【正文】 50℃。 （ 4） 儲存：儲罐容量 1000 m3 兩座，儲存時間 9天。 控制規(guī)范 1 站內重要工藝參數檢測采用計算機控制系統(tǒng)，主要有： （ 1） 三相分離器的壓力指示； （ 2） 兩座儲油罐高低液位指示、報警、溫度變送、指示； （ 3） 計量閥組間接轉站來油管線壓力變送器和溫度變送器； （ 4） 原油 外輸（汽車拉油）電子衡計量讀數指示； 2 其余均為溫度、壓力、液位就地顯示儀表。本章我們進行聯合站監(jiān)控系統(tǒng)的方案 討論 。 控制方案 的 設計是系統(tǒng)設計的核心，如果控制方 案設計不合理，則無論選用何種先進的儀表都不能發(fā)揮其作用。根據安全性、經濟性和穩(wěn)定性三相要求，應用過程控制理論對控制系統(tǒng)進行分析和綜合，最后采用適宜的技術手段加以實現。 其中監(jiān)控中心和監(jiān)控站中監(jiān)控主機為 PC 機 或 工控機，監(jiān)控單元通常由現場儀表構成。同時監(jiān)控系統(tǒng)還提供生成規(guī)定的各種統(tǒng)計資料、圖表等功能。 2. 監(jiān)控站的功能 監(jiān)控站是監(jiān)控系統(tǒng)中數據采集和數據處理的關鍵計算機 ， 它向下與各設備監(jiān)控單元相連，通過串行通信接口接收各設備監(jiān)控單元傳送的數據，進行處理后向上一級傳送。 3. 監(jiān)控中心的功能 監(jiān)控中心是監(jiān)控系統(tǒng)中最高一級計算機。隨著工 業(yè)自動化技術的迅速發(fā)展，綜合自動化控制系統(tǒng)的水平在不斷提高；從單機控制發(fā)展到分布式控制系統(tǒng)（ DCS），隨著可編程控制器（ PLC）性能不斷完善，在 DCS 中得到了廣泛的應用。 聯合站監(jiān)控系統(tǒng)的技術特點 聯合站監(jiān)控系統(tǒng)充分體現信息化和集成化（ Information amp。 監(jiān)控系統(tǒng)的集成性則體現在兩個方面：功能的集成和產品的集成。當今的聯合站監(jiān)控系統(tǒng)更強調系統(tǒng)本身的集成性和解決方案能力，監(jiān)控系統(tǒng)中除保留傳統(tǒng) DCS 所實現的過程控制功能之外，還集成了 PLC、 RTU（ Remote Terminal Unit，遠程終端設備） 、FCS、 各種多回路調節(jié)器 、 各種智能采集或控制單元等。監(jiān)控系統(tǒng)幾乎全部采用 IEC611313 標準進行組態(tài)軟件設計，而該標準原為 PLC 語言設計提供的標準。今天的小型和微型 PLC 不僅具備了過去大型 PLC 的所有基本邏輯運算功能，而且高級運算、通信以及運動控制也能實現。 聯合站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的要求 對于不同的應用對象有不同的具體要求，但對大多數監(jiān)測控制系統(tǒng)的設計來說，運行上可 靠、技術上先進、使用上方便、應用上靈活、時間上節(jié)省、經濟上合理是共同的基本要求。而且計算機監(jiān)測控制系統(tǒng)往往負擔著重要的任務，一旦出現故障，西安石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 12 將造成整個被監(jiān)控過程的混亂，引起嚴重的后果，由此造成的經濟損失往往遠非計算機監(jiān)測控制系統(tǒng)本身的造價所能比擬。特別是對一些影響面大的重要應用系統(tǒng)，如連續(xù)生產過程的控制、電力系統(tǒng)的監(jiān)控等，均不允許故障率高 的系統(tǒng)存在。計算機監(jiān)測控制系統(tǒng)設計的一個原則：不是盲目追求新技術，而是在技術成熟的前提下盡量采用先進的技術，其原因如下： （ 1） 先進的技術可以獲得更好的監(jiān)測控制效果，從而可能獲得更高的經濟效益，因此在保證可靠性和經濟上允許的前提下，應盡可能采用先進的技術 ； （ 2） 計算機技術發(fā)展 十分迅速，硬件和軟件更新換代的周期越來越短，采用進的技術意味著延長系統(tǒng)的生命期限 ； （ 3） 計算機監(jiān)測控制系統(tǒng)大多作為整套生產設備的一部分出現，而高技術含量往往又體現在控制系統(tǒng)上，先進技術的采用可以大提高整套設備的附加值，帶來可觀的經濟和社會效益。 （ 3） 維護方便：系統(tǒng)應盡量采用標準設備及其零件，便于硬件的更換。當應用對象不同時，只需在基本系統(tǒng)中作適當的改動，增減某些硬件模塊，便可滿足對象的要求。軟件的設計也應規(guī)范化、模塊化。程序應可讀性強，清除多余語句，還應有適量的說明注釋，以便于修改。 6. 經濟合理 系統(tǒng)應根據應用對象的要求和當前的市場情況進行具體分析進行全面的經濟技術權衡，這與具體應用對象有密切的關系。 1. 