【正文】 ：電壓/電流輸出，設(shè)定/顯示精度：+%FS+1位數(shù)max3臺光纖轉(zhuǎn)換器YZ3301RS485至多模光纖轉(zhuǎn)換器2塊二次儀表HC600對轉(zhuǎn)換器輸出的信號進行處理2塊4變送器壓力傳感器ZFP光纖光柵壓力計光脈沖信號輸出18個溫度傳感器FBGT 系列光脈沖信號輸出分辨率℃20個光纖液位計BTYG系列光脈沖信號輸出分辨率：9個氣體濃度傳感器BXC—02A可燃氣體檢測報警儀16個5控制柜儀表盤柜KG221儀表控制柜，2100900600（高寬深），配套接線端子、端子排、匯線槽及內(nèi)部接線1臺小型操作臺西儀橫河西儀橫河計算機專用平臺1臺 系統(tǒng)監(jiān)控方案設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)采用一臺研華工控機，配21寸飛利浦彩顯，帶有UPS電源的A3幅面彩色噴墨打印機。先由光纖傳感器將現(xiàn)場要監(jiān)測的信號轉(zhuǎn)換成光脈沖信號，通過光纖傳送給光電轉(zhuǎn)換器，將光脈沖信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號，再由二次儀表對電脈沖信號進行處理，最后二次儀表通過研華ADAM4520（RS232到RS485轉(zhuǎn)換）模塊和RS485總線與計算機進行通信，這樣，現(xiàn)場數(shù)據(jù)就可以傳送到計算機了。二次儀表與傳感器配套使用，可對液位、溫度、壓力等信號進行跟蹤測量，從而完成對液位、溫度、壓力及氣體濃度的監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)方案硬件示意圖如圖45圖411 系統(tǒng)硬件示意圖 本章小結(jié)本章主要介紹了張?zhí)烨?lián)合站儲油罐區(qū)的工藝流程，根據(jù)圖紙初步確定I/O的數(shù)目和類型并進行硬件選型，根據(jù)需要監(jiān)測的參數(shù)類型，選擇合適的光纖傳感器。最后設(shè)計光纖傳感安全監(jiān)測系統(tǒng)，利用光纖液位計、光纖壓力計、光纖光柵溫度傳感器等組成光纖傳感安全監(jiān)測系統(tǒng)。5 張?zhí)烨?lián)合站安全監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件的選擇目前的計算機監(jiān)控系統(tǒng)中，制作上位機監(jiān)控程序的方法有多種，如利用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)軟件來制作上位機監(jiān)控程序。由于本系統(tǒng)涉及變量較多，功能要求齊全，所以選用工業(yè)組態(tài)軟件來進行設(shè)計。當(dāng)前流行的組態(tài)軟件很多，如工INTOUCH、FIX、組態(tài)王、虎翼、開物2000等，網(wǎng)絡(luò)通訊功能比較完善，能滿足本系統(tǒng)要求，故采用之。 組態(tài)王的結(jié)構(gòu)組態(tài)王軟件是人機界面軟件，采用了多線程、COM組件等新技術(shù)，實現(xiàn)了實時多任務(wù)，軟件運行穩(wěn)定可靠。（TouchExplorer）、工程管理器（P rojManager）和畫面運行系統(tǒng)（TouchView）三部分組成。在工程瀏覽器中你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)和運行由工程瀏覽器調(diào)用畫面制作系統(tǒng)TOUCHMAKE和工程運行系統(tǒng)TOUCHVIEW來完成。TOUCHMAKE是應(yīng)用工程的開發(fā)環(huán)境。在這個環(huán)境中可以完成畫面設(shè)計、動畫連接等工作。TOUCHMAKE具有先進完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫提供多種數(shù)據(jù)類型，能合理地提取控制對象的特性；對變量報警、趨勢曲線、過程記錄、安全防范等重要功能都有簡潔的操作方法。PROJMANAGER是應(yīng)用程序的管理系統(tǒng)。PROJMANAGER具有很強的管理功能，可用于新工程的創(chuàng)建和刪除，并能對已有工程進行搜索、備份及有效恢復(fù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入和導(dǎo)出。