【正文】 表的類型和型號 [15]。 (1) 溫度的檢測 溫度檢測儀表用來測量各轉(zhuǎn)站來液溫度和各工藝設(shè)備的進(jìn)出口溫度，測量范圍均為 0100 ℃ ，允許誤差 177。1 ℃ ?？紤]到溫度參數(shù)在本工藝系統(tǒng)中只是用于一般性的生產(chǎn)監(jiān)測，我們選用德國 E+H 公司的一體化溫度變送器。 (2) 壓力的檢測 壓力、差壓變送器用來測量各種工藝設(shè)備的工作壓力和單一介質(zhì)容器的液位。根 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 據(jù)工藝重要程度，對壓力控制和外輸儲油罐的液位檢測等重要壓力檢測點(diǎn)位。在選用壓力變送器時，盡量 滿足以下條件：精度高、全天候結(jié)構(gòu)、安裝過程簡單、抗浪涌電壓、穩(wěn)定性高、溫度補(bǔ)償、過程腐蝕保護(hù)、過范圍保護(hù)、反極性保護(hù)、抗射頻十?dāng)_、現(xiàn)場指示、零點(diǎn)正負(fù)遷移。我們選用德國 E + H 公司的一體化 壓力 變送器。 (3) 液位的檢測 在選用液位變送器時，盡量滿足以下條件 ： ① 穩(wěn)定性好、精度高； ② 直接投入被測介質(zhì)中，安裝使用方便； ③ 固態(tài)結(jié)構(gòu)，無可動部件，高可靠性，使用壽命長； ④ 從水、油到粘度較大的糊狀物都可進(jìn)行高精度的測量，不受被測介質(zhì)起泡、沉積、電氣特性的影響； ⑤ 無材料疲勞磨損、對振動、沖擊不敏感； ⑥ 寬范圍的溫度補(bǔ)償； ⑦ 具有電源反相極性保護(hù)及過載限流保護(hù)。在測量液位時 ， 液位計選用德國 E + H 公司插入式單法蘭智能液位計。 (4) 流量的檢測 聯(lián) 合站外輸流量是油田外輸?shù)闹饕嬃坎糠?， 因此它需要精度較高的測量儀表，再者外輸管線較粗 ， 達(dá)到 200 mm， 因此一般流量計很難在此長期可靠的測量。我們采用上海一諾 有限公 司雙轉(zhuǎn) 子流量計LSZ— 100J，如圖 47 所示 ， 輸出信號為24VDC 脈沖信號 ， 通過 ADAM5080 計數(shù)通道采集。 圖 47 雙轉(zhuǎn)子流量計 流量計的計量室由內(nèi)殼體和一對螺旋轉(zhuǎn)子及上下蓋板等組成，它們之間形成若干個已知體積的空腔作為流量計的計量單元。流量計的轉(zhuǎn)子靠其進(jìn)、出口處的微小壓差推動旋轉(zhuǎn)，并不斷地將進(jìn)口的液體經(jīng)空腔計量后送到出口，轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)動次數(shù)經(jīng)密封聯(lián)軸器及傳動系統(tǒng)傳遞給計數(shù)機(jī)構(gòu)，直接指示出流經(jīng)流量計的液體總量 。 (5) 含水率檢測 在油氣集輸儲運(yùn)工程中，原油要經(jīng)過分離、沉降、電脫水、穩(wěn)定等初步加工處理后，才能進(jìn)行外輸或存儲，原油的密度及含水率是原油處理、輸送過程中進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測的主要指標(biāo)，也是作為油品貿(mào)易、外輸過程中凈油量結(jié)算的依據(jù)。 含水率檢測采用西安思坦電子科技有限公 司 YS200 在線原油含水分析儀 ， 經(jīng) RS485 直 接通信采集含水率信號。 (6) 氣體濃度檢測 可燃?xì)怏w濃度檢測選用深圳特安公司的 ES2021T 可 燃 氣體 變送器，如圖 48 所示。該 變送器是工業(yè)用可燃?xì)? 體及有毒氣體安全檢測儀器。它可以固定安裝在有被測 氣體泄漏的室內(nèi)、外危險場所。 圖 48 氣體濃度檢測變送器 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 當(dāng)空氣中有被測氣體或液體揮發(fā)時，變送器即產(chǎn)生與空氣中被測氣體濃度成正比的電信號。 ES2021T 是一種無顯示、 420mA 輸出的可燃、有毒氣體隔爆型變送器 。 聯(lián)合站原油計量監(jiān)控系統(tǒng)硬件實現(xiàn) 根據(jù)項目的要求，本系統(tǒng)的計算機(jī)采用臺灣研華工控機(jī)，具有很高的可靠性，與其相配實時數(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脈沖計數(shù) ADAM5080。 現(xiàn)場檢測儀表包括壓力、溫度、液位等控制參數(shù)檢測儀表，還有原油流量計、可燃?xì)怏w濃度檢測儀裝置等計量儀表。聯(lián)合站原油計量監(jiān)控系統(tǒng)硬件原理如圖 49 所示 。 工 控 機(jī) I P C 6 1 0鍵 盤A D A M 4 5 2 0報 警 及 操 作 提 示顯 示 器打 印 機(jī)A D A M 5 0 0 0 EA D A M 5 0 1 7 A D A M 5 0 5 1A D A M 5 0 8 0 A D A M 5 0 5 6Y S 2 0 0 在線 原 油 含水 分 析 儀溫 度 , 液 位 , 壓力 , 可 燃 氣 體濃 度報 警 設(shè) 備 啟停操 作 運(yùn) 動 狀態(tài)原 油 流 量 計脈 沖R S 4 8 5A D A M 4 5 2 0 圖 49 原油計量監(jiān)控系統(tǒng)硬件原理圖 系統(tǒng)檢測與控制參數(shù)地址分配表 根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)要實現(xiàn)的檢測與控制要求，為了下一章的軟件系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計，編制了如 表 41所 示的地址分配表。 