【正文】 可以方便地與上層的管理信息系統(tǒng)集成，上層的計(jì)劃或指令可以方便地下達(dá)到計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) ；同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)信息也可以迅速地上傳，使得上級(jí)管理人員可以隨時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)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(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，主要 進(jìn)行 了監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì) ， 具體介紹了應(yīng)用組態(tài)王 進(jìn)行監(jiān)控軟件的開(kāi)發(fā)，畫(huà)面（ 如趨勢(shì)曲線，實(shí)時(shí)、歷史報(bào)警，實(shí)時(shí)、歷史報(bào)表 ， 報(bào)表查詢等畫(huà)面）的實(shí)現(xiàn) 。 增 壓 點(diǎn) 來(lái) 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(jì) 量東 仁 溝 輸 油 首 站叢 式 井 來(lái) 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(duì)進(jìn)站油氣（來(lái)自長(zhǎng) 2 層增壓點(diǎn)或計(jì)量站、來(lái)自長(zhǎng) 2 層叢式油井以及韓渠聯(lián)合站）進(jìn)行匯集、處理及外輸計(jì)量。 儲(chǔ) 油 罐 3P 6儲(chǔ) 油 罐 2外 輸 泵 1外 輸 泵 2外 輸 泵 4外 輸 泵 3P 3 4P壓 力 計(jì) 1T溫 度 計(jì) 1 流 量 計(jì) 1P含 水 分 析 儀 1P壓 力 計(jì) 2T溫 度 計(jì) 2 流 量 計(jì) 2P含 水 分 析 儀 2V 5V 7儲(chǔ) 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(cè) 器 圖 22 聯(lián)合站原油外輸計(jì)量 監(jiān)控 工藝流程圖 原油外輸計(jì)量的工藝過(guò)程：油井來(lái)油經(jīng)加熱爐加熱后，至氣液分離器進(jìn)行油、氣、水分離。 (4) 原油的計(jì)量計(jì)算要符合相關(guān)國(guó)家及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。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 先 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 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。 (5) 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 。 上位機(jī)監(jiān)控軟件采用北京亞控自動(dòng)化軟件公司開(kāi)發(fā)的組態(tài)王 (Kingview )，通過(guò) RS232 與下位機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 工 控 機(jī)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(hào)智 能 模 塊壓 力信 號(hào)液 位信 號(hào)狀 態(tài)信 號(hào)脈 沖信 號(hào)濃 度信 號(hào). . . . . . 圖 31 控制結(jié)構(gòu) 圖 原油計(jì)量的測(cè)量原理 原油計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)原油的含水率、溫度 、 壓力、流量計(jì)脈沖數(shù)等 ，每 1s 對(duì)原油體積總流量、質(zhì)量流量、體積瞬時(shí)流量、質(zhì)量瞬時(shí)流量 、純?cè)土?等計(jì) 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 算 1 次。 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監(jiān)控系統(tǒng)。 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想 (1) 計(jì)量控制系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)選擇工業(yè)控制機(jī)或工業(yè)計(jì)算機(jī)，嚴(yán)禁選用一般商用計(jì)算機(jī)，以保證系統(tǒng)長(zhǎng)期在線運(yùn)行。 (4) 在商品原油計(jì)量交接中 ， 使用高精度、高可靠性的計(jì)量?jī)x表 ， 減少儀表誤差。 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表包括壓力、溫度、液位、氣體濃度等控制參數(shù)檢測(cè)儀表，還有原油流量計(jì)計(jì)量?jī)x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(dòng)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(qiáng)的通信能力，是能夠執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)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(jī)選擇 監(jiān)控主機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表的控制（下位機(jī)）通信和管理，并為操作和管理人員提供人機(jī)界面服務(wù)，其實(shí)現(xiàn)的功能和自身的可靠性對(duì)分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的整體性能有決定性影響。