【正文】 可以方便地與上層的管理信息系統(tǒng)集成，上層的計劃或指令可以方便地下達到計算機監(jiān)控系統(tǒng) ；同時，現(xiàn)場的各種實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)信息也可以迅速地上傳，使得上級管理人員可以隨時了解現(xiàn)場的生產(chǎn)情況 ， 這樣就可以大大地提高工作效率和管理水平 [5]。第五章聯(lián)合站原油計量監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計，主要 進行 了監(jiān)控軟件的設(shè)計 ， 具體介紹了應(yīng)用組態(tài)王 進行監(jiān)控軟件的開發(fā)，畫面（ 如趨勢曲線，實時、歷史報警，實時、歷史報表 ， 報表查詢等畫面）的實現(xiàn) 。 增 壓 點 來 油雙 容 積 單 量套 管 換 熱 器 緩 沖 罐 沉 降 罐凈 化 油 罐外 輸 泵外 輸 計 量東 仁 溝 輸 油 首 站叢 式 井 來 油 收 球 筒 圖 21 原油生產(chǎn)工藝流程 張?zhí)烨?lián)合站的任務(wù)是對進站油氣（來自長 2 層增壓點或計量站、來自長 2 層叢式油井以及韓渠聯(lián)合站）進行匯集、處理及外輸計量。 儲 油 罐 3P 6儲 油 罐 2外 輸 泵 1外 輸 泵 2外 輸 泵 4外 輸 泵 3P 3 4P壓 力 計 1T溫 度 計 1 流 量 計 1P含 水 分 析 儀 1P壓 力 計 2T溫 度 計 2 流 量 計 2P含 水 分 析 儀 2V 5V 7儲 油 罐 1加 熱 爐 1加 熱 爐 2外 輸 至 東 仁 溝 首 站外 輸 至 韓 渠 聯(lián) 合 站可 燃 性 氣 體 探 測 器 圖 22 聯(lián)合站原油外輸計量 監(jiān)控 工藝流程圖 原油外輸計量的工藝過程：油井來油經(jīng)加熱爐加熱后，至氣液分離器進行油、氣、水分離。 (4) 原油的計量計算要符合相關(guān)國家及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。計算機監(jiān)測控制系統(tǒng)設(shè)計的一個原則 ， 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的技術(shù)，其原因如下： ① 先進的技術(shù)可以獲得更好的監(jiān)測控制效果，從而可能獲得更高的經(jīng)濟效益，因此在保證可靠性和經(jīng)濟上允許的前提下，應(yīng)盡可能采用先進的技術(shù)； ② 計算機技術(shù)發(fā)展十分迅速，硬件和軟件更新?lián)Q代的周期越來越短，采用 先 進的技術(shù)意味著延長系統(tǒng)的生命期限； ③ 計算機監(jiān)測控制系統(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，先進技術(shù)的采用可以大 大 提高整套設(shè)備的附加值，帶來可觀的經(jīng)濟和社會效益。 (5) 節(jié)省時間 系統(tǒng)設(shè)計 (包括生產(chǎn)、安裝、調(diào)試、投運等環(huán)節(jié) )時間應(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)濟效益，這在市場競爭的環(huán)境下尤為重要； ② 計算機硬軟件的技術(shù)發(fā)展十分迅速，更新?lián)Q代很快，而其價格又呈下降趨勢，要保持性能價格比高的優(yōu)勢，時間是一個重要的因素； ③ 盡量縮短設(shè)計周期，可以降低整個 系統(tǒng)的開發(fā)費用 。 上位機監(jiān)控軟件采用北京亞控自動化軟件公司開發(fā)的組態(tài)王 (Kingview )，通過 RS232 與下位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 工 控 機A D A M 4 5 2 0R S 2 3 2 / R S 4 8 5智 能 模 塊溫 度信 號智 能 模 塊壓 力信 號液 位信 號狀 態(tài)信 號脈 沖信 號濃 度信 號. . . . . . 