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 儲油罐 1 液位 ADAM5017A 0010 ADATDIN0 儲油罐 2 液位 ADATDIN1 儲油罐 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（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 溫度報警 ADAM5056 0013 DATDOUT0 原油外輸 溫度報警 DATDOUT1 儲油罐 液位報警 DATDOUT2 氣體濃度檢測 報警 DATDOUT3 加熱爐 壓力報警 DATDOUT4 原油外輸 壓力報警 DATDOUT5 泵組 1 啟停 DATDOUT6 泵組 2 啟停 DATDOUT7 閥 1 開關(guān) ADAM5051 0014 DATDIN0 閥 2 開關(guān) DATDIN1 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 5 聯(lián)合站原油計量監(jiān)控系統(tǒng)軟 件設(shè)計 監(jiān)控系統(tǒng)軟件的 選擇 在計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中 ， 開發(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)軟件來制作上位機(jī)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 開 發(fā)。當(dāng)前流行的組態(tài)軟件很多，如INTOUCH， FIX 組態(tài)王、虎翼、開物 2021 等，其中組態(tài)王 性價比高，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)軟件是近年來在工控自動化領(lǐng)域興起的一 種新型軟件開發(fā)技術(shù) ， 通常只需要編制少量的指令和代碼 ， 利用組態(tài)軟件包中的工具 ， 通過硬件組態(tài)、數(shù)據(jù)組態(tài)、圖象組態(tài)等工作即可完成所需應(yīng)用軟件的開發(fā) ， 在監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn) ： 項目開發(fā)周期短 ， 開發(fā)費(fèi)用較低 ， 開發(fā)成功率高 ； 系統(tǒng)可靠性高 ， 易于操作 ，實時性好 ； 通用性好 ， 便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和升級 [16]。 組態(tài) 王軟件簡介 組態(tài)王軟件由北京亞控公司開發(fā) ， 是目前國內(nèi)做得較好的工業(yè)組態(tài)軟件之一，可運(yùn)行在 WIN2021/NT/XP平臺上 ， 適用于中小規(guī)模工業(yè)監(jiān)控機(jī)。它集控制技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)、網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)、圖形技術(shù)于一身 ， 包含動態(tài)顯示、報警、控件、趨勢、及網(wǎng)絡(luò)通信等組件 ， 提供一個友好的用戶界面。 它 采用了多線程、 COM組件等新技術(shù) , 實現(xiàn)了實時多任務(wù)完成 ， 軟件運(yùn)行穩(wěn)定可靠。畫面的開發(fā)和運(yùn)行是由工程瀏覽器調(diào)用畫面制作系統(tǒng) TOUCHMAKE和畫面運(yùn)行系統(tǒng) TOUCHVIEW來完成的。TOUCHVIEW從工業(yè)控制對象中采集數(shù)據(jù) ， 并記錄在實時數(shù)據(jù)庫中。它還負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)變化用動畫方式形象地表示出來 ， 同時完成變量報警、操作記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能 ， 并生成歷史數(shù)據(jù)文件 [17]。 組態(tài)王 軟件的構(gòu)成 (1) 工程管理器 工程管理器主要用于組態(tài)王工程的管理，如新建工程、搜索工程、工程的備份、工程的恢復(fù)、變量的導(dǎo)入導(dǎo)出、定義工程的屬性等。 (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發(fā)系統(tǒng)，它將畫面制作系統(tǒng)中已設(shè)計的圖形畫面、命令語言、設(shè)備驅(qū)動程序管理、配方管理、數(shù)據(jù)報告等工程資源進(jìn)行集中管理，并在一個窗口中進(jìn)行樹形結(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。