狀態(tài)采集功能 能動態(tài)采集下列信號： 三相分離器液位、熱交換器、儲油罐、沉降罐液位等。 3. 報警功能 對監(jiān)控參數能實施報警功能， 能進行記錄 (包括發(fā)生時間、監(jiān)測參數數據 )。 5. 存儲功能 （ 1） 各種監(jiān)控參數的動態(tài)存儲； （ 2） 各種監(jiān)控參數的異常動態(tài)存儲； （ 3） 控制行為的動態(tài)存儲。 靖邊采油廠八號聯合站計算機監(jiān)控系統(tǒng)總體方案 目前，聯合站計算機 監(jiān)控系統(tǒng)主要有集散型控制系統(tǒng) —DCS(Distributed Control 西安石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 14 System)、分布式控制系統(tǒng) —IPC+PLC 系統(tǒng) (工業(yè)計算機 +可編程序控制器 )及現場總線控制系統(tǒng)（ FCS）及 PLC。當前 DCS 增加了邏輯順序控制功能，使它的應用范圍擴大，過程控制層可以采用 FCS。 由于 DCS 具有以上諸多特點， 靖邊采油廠八號 聯合站采用 DCS 監(jiān)控系統(tǒng)是最佳選擇。 1. 計算機監(jiān)控系統(tǒng)方案： 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 I/O 監(jiān)控系統(tǒng) ADAM5000 系列和西門子 PLC S7200 控制系統(tǒng)，具有很高的可靠性和實時性， 較高的擴展性。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)軟件來開發(fā)。實時軟件采用實時采集與控制接口軟件和 STEP7 控制接口軟件。接口采用 PC/PPI 串口通信方式，以 實現可編程控制器與遠程 I/O 連接。 如圖 32 所是示 圖 32 計算機監(jiān)控系統(tǒng)軟件方案框圖 組態(tài)王 應用軟件 實時應用控制軟件 應用組態(tài)編程軟件 Windows 200NT 實時采集與控制接口軟件 STEP7 控制接口軟件 現場數據采集與實時控制 現場數據采集與實時控制 控制人機界面 西安石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 16 4 八號 聯合站 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件實現 監(jiān)控系統(tǒng)硬件概述 上一章我們確定了監(jiān)控系統(tǒng)的控制方案，并且選擇了相應的控制策略，在本章我們進行系統(tǒng)的硬件設計。 根 據聯合站的工藝特點和工藝設備的技術要求，系統(tǒng)的整體設計分為工控機、PLC、智能輸入輸出模塊以及輸入輸出擴展模塊。 系統(tǒng)硬件設計 項目對硬件的要求 1. 系 統(tǒng)硬件要有很高的安全可靠性 現場儀器儀表要用隔離與防暴功能，控制器要有穩(wěn)定的性能等。 3. 系統(tǒng)硬 件要 有較高擴展性 控制器與模塊能夠使用相應的擴展模塊進行功能擴展（如 PLC 采用模擬量擴展模塊 EM231 與數字量擴展模塊 EM223）?，F場檢測儀表 是生產自動化系統(tǒng)最基礎、最重要的組成部分之一，其可靠性和精度直接影響系統(tǒng)工作的可靠性和技術性能。油田聯合站的生產是油田開采油氣處理中非常重要的生產環(huán)節(jié)，對計量和自控儀表等級的要求比較高，儀表不僅要滿足檢測精度的要求，還要滿足易燃易爆危險場所的安全火花要求，同時聯合站的處理介質有一定的腐蝕性，儀西安石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 17 表傳感器還應具有抗腐蝕的能力。 系統(tǒng)硬件 配置 研華工 控機 采用臺灣研華工控機，支持槽數：支持 14個 ISA或者 ISA/PCI插槽底板的上架式機箱，磁盤驅動器：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、抗沖擊。鍵盤。采用 PPI協(xié)議與下位機 PLC進行通訊，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)議轉換模塊，完成對整個系統(tǒng)的過程協(xié)調與控制。 S7200系列出色表現在以下幾個方面： 西安石油大學本科畢業(yè)設計（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 * 豐富的內置集成功能 * 實時特性 * 強勁的通訊能力 * 豐富的擴展模塊 S7200 系列 PLC 可提供 4 個不同的 8 種 CPU?？捎米髫撦d電源。 