圖 31 控制結(jié)構(gòu) 圖 原油計量的測量原理 原油計量監(jiān)控系統(tǒng)在線實時檢測原油的含水率、溫度 、 壓力、流量計脈沖數(shù)等 ，每 1s 對原油體積總流量、質(zhì)量流量、體積瞬時流量、質(zhì)量瞬時流量 、純原油量 等計 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 算 1 次。 本系統(tǒng)的工業(yè)控制計算機采用臺灣研華工控機，具有很高的可靠性；監(jiān)控部分采用研華分布式監(jiān)控系統(tǒng)。 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計思想 (1) 計量控制系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)選擇工業(yè)控制機或工業(yè)計算機，嚴(yán)禁選用一般商用計算機，以保證系統(tǒng)長期在線運行。 (4) 在商品原油計量交接中 ， 使用高精度、高可靠性的計量儀表 ， 減少儀表誤差。 現(xiàn)場檢測儀表包括壓力、溫度、液位、氣體濃度等控制參數(shù)檢測儀表，還有原油流量計計量儀表。而 ADAM5000系列分布式數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)已在各種工業(yè)自動化得到廣泛的應(yīng)用，很容易與 PC網(wǎng)絡(luò)相連，具有較大的內(nèi)存空間，很強的通信能力，是能夠執(zhí)行現(xiàn)場關(guān)鍵控制策略的多任務(wù)操作系統(tǒng)。 系統(tǒng)監(jiān)控主機選擇 監(jiān)控主機負責(zé)對現(xiàn)場檢測儀表的控制（下位機）通信和管理，并為操作和管理人員提供人機界面服務(wù)，其實現(xiàn)的功能和自身的可靠性對分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)的整體性能有決定性影響。500 mV),主控 機 IPC 采集模塊 采集模塊 現(xiàn) 場 模 擬 量 檢 測 現(xiàn) 場 開 關(guān) 量 檢 測 與 控 制 采集模塊 現(xiàn) 場 脈 沖 量 檢 測 RS484/RS232 打印機 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 電壓輸入 (177。35 V 輸入范圍： 177。 主要特點 ： 模式：計數(shù)（加 /減，雙向）頻率 圖 43 ADAM5080模塊 輸入頻率：頻率模式： ~1000 Hz 計數(shù)器模式 ： 5000 Hz（最大） 最小脈沖帶寬： 500m sec（頻率模式） 100m sec（計數(shù)器模式） 可編程數(shù)字躁聲濾波器： 865000微秒 隔離電壓： 1000 VRMS (3) ADAM5051 模塊 實現(xiàn)開關(guān)量的 輸入 ADAM5051提供十六路數(shù)字量輸入通道。 RS422和 RS485標(biāo)準(zhǔn)通過將數(shù)據(jù)及控制信號使用差分信號進行傳送，克服了 RS232的不足。 (1) 溫度的檢測 溫度檢測儀表用來測量各轉(zhuǎn)站來液溫度和各工藝設(shè)備的進出口溫度，測量范圍均為 0100 ℃ ，允許誤差 177。在測量液位時 ， 液位計選用德國 E + H 公司插入式單法蘭智能液位計。該 變送器是工業(yè)用可燃氣 體及有毒氣體安全檢測儀器。 表 41 參數(shù)地址分配表 參數(shù)名稱 連接設(shè)備 I/O 地址 寄存器 儲油罐 1 液位 ADAM5017A 0010 ADATDIN0 儲油罐 2 液位 ADATDIN1 儲油罐 3 液位 ADATDIN2 加熱爐 1 溫度 ADATDIN3 加熱爐 2 溫度 ADATDIN4 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 原油外輸溫度 1 ADAM5017A 0010 ADATDIN5 原油外輸溫度 2 ADATDIN6 加熱爐 1 壓力 ADATDIN7 加熱爐 2 壓力 ADAM5017B 