500 mV),主控 機(jī) IPC 采集模塊 采集模塊 現(xiàn) 場(chǎng) 模 擬 量 檢 測(cè) 現(xiàn) 場(chǎng) 開(kāi) 關(guān) 量 檢 測(cè) 與 控 制 采集模塊 現(xiàn) 場(chǎng) 脈 沖 量 檢 測(cè) RS484/RS232 打印機(jī) 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 電壓輸入 (177。35 V 輸入范圍： 177。 主要特點(diǎn) ： 模式：計(jì)數(shù)（加 /減，雙向）頻率 圖 43 ADAM5080模塊 輸入頻率：頻率模式： ~1000 Hz 計(jì)數(shù)器模式 ： 5000 Hz（最大） 最小脈沖帶寬： 500m sec（頻率模式） 100m sec（計(jì)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(shí)現(xiàn)開(kāi)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(guò)將數(shù)據(jù)及控制信號(hào)使用差分信號(hào)進(jìn)行傳送，克服了 RS232的不足。 (1) 溫度的檢測(cè) 溫度檢測(cè)儀表用來(lái)測(cè)量各轉(zhuǎn)站來(lái)液溫度和各工藝設(shè)備的進(jìn)出口溫度，測(cè)量范圍均為 0100 ℃ ，允許誤差 177。在測(cè)量液位時(shí) ， 液位計(jì)選用德國(guó) E + H 公司插入式單法蘭智能液位計(jì)。該 變送器是工業(yè)用可燃?xì)? 體及有毒氣體安全檢測(cè)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(chǔ)油罐 1 液位 ADAM5017A 0010 ADATDIN0 儲(chǔ)油罐 2 液位 ADATDIN1 儲(chǔ)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(jì)（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(bào)警 ADAM5056 0013 DATDOUT0 原油外輸 溫度報(bào)警 DATDOUT1 儲(chǔ)油罐 液位報(bào)警 DATDOUT2 氣體濃度檢測(cè) 報(bào)警 DATDOUT3 加熱爐 壓力報(bào)警 DATDOUT4 原油外輸 壓力報(bào)警 DATDOUT5 泵組 1 啟停 DATDOUT6 泵組 2 啟停 DATDOUT7 閥 1 開(kāi)關(guān) ADAM5051 0014 DATDIN0 閥 2 開(kāi)關(guān) DATDIN1 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 5 聯(lián)合站原油計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)軟 件設(shè)計(jì) 監(jiān)控系統(tǒng)軟件的 選擇 在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中 ， 開(kāi)發(fā) 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 Windows API 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。畫(huà)面的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行是由工程瀏覽器調(diào)用畫(huà)面制作系統(tǒng) TOUCHMAKE和畫(huà)面運(yùn)行系統(tǒng) TOUCHVIEW來(lái)完成的。利用組態(tài)王豐富的圖庫(kù)，用戶可以大大減少設(shè)計(jì)界面的時(shí)間，從整體上提高工控軟件的能力。如圖 51 所示，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。自動(dòng)恢復(fù)功能對(duì)于保障系統(tǒng)可靠運(yùn)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(guò)來(lái)， 并直觀、形象地顯示出來(lái)，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(cè)到的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、模擬量 采樣數(shù)據(jù)等信息，根據(jù)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在屏幕上動(dòng)態(tài)顯示各個(gè)儲(chǔ)運(yùn)流程情況、包括各個(gè)控制設(shè)備的運(yùn)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(huà)面的圖形界面。這種數(shù)據(jù)交換是雙向的、動(dòng)態(tài)的，就是說(shuō) ： 在 “ 組態(tài) 王 ” 系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，每當(dāng) I/O 變量的值改變時(shí)，該值就會(huì)自動(dòng)寫(xiě)入遠(yuǎn)程應(yīng)用程序 ： 每當(dāng)遠(yuǎn)程應(yīng)用程序中的值改變時(shí)， “ 組態(tài) 王 ” 系統(tǒng)中的變量值也會(huì)自動(dòng)更新。 特殊變量類型有報(bào)警窗口變量、報(bào)警組變量、歷史趨勢(shì)曲線變量、時(shí)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(chǎng)所對(duì)應(yīng)的工況圖、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、實(shí)時(shí)報(bào)表、歷史報(bào)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(shí)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(huà)面 。