【文章內(nèi)容簡介】 ：通過控制站，創(chuàng)建系統(tǒng)的O／ I 服務(wù)，完成對現(xiàn)場控制點的數(shù)據(jù)采集，對生產(chǎn)系統(tǒng)的整體運行狀況在操作員站上通過流程畫面、單回路控制畫面、數(shù)據(jù)、聲音的變化體現(xiàn)出來。2）參數(shù)調(diào)整： 在操作員站上，操作員根據(jù)生產(chǎn)需要對運行參數(shù)做出及時 、準(zhǔn)確的調(diào)整 ，如壓力 、溫度、流量 、液位參數(shù)的調(diào)整。3） 報警功能：通過創(chuàng)建報警服務(wù) ，對模擬量、開關(guān)量、硬件設(shè)備和系統(tǒng)運行狀態(tài)進(jìn)行報警監(jiān)視，提供報警發(fā)生時問、報警點、報警說明等報警信息的列表顯示。如當(dāng)空壓機、攪拌電動機出現(xiàn)故障時，屏幕畫面會由綠色變成紅色，并伴隨燈光閃爍、聲音提示的方式進(jìn)行報警，從而提醒操作員及時處理，保證設(shè)備運行安全。4）監(jiān)督功能：通過對歷史參數(shù)的瀏覽、查閱操作記錄及報警信息的處理和分析，監(jiān)督操作人員是否按時完成職責(zé)操作及有無誤操作。當(dāng)發(fā)生故障時，可利用實時和歷史的數(shù)據(jù)，對故障進(jìn)行及時分析，明確故障發(fā)生的原因，以避免故障再次發(fā)生，減少損失[10]。 DCS的通電步驟安裝完畢后，即可通電。通電前，請檢查市電是否正常，UPS 工作是否正常，各電源接線是否準(zhǔn)確。檢查完畢，先對CRT、打印機等設(shè)備上電自檢。隨后，對裝有站組件的機柜上電。接著，再開啟其他工作站和端子柜等。經(jīng)過一段時間的自檢和啟動，所有組件均顯示綠燈，所有CRT 上均顯示畫面，系統(tǒng)即投入正常工作。第3章 控制方案油罐簡介：下圖是立式浮頂式計量罐結(jié)構(gòu)圖。浮頂儲罐是由漂浮在介質(zhì)表面上的浮頂和立式圓柱形罐壁所構(gòu)成。浮頂是由金屬或其他材料制成的，浮頂隨罐內(nèi)介質(zhì)儲量的增加或減少而升降，當(dāng)液面降至一定高度時，浮頂由支柱支撐。浮頂外緣與罐壁之間有環(huán)形密封裝置，罐內(nèi)介質(zhì)始終被內(nèi)浮頂直接覆蓋，減少介質(zhì)揮發(fā)。計量口是在灌頂部進(jìn)行取樣、檢尺和測溫的開口；計量板是位于計量口正下方，檢尺時承住量油尺錘的水平金屬板，也是下計量基準(zhǔn)點的定位板；底量是罐底最高點水平面以下的容量；死量是下計量基準(zhǔn)點水平面以下的容量。下面介紹針對立式浮頂計量罐的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。第3章 控制方 油罐監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計油罐是個大型的多變量被控對象。它要求對油品的種類、液位、溫度、壓力和流量等進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。而這些參數(shù)都是復(fù)雜的具有時變性等特點的變量，所以用DCS系統(tǒng)對其進(jìn)行監(jiān)控是最合適的選擇。對于DCS系統(tǒng)我選擇浙大中控生產(chǎn)的JX300X控制系統(tǒng)。 JX300X控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)廠級，這級屬于管理級，采用大型的管理計算機和打印機，根據(jù)整個油庫的運行狀態(tài)協(xié)調(diào)油庫的生產(chǎn)活動，使得油庫處于最佳的生產(chǎn)狀態(tài)。