0011 ADATDIN0 原油外輸 壓力 1 ADATDIN1 原油外輸 壓力 2 ADATDIN2 可燃性氣體濃度 1 ADATDIN3 可燃性氣體濃度 2 ADATDIN4 可燃性氣體濃度 3 ADATDIN5 可燃性氣體濃度 4 ADATDIN6 外輸流量 1 ADAM5080 0012 RACD0 外輸流量 2 RACD1 加熱爐 溫度報警 ADAM5056 0013 DATDOUT0 原油外輸 溫度報警 DATDOUT1 儲油罐 液位報警 DATDOUT2 氣體濃度檢測 報警 DATDOUT3 加熱爐 壓力報警 DATDOUT4 原油外輸 壓力報警 DATDOUT5 泵組 1 啟停 DATDOUT6 泵組 2 啟停 DATDOUT7 閥 1 開關(guān) ADAM5051 0014 DATDIN0 閥 2 開關(guān) DATDIN1 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 5 聯(lián)合站原油計量監(jiān)控系統(tǒng)軟 件設(shè)計 監(jiān)控系統(tǒng)軟件的 選擇 在計算機監(jiān)控系統(tǒng)中 ， 開發(fā) 上位機的監(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 Windows API 函數(shù)進行上下位機串口通訊；或直接利用工業(yè)組態(tài)軟件來制作上位機程序。畫面的開發(fā)和運行是由工程瀏覽器調(diào)用畫面制作系統(tǒng) TOUCHMAKE和畫面運行系統(tǒng) TOUCHVIEW來完成的。利用組態(tài)王豐富的圖庫，用戶可以大大減少設(shè)計界面的時間，從整體上提高工控軟件的能力。如圖 51 所示，在運行期間，組態(tài)王就可通過驅(qū)動接口和外部設(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。自動恢復(fù)功能對于保障系統(tǒng)可靠運行是非常必要的 。組態(tài)王能夠?qū)?shù)據(jù)從不同的數(shù)據(jù)源取過來， 并直觀、形象地顯示出來，供操作和管理人員操作和分析。 (8) 組態(tài)王組態(tài)和編程 組態(tài)王可讀取 PLC 監(jiān)測到的設(shè)備運行狀態(tài)、模擬量 采樣數(shù)據(jù)等信息，根據(jù)這些實時數(shù)據(jù)，在屏幕上動態(tài)顯示各個儲運流程情況、包括各個控制設(shè)備的運行情況等。 組態(tài)王采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，使用戶可以方便地建立畫面的圖形界面。這種數(shù)據(jù)交換是雙向的、動態(tài)的，就是說 ： 在 “ 組態(tài) 王 ” 系統(tǒng)運行過程中，每當(dāng) I/O 變量的值改變時，該值就會自動寫入遠程應(yīng)用程序 ： 每當(dāng)遠程應(yīng)用程序中的值改變時， “ 組態(tài) 王 ” 系統(tǒng)中的變量值也會自動更新。 特殊變量類型有報警窗口變量、報警組變量、歷史趨勢曲線變量、時間變量四種。因此我們用組態(tài)王編程軟件編程，做出與現(xiàn)場所對應(yīng)的工況圖、實時曲線、歷史曲線、實時報表、歷史報表。工程管理器還提供了“刪除工程”和“搜索工程”，從而完成應(yīng)用工程的搜索和刪除操作；同時提供了應(yīng)用的“恢復(fù)”和“備份”操作。 最后完成如圖 55 所示工況圖畫面 。只有 定義了外部設(shè)備之后，組態(tài)王才能通過 I/O 變量和他們交換數(shù)據(jù)。用同樣的方法我 們可以定義其他智能模塊 ADAM505 ADAM505 ADAM5080 等。 在工程瀏覽器左側(cè)的 COM1 處單擊，再雙擊右側(cè)“新建”圖標(biāo)，采用默認格式點擊“確定”，點擊“智能模塊”，選擇 “亞當(dāng) 5000 系列” ， 然后點擊“ ADAM5017”“串行”，如圖 56 所示。其主要的監(jiān)控參數(shù)：原油的外輸流量、原油的含水率、原油外輸溫度和壓力、加熱爐的溫度和壓力、儲油罐的液位等以及各個調(diào)節(jié)閥開關(guān)，泵的啟停等。 