，可提供良好的人機(jī)界面，特別是組態(tài)軟件更為用戶提供了方便。第二章聯(lián)合站軟件設(shè)計2.1組態(tài)王軟件結(jié)構(gòu)組態(tài)軟件系統(tǒng)是集多年P(guān)LC工程應(yīng)用、開發(fā)和服務(wù)經(jīng)驗,基于WindowsNT、Windows2000/XP操作平臺,獨立研制開發(fā)的純32位、高檔次的軟件,其運(yùn)行穩(wěn)定、速度快、簡單易用、功能強(qiáng)大、擴(kuò)展性好,能為用戶提供經(jīng)濟(jì)完善的工業(yè)自動化監(jiān)控解決方案;已經(jīng)被成功應(yīng)用于冶金、化工、電力、環(huán)保、筑路、核輻照、煙草、啤酒、鐵路、煤炭、樓宇、水處理、鍋爐、碼頭輸送等各個行業(yè),經(jīng)實踐證實適合所有的大中小型自動化項目應(yīng)用?！敖M態(tài)王6.51”是采用了多線程、COM組件等新技術(shù)的人機(jī)界面軟件，實現(xiàn)了實時多任務(wù)，軟件運(yùn)行穩(wěn)定可靠。組態(tài)軟件包括工程瀏覽器、工程管理器、畫面運(yùn)行系統(tǒng)三部分組成。在工程瀏覽器中可以查看工程的各個組成部分，也可以完成數(shù)據(jù)庫的構(gòu)造、定義外部設(shè)備等工作；工程管理器內(nèi)嵌畫面管理系統(tǒng)，用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理。畫面的開發(fā)和運(yùn)行由畫面制作系統(tǒng)合工程運(yùn)行系統(tǒng)來完成。2.2組態(tài)王與下位機(jī)的通訊“組態(tài)王”把每一臺與之通訊的設(shè)備看作是外部設(shè)備，下圖為組態(tài)軟件架構(gòu)。其他工控設(shè)備智能儀表模塊PLC組態(tài)王其他工控設(shè)備智能儀表模塊PLC動畫顯示畫面數(shù)據(jù)采集線程歷史記錄線程其他線程PLC模塊模塊動畫顯示畫面數(shù)據(jù)采集線程歷史記錄線程其他線程PLC模塊模塊PLC設(shè)備驅(qū)動1模塊PLC設(shè)備驅(qū)動2PLC設(shè)備驅(qū)動2設(shè)備驅(qū)動3設(shè)備驅(qū)動3其他工控設(shè)備設(shè)備驅(qū)動4其他工控設(shè)備設(shè)備驅(qū)動4計算機(jī) 外部設(shè)備圖2.1組態(tài)王軟件架構(gòu)2.3建立新工程建立聯(lián)合站監(jiān)控中心，在組態(tài)軟件中建立一個新的工程項目，命名為“聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計”，按照提示建好新的工程項目，如圖2.2和2.3圖SEQ圖表\*ARABIC2.2組態(tài)王新建工程步驟圖2.32.4畫面設(shè)計工程瀏覽器的使用和Windows的資源管理器類似。工程瀏覽器由菜單欄、工具條、工程目錄顯示區(qū)、狀態(tài)條組成。使用工程瀏覽器，選擇“畫面”并且新建畫面，在畫面制作中使用圖形工具與調(diào)色板等共工具繪制聯(lián)合站工藝流程圖如圖3.4。圖2.4聯(lián)合站工藝流程圖2.5定義外部設(shè)備合數(shù)據(jù)變量1、定義外部設(shè)備下位機(jī)采用PLC和儀表，對于組態(tài)王來說就是外部設(shè)備，它通過串行口與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；定義外部設(shè)備后，組態(tài)王才可以通過I/O變量合他們交換數(shù)據(jù)。在組態(tài)王工程瀏覽器的左側(cè)選中COM1，在右側(cè)單擊“新建”，運(yùn)行“設(shè)備配置導(dǎo)向”。圖2.5設(shè)備配置步驟1圖2.6設(shè)備配置步驟2·為外部設(shè)備取名，輸入PLC2,單擊“下一步”：圖2.7設(shè)備配置步驟3·填寫設(shè)備地址，填入2.2，單擊“下一步”：·注：在實際連接設(shè)備時，地址的設(shè)置要和在設(shè)備上配置的地址要一致。圖2.8設(shè)備配置步驟4·設(shè)置通訊故障恢復(fù)參數(shù)，在此使用默認(rèn)值，單擊“下一步”：圖2.9設(shè)備配置步驟5·檢查后確認(rèn)無誤，單擊“完成”。