監(jiān)控級，這一級設(shè)有工程師工作站，監(jiān)控計算機站，數(shù)據(jù)備份打印機。這一級的計算機根據(jù)廠級計算機的命令對油庫的各個控制單元和監(jiān)控單元進(jìn)行實時協(xié)調(diào)控制和實時監(jiān)控，保證油庫正常有序的進(jìn)行生產(chǎn)。控制級，這一級設(shè)有功能群控級，包括局部控制系統(tǒng)和輔助控制系統(tǒng)，主要是PLC，智能儀表控制油庫的液位、溫度、壓力和流量，這一級既能獨立完成控制功能，又能接收監(jiān)控級計算機的控制命令，完成要求的控制動作?，F(xiàn)場級,這一級是各個被控對象的控制系統(tǒng)。這一級設(shè)有測量變送器，執(zhí)行器和監(jiān)控攝像機，分別實現(xiàn)對油庫的參數(shù)測量和控制。 JX300X控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及硬件該系統(tǒng)采用三層通信網(wǎng)絡(luò)，信息管理網(wǎng)、過程控制網(wǎng)和控制站內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。 第一層為信息管理網(wǎng)，采用符合TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)，連接了有關(guān)其他控制現(xiàn)場的網(wǎng)橋以及油庫內(nèi)部的各類管理計算機，用于廠級的信息傳送和管理可以實 JX300X控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時的查看，管理。 第二層是過程控制網(wǎng)，本設(shè)計中采用了雙高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)SetⅡ作為過程控制網(wǎng)路，連接操作站。工程師站和控制站等，傳輸各種實時信息。本設(shè)計中使用集線器來建立過程控制網(wǎng)。 第三層是控制站內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，本設(shè)計中采用主控制卡指揮式令牌網(wǎng)絡(luò)，存儲轉(zhuǎn)發(fā)通信協(xié)議，是控制站各卡件間進(jìn)行信息交換的通道。控制站是系統(tǒng)中直接與現(xiàn)場打交道的I/O單元，完成整個工業(yè)過程的實時監(jiān)控功能。通過在工程師站進(jìn)行軟件設(shè)置和硬件的不同配置可構(gòu)成不同功能的控制結(jié)構(gòu)?？刂普镜闹饕Y(jié)構(gòu)是，機柜、機籠、供電單元和各類卡件組成。它的核心是主控制卡?？刂普镜慕Y(jié)構(gòu)圖如下： JX300X控制站與機籠結(jié)構(gòu)圖：一個機籠最多可以配16塊I/O卡件，其地址依次是015。各機籠后面有SBUSS2總線連接，進(jìn)行相互間通訊。機籠內(nèi)部采用板極熱冗余技術(shù)，卡件可根據(jù)需要實現(xiàn)1：1備份。當(dāng)任何一個設(shè)置為冗余方式的工作發(fā)生故障時，備用卡件就會自動切換，整個系統(tǒng)仍按員進(jìn)程工作，不影響系統(tǒng)的運行。另外系統(tǒng)的主控制卡，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、集線器都采用熱冗余技術(shù)，確保數(shù)據(jù)正常上傳和采集。運用冗余技術(shù)卡件可以帶點插拔，不會影響整個系統(tǒng)的安全運行[11～13]。 油罐控制流程圖圖為油罐的控制流程圖，如圖所示：液位控制選擇開關(guān)控制，閥門選擇氣開閥門。