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 (3) 組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng) 組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)是應(yīng)用程序的集成開發(fā)環(huán)境。工程人員在這個 環(huán)境中完成界面的設(shè)計、動畫連接的定義等。畫面開發(fā)系統(tǒng)具有先進(jìn)完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫中有多種數(shù)據(jù)類型，能合理地抽象控制對象的特性，對數(shù)據(jù)的報警、趨勢曲線、過程記錄、安全防范等重要功能有簡單的操作辦法。利用組態(tài)王豐富的圖庫，用戶可以大大減少設(shè)計界面的時間，從整體上提高工控軟件的能力。 (4) 畫面運(yùn)行系統(tǒng) TOUCHVIEW TOUCHVIEW 是組態(tài)王軟件的實時運(yùn)行環(huán)境，用于顯示畫面開發(fā)系統(tǒng)中建立的動畫圖形畫面，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫與 I/O 服務(wù)程序的數(shù)據(jù)交換。它通過實時數(shù)據(jù)庫管理從一組工業(yè)控制對象采集到的各 種數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成報警、歷史記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并可生成歷史數(shù)據(jù)文件。 (5) 信息窗日 “ 組態(tài)王信息窗口 ” 是一個獨(dú)立的 Windows 應(yīng)用程序，用來記錄、顯示組態(tài)王開發(fā)和運(yùn)行系統(tǒng)在運(yùn)行時的狀態(tài)信息。信息窗口中顯示的信息可以作為一個文件存于指定的目錄中或是用打印機(jī)打印出來，供用戶查閱。當(dāng)工程瀏覽器、 TouchView、 I/O設(shè)備等啟動時，一般會自動啟動信息窗口。 組態(tài)王 軟件的主要功能 (1) 基本人機(jī)界面功能 組態(tài)王作為一 種應(yīng)用軟件，有很好的人機(jī)界面，為用戶提供了豐富的快速應(yīng)用設(shè)計的工具，便利的集成開發(fā)環(huán)境。 (2) 強(qiáng)大通訊功能 “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(yùn)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。 動 畫 顯 示 線 程P L C其 它 工 控 設(shè) 備智 能 儀 表其 它 線 程歷 史 記 錄 線 程數(shù) 據(jù) 采 集 線 程模 塊設(shè) 備 驅(qū) 動 1設(shè) 備 驅(qū) 動 2設(shè) 備 驅(qū) 動 3設(shè) 備 驅(qū) 動 4外 部 設(shè) 備組 態(tài) 王C O M 組 件計 算 機(jī) 圖 51 組態(tài)王和下位機(jī)的通訊 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 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)，即保證了運(yùn)行系統(tǒng)的高效率，也使系統(tǒng)有很強(qiáng)的擴(kuò)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(diǎn)方式、人機(jī)接口卡方式。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。優(yōu)化措施包括 ： ① 需求驅(qū)動的通訊方式 ； ② 需求合并；③ 打包處理。 (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(jī)制，可以在極短的時間 (12 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(jī)，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(jī)被更換或恢復(fù)運(yùn)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(jī)的通訊。自動恢復(fù)功能對于保障系統(tǒng)可靠運(yùn)行是非常必要的 。當(dāng)一臺下位機(jī)發(fā)生故障時，組態(tài)王會自動優(yōu)化通訊鏈，使與其下位機(jī)之間的通訊幾乎不受影響，保證了通訊的高效率。 (5) 先進(jìn)的報警和事件管理 完善的“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”應(yīng)當(dāng)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，并且不能丟失任何數(shù)據(jù)，以便事后對它進(jìn)行分析。組態(tài)王是通過報警和事件這兩種情形通知操作人員過程的活動情況。組態(tài)王的事件驅(qū)動的報警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