設(shè)備定義到此已經(jīng)完成，在工程瀏覽器的右側(cè)可以看見所定義的的設(shè)備PLC2,在打開數(shù)據(jù)詞典時，把I/O變量連接到該設(shè)備上，便可以與組態(tài)王交換數(shù)據(jù)。2、定義數(shù)據(jù)變量數(shù)據(jù)庫是“組態(tài)王”最核心的部分。數(shù)據(jù)庫中變量的集合為“數(shù)據(jù)詞典”，在數(shù)據(jù)詞典中定義工藝過程中需要的變量。圖2.10“變量屬性”對話框依次定義另外的一些變量油氣分離器的溫度、凈化罐的溫度、緩沖罐的液位、壓力除油罐的溫度、液位等變量。2.6動畫連接1、動畫連接“動畫連接”就是建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫變量的對應(yīng)關(guān)系。對已建立的“監(jiān)控中心”，在畫面上的變量的值的大小變化能夠顯示出來，便可以真實的反映現(xiàn)場監(jiān)控情況。2、建立動畫連接在畫面上雙擊圖形對應(yīng)的“反應(yīng)器”，彈出該對象的動畫連接對話框。圖2.11動畫連接對話框·變量名：“\\本站點\凈化罐液位”，分別選擇罐體，填充背景和填充顏色。·填充設(shè)置：如上圖所示。·單擊“確定”按鈕，完成凈化罐液位的動畫連接。連接后，變量“原料油液位”的變化就通過設(shè)置顏色的填充范圍表示出來，并且填充的高度隨變量值的變化而變化，用同樣的方法將余下的罐及泵做好設(shè)置。·完成后畫面顯示如下圖所示：圖2.12運(yùn)行系統(tǒng)畫面效果.2.7趨勢曲線趨勢曲線用來反應(yīng)數(shù)據(jù)變量隨時間的變化情況。趨勢曲線有兩種：實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線。這兩種曲線外形都類似于坐標(biāo)紙，X軸代表時間，Y軸代表變量的量程百分比。不同的是，在畫面運(yùn)行程序時，實時趨勢曲線隨時間變化自動卷動，以快速反應(yīng)變量的新變化，但不能時間軸“回卷”，不能查閱變量的歷史數(shù)據(jù)；歷史趨勢曲線可以完成歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)查看工作，但它不會自動卷動，而需要通過帶有命令語言的功能按鈕來輔助實現(xiàn)查閱功能。實時趨勢曲線·選中“實時趨勢曲線”工具，然后在畫面上繪制趨勢曲線?！るp擊此實時趨勢曲線對象，彈出“實時趨勢曲線”對話框，對話框設(shè)置如圖2.6.1·單擊“標(biāo)識定義”配置頁，對話框設(shè)置如下圖2.6.2·可以對時間軸和數(shù)據(jù)軸進(jìn)行任意設(shè)置?！螕簟按_定，”關(guān)閉此對話框。保存后激活運(yùn)行系統(tǒng)，畫面運(yùn)行效果如下圖2.6.3·將畫面切換到view中，單擊“打開”，選中實時趨勢曲線，系統(tǒng)運(yùn)行得到實時趨勢曲線曲線運(yùn)行圖2.6.4圖2.13“實時趨勢曲線曲線定義”對話框圖2.14“實時趨勢曲線標(biāo)識定義”對話框圖2.15“實時趨勢曲線”運(yùn)行效果圖圖2.16實時趨勢曲線運(yùn)行圖2、歷史趨勢曲線·在開發(fā)系統(tǒng)中新建畫面，在工具箱中單擊“插入通用空件”，彈出“插入控件”對話框，在列表中選擇“歷史趨勢曲線”，單擊“確定”，然后繪制一個矩形框，如下圖所示：圖2.17歷史曲線控件·單擊右鍵，選擇“控件屬性”命令，彈出控件屬性對話框，進(jìn)行屬性設(shè)置，按照要求設(shè)置數(shù)據(jù)，設(shè)置完成后單擊“確定”，便可得到如下圖所示：圖2.18歷史趨勢曲線·單擊“文件”按鈕，將畫面切換到view畫面，進(jìn)行演示實驗，選擇“畫面”，單擊“歷史趨勢曲線”，點“確定”，便可得到歷史趨勢曲線演示圖，如下圖所示：圖2.19歷史曲線控件運(yùn)行效果圖2.8報表系統(tǒng)1、數(shù)據(jù)報表的用途數(shù)據(jù)報表可以反應(yīng)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，是生產(chǎn)中不可缺少的一部分。它能反應(yīng)系統(tǒng)實時的