目錄TOC\o"1-2"\f\h\z\u第一章緒論 21.1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的介紹 31.2計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 3第二章聯(lián)合站硬件設(shè)計(jì) 52.1初步分析 52.2系統(tǒng)硬件組成圖 6第三章聯(lián)合站軟件設(shè)計(jì) 73.1組態(tài)王軟件結(jié)構(gòu) 73.2組態(tài)王與下位機(jī)的通訊 73.2建立新工程 73.3畫(huà)面設(shè)計(jì) 83.4定義外部設(shè)備合數(shù)據(jù)變量 93.5動(dòng)畫(huà)連接 123.6報(bào)警和事件 133.7趨勢(shì)曲線(xiàn) 17參考文獻(xiàn) 24附錄 25第一章緒論聯(lián)合站是油田原油集輸生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)工藝過(guò)程，它是集油水分離、污水處理、原油及天然氣集輸?shù)榷鄠€(gè)工藝系統(tǒng)為一體的綜合性生產(chǎn)過(guò)程，主要包括輸油脫水、污水淺處理、污水深處理、注水、鍋爐和配電等生產(chǎn)崗位或工藝環(huán)節(jié)。目前，各大油田聯(lián)合站生產(chǎn)工藝過(guò)程的控制主要有人工監(jiān)測(cè)控制、常規(guī)儀表自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制、計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制等三種方法。計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制是從上世紀(jì)七十年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種功能強(qiáng)大的現(xiàn)代工業(yè)過(guò)程控制方法。它采用計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化儀表相結(jié)合，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各種工藝參數(shù)進(jìn)行處理、運(yùn)算、顯示和控制。相對(duì)于常規(guī)儀表控制，它可以提供更為復(fù)雜的控制算法，通過(guò)對(duì)各種相關(guān)參數(shù)進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)管理和優(yōu)化控制。在油田聯(lián)合站生產(chǎn)過(guò)程中，如何合理選擇、設(shè)計(jì)安全可靠和便于維護(hù)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，保證聯(lián)合站生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行和優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗和安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)管理水平，是目前自動(dòng)化技術(shù)在油田生產(chǎn)應(yīng)用中面臨的重要課題。1.1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的介紹目前的計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)是一門(mén)綜合性技術(shù)。它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的綜合應(yīng)用。所謂計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，就是采用計(jì)算機(jī)取代常規(guī)的顯示和調(diào)節(jié)儀表作為工業(yè)數(shù)據(jù)采集和控制過(guò)程的處理核心，利用傳感器或變送器將被監(jiān)控對(duì)象中的物理參量（如溫度、壓力、流量、液位等）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再將這些電信號(hào)經(jīng)輸入裝置轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)字量，并且在顯示裝置中以數(shù)字、曲線(xiàn)或圖形的方式顯示出來(lái)，從而使操作人員能夠直觀、迅速地了解被監(jiān)控對(duì)象的變化過(guò)程。同時(shí)計(jì)算機(jī)還可以將采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，隨時(shí)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)和顯示并生成各種報(bào)表。如果需要對(duì)被監(jiān)控的對(duì)象進(jìn)行控制，則由計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用軟件根據(jù)采集到的物理參量的大小和變化情況以及按照工藝要求的設(shè)定值進(jìn)行判斷，然后根據(jù)一定的控制算法在輸出裝置中輸出相應(yīng)的電信號(hào)，并推動(dòng)執(zhí)行裝置動(dòng)作從而完成相應(yīng)的控制任務(wù)。圖1-1就是一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)組成原理圖。