只有 定義了外部設(shè)備之后，組態(tài)王才能通過(guò) 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(rèn)格式點(diǎn)擊“確定”，點(diǎn)擊“智能模塊”，選擇 “亞當(dāng) 5000 系列” ， 然后點(diǎn)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(chǔ)油罐的液位等以及各個(gè)調(diào)節(jié)閥開(kāi)關(guān)，泵的啟停等。 接下來(lái)在此畫(huà)面中繪制各種圖素。根據(jù)對(duì)油田聯(lián)合站中原油外輸計(jì)量工藝流程自控圖的分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)自控圖的適當(dāng)簡(jiǎn)化，首先確定出監(jiān)控畫(huà)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(dòng)態(tài)顯示等 )；其次，得出哪些參數(shù)需要監(jiān)測(cè)、哪些參數(shù)需要監(jiān)控和哪些參數(shù)需要報(bào)警等；然后進(jìn)行圖形的繪制和相應(yīng)的動(dòng)畫(huà)鏈接。一個(gè)圖形對(duì)象可以同時(shí)定義多個(gè)連接，組合成復(fù)雜的效果，以便滿足實(shí)際中任意的動(dòng)畫(huà)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(jì)語(yǔ)言中的布爾 (BOOL)變量，只有 0， 1 兩種取值 ， 用于表示一些開(kāi)關(guān)量。 數(shù)據(jù)庫(kù)中存放的是 建立動(dòng)畫(huà)連接 時(shí)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(jìn)行信息處理、測(cè)量值處理和報(bào)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(dòng)的報(bào)警方式和緊湊高效的結(jié)構(gòu)使得報(bào)警信息可以被完整地記錄，即使突然發(fā)生大量的報(bào)警也不會(huì)遺漏。 (3) 高效的數(shù)據(jù)采集 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。信息窗口中顯示的信息可以作為一個(gè)文件存于指定的目錄中或是用打印機(jī)打印出來(lái)，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(kāi)發(fā)系統(tǒng)，它將畫(huà)面制作系統(tǒng)中已設(shè)計(jì)的圖形畫(huà)面、命令語(yǔ)言、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序管理、配方管理、數(shù)據(jù)報(bào)告等工程資源進(jìn)行集中管理，并在一個(gè)窗口中進(jìn)行樹(shù)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(diǎn) ： 項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期短 ， 開(kāi)發(fā)費(fèi)用較低 ， 開(kāi)發(fā)成功率高 ； 系統(tǒng)可靠性高 ， 易于操作 ，實(shí)時(shí)性好 ； 通用性好 ， 便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和升級(jí) [16]。 聯(lián)合站原油計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn) 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，與其相配實(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 ADAM501數(shù)字量輸入 ADAM505數(shù)字量輸出 ADAM505脈沖計(jì)數(shù) ADAM5080。流量計(jì)的轉(zhuǎn)子靠其進(jìn)、出口處的微小壓差推動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并不斷地將進(jìn)口的液體經(jīng)空腔計(jì)量后送到出口，轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)經(jīng)密封聯(lián)軸器及傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)，直接指示出流經(jīng)流量計(jì)的液體總量 。根 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 據(jù)工藝重要程度，對(duì)壓力控制和外輸儲(chǔ)油罐的液位檢測(cè)等重要壓力檢測(cè)點(diǎn)位。 ADAM4520能夠幫您輕松地建立起一套基于 PC硬件的 、工業(yè)級(jí)遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)。數(shù)字量輸出是集電極開(kāi)路開(kāi)關(guān)，你可以通過(guò) ADAM5000主單元來(lái)控制。5 V， 177。20個(gè) mA， 需要 125個(gè)歐姆電阻 )組件提供數(shù)據(jù)給工程單位 (mV， V或 mA)的主機(jī)。 分布式數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)選用臺(tái) 灣 ADVANTECH公司 ADAM5000系列 [14]。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的需求及生產(chǎn)進(jìn)程的情況，進(jìn)行工況分析、故障診斷、并圖、文