當(dāng)液位采集量滿足：開關(guān)輸出值為5v；當(dāng)液位傳感器采集量為：時開關(guān)輸出值為0v。虛線框內(nèi)為三通電磁閥當(dāng)s端接收到的信號為5v時，b=c既b端壓力等于c端壓力閥門受c端控制壓力控制；當(dāng)s端接收到的信號為0v時，b=a既b端壓力等于a端壓力，a端與大氣相通所以當(dāng)閥門受a端控制時閥門自動關(guān)閉，并且報警。這樣就達(dá)到了控制液位的目的。溫度控制如圖所示：根據(jù)工藝分析選用氣關(guān)閥門，控制方案選擇單回路控制。當(dāng)溫度：TT1控制閥門打開噴淋器開始工作給油罐降溫；當(dāng)氣溫TT1閥門關(guān)閉噴淋器停止工作。壓力控制如流程圖所示：因為油品與空氣接觸會被氧化或者發(fā)生爆炸因此用灌頂充氮氣的方法使外界空氣與油品隔絕，控制方案選擇分程控制。根據(jù)工藝分析控制閥門3選擇氣關(guān)閥門，控制閥門4選擇氣開閥門。這樣設(shè)計保證了油罐內(nèi)始終保持微量正壓。當(dāng)油罐內(nèi)壓力增大時停止充氮氣，而且同時排除適量氮氣，當(dāng)油罐內(nèi)氣壓下降時向油罐內(nèi)充氮氣，同時停止閥門3排氣動作，這樣保證油罐內(nèi)不會產(chǎn)生負(fù)壓情況。流量控制如圖所示：閥門選擇氣開閥門，控制器根據(jù)給定值控制閥門的開度，滿足流量大小的要求。 測量方案與硬件選擇 液位的測量本設(shè)計采用靜壓式測量方法，用雙硅壓阻式壓力傳感器以減小油密度隨溫度變化對液位測量的影響。 液位敏感元件采用IC1431型硅壓阻式壓力傳感器，它是利用腐蝕工藝在單晶體硅片上制成硅杯（)，其中間部分形成硅膜片（即彈性體），然后用離子注入工藝形成一定形狀的力敏應(yīng)變片（線性變化的范圍由制作工藝決定）。硅膜上帶有增益電阻，以其阻值來補償電橋靈敏度的離散性。恒流源Io=，輸出Uo滿量程2V，制作工藝得當(dāng)可使得力敏應(yīng)變片形變量ξ與輸出電壓Uo成線性關(guān)系，即ξ∝Uo。A、B兩端可接取樣電路或放大電路，把輸出信號整定成4~20mA或0~5V的標(biāo)準(zhǔn)信號，即可經(jīng)安全柵輸入智能儀表。 溫度的變化引起液體密度變化（罐內(nèi)油密度的變化主要是受溫度影響），進(jìn)而影響測量精度。盡量減少這種影響是在靜壓力式測量方法中首先要解決的問題。，投放兩個給定距離Ho的IC1431型傳感器，其中一個在油罐底面，兩傳感器輸出的電壓信號經(jīng)安全柵輸入智能儀表作運算處理后顯示測量值并與上位機通信。設(shè)計思想是由靜壓力、彈性體形變與電壓Uo一一對應(yīng)的關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型，通過給定高度求未知高度。由彈性體在其彈性范圍內(nèi)所受拉壓力與形變成正比可知： 硅杯 傳感器電路圖 液位控制方案液體靜壓力p∝形變量ξ，又因ξ∝Uo，故液體靜壓力p∝Uo。對圖4中AB兩點作分析可知 p1=ρTgh=KU1 （1）p=ρTgH=KU (2)聯(lián)立（1）、(2)式得 (3)從式3可看到消除了ρT (T溫度下液體密度）對H的影響，H的測量精度由U、UHo來決定，對傳感器制作工藝和電路的設(shè)計及制作提出了更高的要求。 溫度測量 該監(jiān)控系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)采集是由變送器完成的，溫度變送器采用的是Pt100熱電阻，熱電阻的測量原理是導(dǎo)體或者半導(dǎo)體電阻值隨溫度的變化而變化，把溫度的變化轉(zhuǎn)化為電阻的變化。熱電阻測溫的特點是信號可以遠(yuǎn)傳、靈敏度高、無需參比溫度?？梢杂米骰鶞?zhǔn)儀表。 壓力測量壓力變送器我選擇ZYYLB180壓力變送器。ZYYLB180壓力變送器是江蘇中儀自動化儀表有限公司公司