數字量輸入 /輸出點 ： CPU 221 具有 6 個輸入點和 4 個輸出點， CPU 222 具有 8 個輸入點和 6 個輸出點， CPU 224 具有 14 個輸入點和 10 個輸出點。 擴展模塊： 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數據采集控制系統(tǒng)八槽控制器 ,可插八個ADAM5000系列模塊 ,通訊總線： RS485, 通訊端口： RS485 x1 或 RS232 x1, 網絡節(jié)點： 256個 , 通訊速率最高可達 Kbps。 如圖 44所示 分辨率： 16位 隔離電壓： 3000 VDC 150 mV, 177。1 V, 177。10 V。20 mA 35V電壓 帶寬 : 3. ADAM5017H： 8路高速模擬量輸入模塊分辨率： 12位，外加符號位 , 輸入類型 ： mV, V, mA,隔離電壓： 3000 VDC, 高采樣速率： ADAM5000/485amp。 ADAM5511:最大 8000采樣點 /秒 , 每個通道均可設置不同的量 程 , 輸入范圍： 177。500 mV, 177。5 V, 177。 4. ADAM4520： 隔離 RS232 到 RS422/485 轉換器 ， 將 RS232 信號轉換成隔離 RS485 信號 。 自動內部 RS485 總線管理 ， RS485 無需外部的流控制信號 RS485 數據線上的瞬態(tài)干擾抑制 聯網距離可達 4000 英尺 電源及數據流有指示燈指示，便于進行故障處理 容易安裝在 DIN 導軌或面板上 西安石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 20 規(guī)格： RS232 接口： DB9 接口 速度 (bps)： 1200、 2400、 4800、 9600、 k、 k、 k、 k， RTS 控制和 RS422 模式（可切換） 隔離電壓： 3000 VDC 數字量輸入電平：邏輯 0：最大 +1V 邏輯 1： +—+30V 功耗： (典型 ) (最大 ) 圖 45 ADAM4520 圖 46 ADAM5056S 6. ADAM5056S： 16路隔離型數字量輸入模塊 。 通道數： 16個 最大計數值： 4， 294， 967， 285(32bit） 輸入電平：隔離或 TTL電平 最小輸入電流： 2mA(隔離 ) TTL輸入電平：邏輯 0： 0V— 邏輯 1： —5V 西安石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 21 模式：計數 (加 /減，雙向 ) 頻率 循環(huán)，可編程數字噪聲濾波： 8微妙到 65毫秒 通過本章硬件設計，使我對計算機的硬件組成有了進一步的認識，同時了解如何用硬件來實現一個工程項目過程，了解了研華工控機，西門子 PLC，亞當智能模塊的功能。本章將進行監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設計，首先選擇組態(tài)軟件，接下來進行軟件的簡介，然后根據 I/O地址表完成系統(tǒng)軟件的開發(fā)設計。 2. 選用系統(tǒng)軟件的原則 （ 1） 滿足聯合站監(jiān)控系統(tǒng)對軟件的要 求； （ 2） 軟件的開發(fā)過程盡量簡單，開發(fā)盡量周期短； （ 3） 軟件的性能價格比高，經濟實惠。組態(tài)軟件是指一些數據采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。對應于原有的 HMI（人機接口軟件， Human Machine Interface）的概念，組態(tài)軟件是一個使用戶能快速建立自己的 HMI 的軟件工具，或開發(fā)環(huán)境。隨著組態(tài)軟件的快速發(fā)展，實時數據庫、實時控制、 SCADA、通訊及聯網、開放數據接口、對 I/O 設備的廣泛支持已經成為它的主要內容，隨著技術的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賦予新的內容。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鍵字的腳本語言支持。 2021 年推出的組態(tài)王 最新版本，提供多種硬件驅動程序〔 PLC、智能儀表、智能模塊、變頻器、板卡〕。 （ 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（內嵌于工程瀏覽器 ）和運行系統(tǒng) TouchVew四部分組成。 工程瀏覽器： TouchExplorer 是應用工程的設計管理配置環(huán)境，進行應用工程的程序語言的設計、變量定義管理、連接設備的配置、開放式接口的配置、系統(tǒng)參數的配置、 WEB 發(fā)布等。它具有先進完善的圖形生成功能；數據詞典提供多種數據類型，能合理地提取控制對象的特性；對變量報警、趨勢曲線、過程記錄等功能簡捷操作。