TOUCHVIEW是組態(tài)王軟件的實時運行環(huán)境，在應(yīng)用工程的開發(fā)環(huán)境中建立的圖形畫面只有在TOUCHVIEW中才能運行。TOUCHVIEW從控制設(shè)備中采集數(shù)據(jù)，并存在于實時數(shù)據(jù)庫中。它還負責(zé)把數(shù)據(jù)的變化以動畫的方式形象地表示出來，同時可完成變量報警、操作記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并按實際需求記錄在歷史數(shù)據(jù)庫中。通過用組態(tài)王軟件，可以實現(xiàn)對液位、壓力、溫度的實時監(jiān)控。 組態(tài)王的功能(1) 基本人機界面功能組態(tài)王作為一種應(yīng)用軟件，有很好的人機界面，為用戶提供了豐富的快速應(yīng)用的設(shè)計工具，便利的集成開發(fā)環(huán)境。(2) 強大的通訊功能“組態(tài)王”把每一臺與之通訊的設(shè)備看作是外部設(shè)備，目前能連接PLC、智能儀表、板卡、模塊、變頻器等幾百種外部設(shè)備，為實現(xiàn)和外部設(shè)備的通訊，組態(tài)王內(nèi)置了大量設(shè)備的驅(qū)動作為組態(tài)王與外部設(shè)備的通訊接口。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。圖51 組態(tài)王軟件架構(gòu)組態(tài)王的大部分驅(qū)動程序采用組件（COM）技術(shù)，這種方式使驅(qū)動和組態(tài)王構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，保證了運行系統(tǒng)的高效率，也使系統(tǒng)有很強的擴展性。組態(tài)王與I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換采用以下五種方式。串行通訊方式、DDE方式、板卡方式、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點方式、人機接口卡方式。①串行通訊方式：這是組態(tài)王與I/O設(shè)備之間最常用的一種數(shù)據(jù)交換方式。串行通訊方式使用“組態(tài)王計算機”的串口，I/O設(shè)備通過RS232串行通訊電纜連接到“組態(tài)王計算機”的串口。組態(tài)王最多可與32個串口設(shè)備相連。②DDE方式：DDE(動態(tài)數(shù)據(jù)交換)是Windows的一個標(biāo)準(zhǔn)的傳輸協(xié)議。通過DDE方式任何I/O設(shè)備都可以與“組態(tài)王計算機”進行數(shù)據(jù)交換。在此方式下，DDE服務(wù)程序可以采用自己的方式與I/O設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換，DDE服務(wù)程序與“組態(tài)王”采用標(biāo)準(zhǔn)DDE協(xié)議進行通訊。③板卡方式：板卡類設(shè)備直接插在“組態(tài)王計算機”的擴展槽內(nèi)，“組態(tài)王計算機”通過訪問板卡的I/O地址直接與其進行數(shù)據(jù)交換。④網(wǎng)絡(luò)節(jié)點方式：I/O設(shè)備作為一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點與“組態(tài)王計算機”進行數(shù)據(jù)交換。I/O設(shè)備與“組態(tài)王計算機”之間通過TCP/IP進行網(wǎng)絡(luò)連接。采用此方式的I/O設(shè)備多數(shù)為其它計算機。⑤人機接口卡方式：某些廠家的可編程邏輯控制器(PLC)在與計算機進行數(shù)據(jù)交換時，要求在計算機中安裝一個特殊的人機接口板卡，板卡與可編程邏輯控制器(PLC)之間采用專門的通訊協(xié)議進行通訊?！敖M態(tài)王計算機”通過人機接口卡實現(xiàn)與I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。人機接口卡和連接電纜由PLC生產(chǎn)廠家提供。使用人機接口卡可以與一個PLC連接，也可以與一個PLC的網(wǎng)絡(luò)連接。此外，組態(tài)王還提供驅(qū)動程序開發(fā)軟件包，用戶可使用此軟件包編制自己系統(tǒng)所需的驅(qū)動程序。(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)確性。