由于近年來(lái)計(jì)算機(jī)軟件的迅速發(fā)展，各種可視化應(yīng)用軟件已廣泛應(yīng)用于工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能夠?yàn)椴僮髡咛峁└又庇^完善的操作界面，大大豐富了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視功能。圖1-1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.2計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)（1）實(shí)時(shí)性。對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)與控制，按優(yōu)先級(jí)進(jìn)行采集和輸出調(diào)節(jié)，保證被控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。（2）可靠性。具有在較為惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期工作的能力，并具有良好的故障診斷和維護(hù)性。（3）較強(qiáng)的輸入/輸出能力?？膳c工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)儀表和控制裝置相連接，完成各種測(cè)量控制任務(wù)。（4）應(yīng)用軟件豐富。目前大多數(shù)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以WINDOWS做工作平臺(tái)，系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件豐富，可提供良好的人機(jī)界面，特別是組態(tài)軟件更為用戶(hù)提供了方便。第二章聯(lián)合站硬件設(shè)計(jì)某油田聯(lián)合站工藝流程圖如圖2-1所示。從各個(gè)油井的油水混合液經(jīng)過(guò)計(jì)量罐，進(jìn)入油氣分離器，進(jìn)行油氣分離，分離后的油水混合物進(jìn)入一、二次沉降罐在進(jìn)行油水分離，分離出來(lái)的水進(jìn)入污水處理系統(tǒng)進(jìn)行凈化，凈化后的水通過(guò)注水泵送入注水井；分離出來(lái)的油進(jìn)入凈化罐再次進(jìn)行凈化，然后經(jīng)過(guò)輸油泵輸出。圖2-1聯(lián)合站工藝流程圖整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)需要處理：1)控制計(jì)量罐的液位。2)監(jiān)測(cè)油氣分離器的溫度、壓力以及液位。3)監(jiān)測(cè)兩個(gè)注水泵和外輸泵各自前后的壓力，控制各個(gè)泵的起、停、顯示以及運(yùn)行狀況及其報(bào)警。4）監(jiān)測(cè)四個(gè)沉降罐和凈化罐的溫度、壓力及其報(bào)警。5）監(jiān)測(cè)除油罐的溫度、液位及其報(bào)警。6）監(jiān)測(cè)緩沖罐的液位、壓力及其報(bào)警。7）遍布整個(gè)聯(lián)合站的10處氣體濃度監(jiān)測(cè)及其報(bào)警。2.1初步分析液位、溫度、壓力、氣體濃度監(jiān)測(cè)以及各個(gè)泵的狀況顯示。其中：液位、溫度、壓力、氣體濃度等信號(hào)經(jīng)過(guò)相應(yīng)的變送器后都會(huì)轉(zhuǎn)換為與現(xiàn)場(chǎng)最大、最小值對(duì)應(yīng)4-20mA電流信號(hào)，都是模擬量輸入信號(hào)。各個(gè)泵運(yùn)行狀況很明顯都是對(duì)應(yīng)數(shù)字量輸入信號(hào)。模擬量輸入通道一般應(yīng)包括幾個(gè)組成部分：傳感器、變送器、I/O模塊等。如下圖所示：計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)I/O模塊變送器傳感器溫度、壓力、液位飛利浦21寸彩色顯示屏器圖2.2系統(tǒng)模擬量輸入部分設(shè)計(jì)示意圖2.2系統(tǒng)硬件組成圖研華工控機(jī)IPC-610COM2UPS電源打印機(jī)西門(mén)子SIMATICS7-300PLC研華工控機(jī)IPC-610COM2UPS電源打印機(jī)西門(mén)子SIMATICS7-300PLC液位控制壓力監(jiān)測(cè)泵狀態(tài)顯示溫度監(jiān)測(cè)液位控制壓力監(jiān)測(cè)泵狀態(tài)顯示溫度監(jiān)測(cè)泵的啟?？刂茍D2.3監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第三章聯(lián)合站軟件設(shè)計(jì)3.1組態(tài)王軟件結(jié)構(gòu)“組態(tài)王6.52”3.2組態(tài)王與下位機(jī)的通訊“組態(tài)王”把每一臺(tái)與之通訊的設(shè)備看作是外部設(shè)備，下圖為組態(tài)軟件架構(gòu)。其他工控設(shè)備智能儀表模塊其他工控設(shè)備智能儀表模塊PLCPLC設(shè)備驅(qū)動(dòng)4模塊模塊模塊PLCPLC動(dòng)畫(huà)顯示畫(huà)面數(shù)據(jù)采集線(xiàn)程歷史記錄線(xiàn)程其他線(xiàn)程設(shè)備驅(qū)動(dòng)1設(shè)備驅(qū)動(dòng)2設(shè)備驅(qū)動(dòng)3PLC設(shè)備驅(qū)動(dòng)4模塊模塊模塊PLCPLC動(dòng)畫(huà)顯示畫(huà)面數(shù)據(jù)采集線(xiàn)程歷史記錄線(xiàn)程其他線(xiàn)程設(shè)備驅(qū)動(dòng)1設(shè)備驅(qū)動(dòng)2設(shè)備驅(qū)動(dòng)3其他工控設(shè)備計(jì)算機(jī) 外部設(shè)備圖3.1組態(tài)王軟件架構(gòu)3.2建立新工程建立聯(lián)合站監(jiān)控中心，在組態(tài)軟件中建立一個(gè)新的工程項(xiàng)目，命名為“聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)”，按照提示建好新的工程項(xiàng)目，如圖3.3。