【正文】 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，儀西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 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 41 所示 。 系統(tǒng)硬件 配置 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，磁盤驅(qū)動(dòng)器：系統(tǒng)電源狀態(tài)監(jiān)控及磁盤狀態(tài)指示燈，環(huán)境：耐高溫、防震動(dòng)、抗沖擊。 CPU： P4 ，內(nèi)存： DDR 512M，硬盤： HDD 80G，軟驅(qū)： FDD ， C R T工 控 機(jī)I P C — 6 1 0 H / P C A — 6 0 0 6 L V / P 4 、 2 . 4 G5 1 2 M / 8 0 G / I . 4 4 M / 5 2 XR S — 2 3 2 C / R S 4 8 5P C / P P IR S 2 3 2 / R S 4 8 5A D A M 4 5 2 0A D A M 5 0 0 0 E / 4 8 5 — 1A D A M 5 0 0 0 E / 4 8 5 — 2ADAM5017—1ADAM5017—2備用ADAM5051SADAM5056SADAM5080S 7 — 2 0 0C P U 2 2 4 X PE M 2 3 1 E M 2 2 3收 球 筒 溫 度 控 制雙 容 積 單 量 控 制現(xiàn) 場(chǎng) 脈 沖 量 開 關(guān) 量 檢 測(cè) 與 控 制流 量 信 號(hào) 液 位 信 號(hào) 報(bào) 警 信 號(hào)現(xiàn) 場(chǎng) 模 擬 量 檢 測(cè)溫 度 信 號(hào) 壓 力 信 號(hào) 圖 41 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)硬件組成原理圖 光驅(qū)： 52X CDROM，鼠標(biāo) amp。鍵盤。 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 RS485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)的過程協(xié)調(diào)與控制。 如圖 41所示 西門子 PLC S7200 簡(jiǎn)介 采 用德國(guó)西門子的 S7200，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。 S7200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 * 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 S7200 系列 PLC 可提供 4 個(gè)不同的 8 種 CPU。 如圖 42 所示 圖 42 S7200 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）， CPU 221， 222具有 180mA 輸出， CPU 224， CPU 226 分別輸出 280， 400mA?？捎米髫?fù)載電源。 不同的設(shè)備類型 ： CPU 221226 各有 2 種類型 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) ： CPU 221 具有 6 個(gè)輸入點(diǎn)和 4 個(gè)輸出點(diǎn)， CPU 222 具有 8 個(gè)輸入點(diǎn)和 6 個(gè)輸出點(diǎn)， CPU 224 具有 14 個(gè)輸入點(diǎn)和 10 個(gè)輸出點(diǎn)。 CPU 226 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： 412 位模擬量輸入 智能采集模塊 1. ADAM5000E：分布式 RS485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： RS485, 通訊端口： RS485 x1 或 RS232 x1, 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)： 256個(gè) , 通訊速率最高可達(dá) Kbps。 如圖 43所示 2. ADAM5017： 8路通用模擬量輸入模塊 。 如圖 44所示 通道數(shù)： 8路差分 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 43 ADAM5000E 圖 44 ADAM5017 分辨率： 16位 輸入類型： mV, V, mA 隔離電壓： 3000 VDC 輸入范圍： 177。150 mV, 177。500 mV, 177。1 V, 177。5 V, 177。10 V。 177。20 mA 故障和過壓保 護(hù)：可抗177。 35V電壓 采樣速率： 10次 /秒 帶寬 : 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. ADAM5017H： 8路高速模擬量輸入模塊分辨率： 12位，外加符號(hào)位 , 輸入類型 ： mV, V, mA,隔離電壓： 3000 VDC, 高采樣速率： ADAM5000/485amp。5000E: 100采樣點(diǎn) /秒， ADAM5510 amp。 ADAM5511: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： 177。250 mV, 177。500 mV, 177。1 V, 177。5 V, 177。10 V, 0 ~ +500 mV, 0 ~ +1 V, 0 ~ +5 V, 0 ~ +10 V, 0 ~ 20 mA, 4 ~ 20 Ma。 4. ADAM4520： 隔離 RS232 到 RS422/485 轉(zhuǎn)換器 ， 將 RS232 信號(hào)轉(zhuǎn)換成隔離 RS485 信號(hào) 。 如圖 45所示 主要特點(diǎn)： 自動(dòng)內(nèi)部 RS485 總線管理 ， RS485 無(wú)需外部的流控制信號(hào) 3000 VDC 隔離保護(hù) (ADAM4510S/4520) RS485 數(shù)據(jù)線上的瞬態(tài)干擾抑制 傳輸速率可達(dá) 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 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 規(guī)格： 輸入： RS232（ 4 線制） RS232 接口： DB9 接口 輸出： RS485（ 2 線制）或 RS422（ 4 線制） 速度 (bps)： 1200、 2400、 4800、 9600、 k、 k、 k、 k， RTS 控制和 RS422 模式（可切換） RS422/485 接口：插入式螺釘端子 隔離電壓： 3000 VDC 功耗： W 5. ADAM5051： 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： +—+30V 電路類型：上拉電流： ,10千歐電阻接 +5V 功耗： (典型 ) (最大 ) 圖 45 ADAM4520 圖 46 ADAM5056S 6. ADAM5056S： 16路隔離型數(shù)字量輸入模塊 。 如圖 46所示 通道數(shù)： 16個(gè) 數(shù)字量出：集電極開路最大可達(dá) 30V，負(fù)載電流 100mA,最大負(fù)載功率 450mW 7. ADAM5080： 4通道計(jì)數(shù)器 /頻率輸入模塊 。 通道數(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， 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： 500? S（頻率模式） 100? S(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： +—+30V TTL輸入電平：邏輯 0： 0V— 邏輯 1： —5V 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 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： (典型 ) (最大 ) 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)目過程，了解了研華工控機(jī)，西門子 PLC，亞當(dāng)智能模塊的功能。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 5 八號(hào)聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)軟件 實(shí)現(xiàn) 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)軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思想及軟件簡(jiǎn)介 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） 軟件的開發(fā)過程盡量簡(jiǎn)單，開發(fā)盡量周期短； （ 3） 軟件的性能價(jià)格比高，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。 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)采集與過程控制的專用軟件，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，西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 易學(xué)易用。 2021 年推出的組態(tài)王 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 。 （ 1 ） . 組態(tài)王 軟件包由工程管理器 ProjManager 、工程瀏覽器TouchExplorer、畫面開發(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、開放式接口的配置、系統(tǒng)參數(shù)的配置、 WEB 發(fā)布等。 畫面開發(fā)系統(tǒng)： TouchMak 是應(yīng)用工程的開發(fā)環(huán)境，用于完成畫面設(shè)計(jì)、動(dòng)畫連接、程序編寫 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、過程記錄等功能簡(jiǎn)捷操作。 運(yùn)行系統(tǒng)： TouchVew 是組態(tài)王 軟件的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，開發(fā)的畫面只有在此運(yùn)行才能實(shí)時(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況