優(yōu)化措施包括：①需求驅(qū)動的通訊方式：組態(tài)王對全部通訊過程采取動態(tài)管理的方法，只有在上位機需要時進行數(shù)據(jù)采集。對于那些暫時不需要更新的數(shù)據(jù)則盡可能減少通訊。這大大緩解了速率慢的矛盾。②需求合并：組態(tài)王把對一個設(shè)備的多種請求(動畫顯示、歷史數(shù)據(jù)記錄、報表生成等)盡可能的合并，一次采集將滿足多個功能模塊的需求。③打包處理：大多數(shù)的下位機都支持多個數(shù)據(jù)一次采集完成。組態(tài)王充分利用了這個特性，對于提供這種通訊功能的下位機，組態(tài)王將盡可能地把需要采集的變量進行優(yōu)化組合，在一次采集過程中得到大量有效的數(shù)據(jù)，有效地減少了通訊的次數(shù)。(4) 故障診斷與恢復(fù)在工業(yè)現(xiàn)場中，由于通訊故障而引起的損失可能是非常巨大的，為了將這種損失降為最小，組態(tài)王精心優(yōu)化了通訊故障的診斷機制，可以在極短的時間(l2個采集周期)內(nèi)報告故障的發(fā)生，并診斷出出現(xiàn)故障的下位機，這非常有助于現(xiàn)場工程師及時排除險情。組態(tài)王的自動恢復(fù)功能是指：當(dāng)下位機被更換或恢復(fù)運行后，不需要現(xiàn)場工程師對軟件系統(tǒng)作任何干預(yù)，組態(tài)王通過短時間的嘗試后，可以自動恢復(fù)與下位機的通訊。自動恢復(fù)功能對于保障系統(tǒng)可靠運行是非常必要的。當(dāng)一臺下位機發(fā)生故障時，組態(tài)王會自動優(yōu)化通訊鏈，使其與下位機之間的通訊幾乎不受影響，保證了通訊的高效率。(5) 先進的報警和事件管理完善的“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”能檢測到非正常狀態(tài)的發(fā)生，并將報警信息、按照正確的順序登錄到數(shù)據(jù)庫，并且不會丟失任何數(shù)據(jù)，以便事后對它進行分析。組態(tài)王是通過報警和事件這兩種方式通知操作人員過程的活動情況。組態(tài)王的事件驅(qū)動報警的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。報警是過程狀態(tài)出現(xiàn)問題時發(fā)生的警告，同時要求操作人員做出響應(yīng)。組態(tài)王報警系統(tǒng)具有方便、靈活、可靠、易于擴展的特點，提供了多種報警管理功能，包括：基于事件的報警、報警分組管理、報警優(yōu)先級、報警過濾、新增死區(qū)和延時概念等功能，以及通過網(wǎng)絡(luò)的報警管理。(6) 廣泛的數(shù)據(jù)獲取和處理一般地，工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備構(gòu)成的控制網(wǎng)絡(luò)負責(zé)完成自動控制的功能，保證工廠的運行，但它難于讓工廠操作和管理人員看到生產(chǎn)過程的實際運行狀況。組態(tài)王能夠從不同的數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù)，并直觀、形象地顯示出來，供操作和管理人員操作和分析。在組態(tài)王的開放結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)可以與廣泛的數(shù)據(jù)源交換數(shù)據(jù)，如I/O驅(qū)動程序，ODBC數(shù)據(jù)庫，OPC服務(wù)器，動態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)，ActiVeX控件等，同時可以將數(shù)據(jù)以趨勢、報表等形式顯示出來。(7) 強大的網(wǎng)絡(luò)和冗余功能組態(tài)王可以運行在基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)上，使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)上、下位機以及更高層次的連網(wǎng)。另外，隨著網(wǎng)絡(luò)的無限蔓延，組態(tài)王的每一臺數(shù)據(jù)采集站從工業(yè)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，可以被網(wǎng)絡(luò)上的所有其他站點直接訪問，使數(shù)據(jù)在任何時間、任何地點暢通無阻。