接下來在此畫面中繪制各種圖素。根據(jù)對油田聯(lián)合站中原油外輸計量工藝流程自控圖的分析，實現(xiàn)對自控圖的適當(dāng)簡化，首先確定出監(jiān)控畫面需要顯示的內(nèi)容 (如哪些管道、哪些容器等以及它們采用的顏色、顯示比例大小和是否動態(tài)顯示等 )；其次，得出哪些參數(shù)需要監(jiān)測、哪些參數(shù)需要監(jiān)控和哪些參數(shù)需要報警等；然后進行圖形的繪制和相應(yīng)的動畫鏈接。一個圖形對象可以同時定義多個連接，組合成復(fù)雜的效果，以便滿足實際中任意的動畫顯示需要。 內(nèi)存離散變量、 I/O 離散變量 ： 類似一般程序設(shè)計語言中的布爾 (BOOL)變量，只有 0， 1 兩種取值 ， 用于表示一些開關(guān)量。 數(shù)據(jù)庫中存放的是 建立動畫連接 時定義的變量以及系統(tǒng)預(yù)定義的變量?？山Y(jié)合用戶程序進行信息處理、測量值處理和報表打印。 組態(tài)王的 網(wǎng)絡(luò)是一種基于分布式處理的柔性結(jié)構(gòu)。組態(tài)王的事件驅(qū)動的報警方式和緊湊高效的結(jié)構(gòu)使得報警信息可以被完整地記錄，即使突然發(fā)生大量的報警也不會遺漏。 (3) 高效的數(shù)據(jù)采集 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，同時保證數(shù)據(jù)傳遞的及時和準(zhǔn)確。信息窗口中顯示的信息可以作為一個文件存于指定的目錄中或是用打印機打印出來，供用戶查閱。 (2) 工程瀏覽器 工程瀏覽器是“組態(tài)王”軟件的核心部分和管理開發(fā)系統(tǒng)，它將畫面制作系統(tǒng)中已設(shè)計的圖形畫面、命令語言、設(shè)備驅(qū)動程序管理、配方管理、數(shù)據(jù)報告等工程資源進行集中管理，并在一個窗口中進行樹形結(jié)構(gòu)排列，這種功能 與 Windows 操作 系統(tǒng)中的資源管理器的功能相似。其優(yōu)點 ： 項目開發(fā)周期短 ， 開發(fā)費用較低 ， 開發(fā)成功率高 ； 系統(tǒng)可靠性高 ， 易于操作 ，實時性好 ； 通用性好 ， 便于系統(tǒng)的擴展和升級 [16]。 聯(lián)合站原油計量監(jiān)控系統(tǒng)硬件實現(xiàn) 根據(jù)項目的要求，本系統(tǒng)的計算機采用臺灣研華工控機，具有很高的可靠性，與其相配實時數(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 ADAM501數(shù)字量輸入 ADAM505數(shù)字量輸出 ADAM505脈沖計數(shù) ADAM5080。流量計的轉(zhuǎn)子靠其進、出口處的微小壓差推動旋轉(zhuǎn)，并不斷地將進口的液體經(jīng)空腔計量后送到出口，轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)動次數(shù)經(jīng)密封聯(lián)軸器及傳動系統(tǒng)傳遞給計數(shù)機構(gòu)，直接指示出流經(jīng)流量計的液體總量 。根 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 據(jù)工藝重要程度，對壓力控制和外輸儲油罐的液位檢測等重要壓力檢測點位。 ADAM4520能夠幫您輕松地建立起一套基于 PC硬件的 、工業(yè)級遠程通訊系統(tǒng)。數(shù)字量輸出是集電極開路開關(guān)，你可以通過 ADAM5000主單元來控制。5 V， 177。20個 mA， 需要 125個歐姆電阻 )組件提供數(shù)據(jù)給工程單位 (mV， V或 mA)的主機。 分布式數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)選用臺 灣 ADVANTECH公司 ADAM5000系列 [14]。根據(jù)實際生產(chǎn)過程的需求及生產(chǎn)進程的情況，進行工況分析、故障診斷、并圖、文