同時支持分布式網(wǎng)絡(luò)報警、分布式歷史數(shù)據(jù)庫等，功能強大，穩(wěn)定可靠。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)。在一個分布的系統(tǒng)上，可以將整個應(yīng)用程序分配給多個服務(wù)器，以提高項目的整體容量并改善系統(tǒng)的性能。在單主機、單網(wǎng)絡(luò)或單設(shè)備系統(tǒng)中，機器或設(shè)備出現(xiàn)檢修或故障時，整個系統(tǒng)都將停止運行，給生產(chǎn)造成重大損失。組態(tài)王充分考慮到現(xiàn)場的各種需要，提供多重冗余手段，用戶可自由選擇多重冗余方式來構(gòu)造自己的可靠系統(tǒng)。組態(tài)王提供五種冗余方式：I/O通訊冗余、I/O設(shè)備冗余、計算機冗余、系統(tǒng)冗余和網(wǎng)絡(luò)冗余。①I/O通訊冗余：I/O通訊冗余是指控制系統(tǒng)中主機與外部設(shè)備之間建立兩條連接通道。在單通道系統(tǒng)中，外部設(shè)備與主機之間的通訊線路一旦出現(xiàn)故障，將中斷數(shù)據(jù)采集，采用I/O通訊冗余后，系統(tǒng)中主機與外部設(shè)備之間有兩條物理通道，通訊時，若主通道出現(xiàn)故障，從通道將連通，保證了數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性和完整性。正常工作時僅使用主通道與外部設(shè)備通訊，這樣可以減少外部設(shè)備的通訊負擔(dān)。當(dāng)主通道通訊出現(xiàn)中斷時，組態(tài)王會自動切換到從通道工作，當(dāng)主通道恢復(fù)通訊時，組態(tài)王又自動切換到主通道，從通道將自動停止通訊，系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)。②I/O設(shè)備冗余：I/O設(shè)備冗余是指控制系統(tǒng)中有兩臺冗余的外部設(shè)備。在單設(shè)備系統(tǒng)中，外部設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，將中斷數(shù)據(jù)采集。采用I/O設(shè)備冗余，主機可以同時對兩臺外部設(shè)備進行控制。通訊時，若主設(shè)備出現(xiàn)故障，從設(shè)備將繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性和完整性。正常工作時，主設(shè)備采集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送給組態(tài)王，進行正常通訊。當(dāng)主設(shè)備通訊出現(xiàn)中斷時，作為冗余的從設(shè)備將自動啟動，與組態(tài)王進行通訊；當(dāng)主設(shè)備恢復(fù)通訊時，從設(shè)備將自動停止通訊，將通訊的主動權(quán)交給主設(shè)備，系統(tǒng)恢復(fù)正常狀態(tài)。③計算機冗余：計算機冗余是指控制系統(tǒng)中監(jiān)控主機的冗余，是為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行而增加的功能。在單一主機系統(tǒng)中，當(dāng)主機需要檢修或出現(xiàn)故障時，整個系統(tǒng)都將停止運行。為避免這一情形，用戶可以采用計算機冗余，即在系統(tǒng)中增加備用從機。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時，主從機都啟動，但從機并不采集實時數(shù)據(jù)，而是通過網(wǎng)絡(luò)從主機獲取實時數(shù)據(jù)，同時負責(zé)對主機的監(jiān)聽。在主機停機后，從機采集數(shù)據(jù)并完全取代主機的功能。主機恢復(fù)運行后，從機停止數(shù)據(jù)的采集，系統(tǒng)恢復(fù)正常狀況。④系統(tǒng)冗余：系統(tǒng)冗余是在雙機冗余的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，不需要更改任何硬件設(shè)置，是指控制系統(tǒng)中客戶端(Netview)與監(jiān)控主機構(gòu)成的系統(tǒng)冗余。在單系統(tǒng)中，當(dāng)主機需要檢修或出現(xiàn)故障時，客戶端將不能獲取主機的數(shù)據(jù)，在這種情形下，系統(tǒng)將會利用雙系統(tǒng)冗余功能。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時，客戶端(Netview)從主機上獲取數(shù)據(jù)。在主機停機后，客戶端(Netview)將從從機獲取數(shù)據(jù)。主機恢復(fù)運行后，客戶端(Netview)自動切換為從主機獲取數(shù)據(jù)，系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀況。⑤網(wǎng)絡(luò)冗余：在單一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，整個系統(tǒng)都將停止運行。為了避免這一情形，用戶可以采用雙網(wǎng)絡(luò)冗余的方法配置網(wǎng)絡(luò)。雙網(wǎng)絡(luò)冗余是指控制系統(tǒng)中實現(xiàn)兩條物理網(wǎng)絡(luò)連接〔即每臺計算機有兩塊網(wǎng)卡)，系統(tǒng)可以通過兩條網(wǎng)絡(luò)進行網(wǎng)絡(luò)通訊，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運行。(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)顯示各個流程情況、包括各個控制設(shè)備的運行情況等。一旦發(fā)現(xiàn)故障報警信息，系統(tǒng)即顯示明顯報警畫面，向PLC發(fā)出相應(yīng)動作指令，保存并記錄故障發(fā)生的時間、方位和原因等原始數(shù)據(jù)，還可以根據(jù)客戶需求保存歷史數(shù)據(jù)、定時、實時打印數(shù)據(jù)。組態(tài)王軟件可將過程或生產(chǎn)中發(fā)生的事件清楚地記錄、顯示出來，完成參數(shù)設(shè)定、操作控制和動態(tài)畫面的監(jiān)視。它可顯示當(dāng)前狀態(tài)并按順序記錄，所記錄的數(shù)據(jù)可以全部或有選擇地顯示，也可編輯、輸出?？山Y(jié)合用戶程序進行信息處理、測量值處理和報表打印。運行時，它具有很強的實時性。 監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計軟件的設(shè)計主要進行以下四個步驟：1 設(shè)計圖形界面 2 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫變量 3 建立動畫連接 4 運行和調(diào)試 監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求 此次設(shè)計主要是針對罐區(qū)進行的，因此以罐區(qū)為主要的分析單元，與各罐相連的其他設(shè)備也簡要的分析了一下。聯(lián)合站儲油罐區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)是在聯(lián)合站內(nèi)監(jiān)控中心的控制臺實現(xiàn)對罐區(qū)的監(jiān)測和控制，實現(xiàn)監(jiān)視各個油罐的運行狀態(tài)和運行參數(shù)、接收故障報警信息、通過智能終端設(shè)備下達控制信號，并具有報警功能、操作權(quán)限管理功能、報表統(tǒng)計和打印功能等。(1) 狀態(tài)采集功能：能動態(tài)采集下列信號：各個設(shè)備及原油溫度、設(shè)備及原油壓力、各個罐體的液位、溫度、壓力、各管線的流量、輸油泵運行狀態(tài)以及站區(qū)16點的氣體濃度。(2) 狀態(tài)數(shù)據(jù)的處理與分析：①能對采集數(shù)據(jù)進行存儲；②能對監(jiān)控參數(shù)進行趨勢分析；③能對監(jiān)控參數(shù)進行趨勢預(yù)報；④能對監(jiān)控參數(shù)的異常狀態(tài)進行關(guān)聯(lián)分析。(3) 報警功能：對監(jiān)控參數(shù)能實施報警功能，能進行記錄（包括發(fā)生時間、監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)，相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)等），自動生成異常狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。(4) 集中顯示功能：①