圖3.2組態(tài)王新建工程步驟圖3.33.3畫(huà)面設(shè)計(jì)工程瀏覽器的使用和Windows的資源管理器類(lèi)似。工程瀏覽器由菜單欄、工具條、工程目錄顯示區(qū)、狀態(tài)條組成。使用工程瀏覽器，選擇“畫(huà)面”并且新建畫(huà)面，在畫(huà)面制作中使用圖形工具與調(diào)色板等共工具繪制聯(lián)合站工藝流程圖如圖3.4。圖3.4聯(lián)合站工藝流程圖3.4定義外部設(shè)備合數(shù)據(jù)變量1、定義外部設(shè)備下位機(jī)采用PLC，對(duì)于組態(tài)王來(lái)說(shuō)也即是外部設(shè)備，它通過(guò)串行口與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；定義外部設(shè)備后，組態(tài)王才可以通過(guò)I/O變量合他們交換數(shù)據(jù)。在此采用仿真PLC和組態(tài)王通信。仿真PLC可以模擬PLC為組態(tài)王提供數(shù)據(jù)，設(shè)仿真PLC連接在計(jì)算機(jī)的COM1口，在組態(tài)王工程瀏覽器的左側(cè)選中COM1，在右側(cè)單擊“新建”，運(yùn)行“設(shè)備配置導(dǎo)向”。圖3.4.1設(shè)備配置步驟1·選擇“仿真PLC”的”串口”項(xiàng)，單擊“下一步”：圖3.4.2設(shè)備配置步驟2·為外部設(shè)備取名，輸入PLC2,單擊“下一步”：圖3.4.3設(shè)備配置步驟3·填寫(xiě)設(shè)備地址，填入2.5，單擊“下一步”：注：在實(shí)際連接設(shè)備時(shí)，地址的設(shè)置要和在設(shè)備上配置的地址要一致。圖3.4.4設(shè)備配置步驟4·設(shè)置通訊故障恢復(fù)參數(shù)，在此使用默認(rèn)值，單擊“下一步”：圖3.4.5設(shè)備配置步驟5·檢查后確認(rèn)無(wú)誤，單擊“完成”?！ぴO(shè)備定義到此已經(jīng)完成，在工程瀏覽器的右側(cè)可以看見(jiàn)所定義的的設(shè)備PLC2,在打開(kāi)數(shù)據(jù)詞典時(shí)，把I/O變量連接到該設(shè)備上，便可以與組態(tài)王交換數(shù)據(jù)。2、定義數(shù)據(jù)變量數(shù)據(jù)庫(kù)是“組態(tài)王”最核心的部分。數(shù)據(jù)庫(kù)中變量的集合為“數(shù)據(jù)詞典”，在數(shù)據(jù)詞典中定義工藝過(guò)程中需要的變量。圖3.4.6“變量屬性”對(duì)話(huà)框·依次定義另外的一些變量油氣分離器的溫度、凈化罐的溫度、緩沖罐的液位、壓力除油罐的溫度、液位等變量。3.5動(dòng)畫(huà)連接1、動(dòng)畫(huà)連接“動(dòng)畫(huà)連接”就是建立畫(huà)面的圖素與數(shù)據(jù)庫(kù)變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)已建立的“監(jiān)控中心”，在畫(huà)面上的變量的值的大小變化能夠顯示出來(lái)，便可以真實(shí)的反映現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控情況。2、建立動(dòng)畫(huà)連接·在畫(huà)面上雙擊圖形對(duì)應(yīng)的“反應(yīng)器”，彈出該對(duì)象的動(dòng)畫(huà)連接對(duì)話(huà)框。圖3.5.1動(dòng)畫(huà)連接對(duì)話(huà)框·變量名：“\\本站點(diǎn)\凈化罐液位”，分別選擇罐體，填充背景和填充顏色?！ぬ畛湓O(shè)置：如上圖所示?！螕簟按_定”按鈕，完成凈化罐液位的動(dòng)畫(huà)連接。連接后，變量“原料油液位”的變化就通過(guò)設(shè)置顏色的填充范圍表示出來(lái)，并且填充的高度隨變量值的變化而變化，用同樣的方法將余下的罐及泵做好設(shè)置?！ね瓿珊螽?huà)面顯示如下圖所示：圖3.5.2運(yùn)行系統(tǒng)畫(huà)面效果.3.6報(bào)警和事件1、定義報(bào)警組運(yùn)行報(bào)警和事件記錄是監(jiān)控軟件必不可少的功能，“組態(tài)王”提供了強(qiáng)有力的支持和簡(jiǎn)單的控制運(yùn)行報(bào)警和事件記錄方法?！ぴ诠こ虨g覽器中選擇“報(bào)警組”，然后進(jìn)入報(bào)警組定義。圖3.6.1報(bào)警組圖示2、設(shè)置變量的報(bào)警定義屬性·設(shè)置變量“計(jì)量罐”的報(bào)警屬性?！みx擇“數(shù)據(jù)詞典”，在右側(cè)雙擊變量名“計(jì)量罐”，在“定義變量”對(duì)話(huà)框中單擊“報(bào)警定義”配置頁(yè)，彈出對(duì)話(huà)框如下圖：圖3.6.2“報(bào)警定義”配置頁(yè)具體設(shè)置如下：低：0高：40報(bào)警組名：聯(lián)合站優(yōu)先級(jí)：1·單擊“確定”，關(guān)閉此對(duì)話(huà)框?！げ捎猛瑯拥姆椒ǘx所有變量的報(bào)警屬性。3、建立報(bào)警和事件窗口1）建立一個(gè)新的畫(huà)面作為報(bào)警畫(huà)面。畫(huà)面名稱(chēng)：“報(bào)警”2）繪制報(bào)警和事件窗口：在工具箱中選用報(bào)警窗口工具，繪制報(bào)警窗口如下圖：圖3.6.3繪制報(bào)警窗口·雙擊報(bào)警窗口對(duì)象，彈出“報(bào)警窗口配置屬性頁(yè)”對(duì)話(huà)框，并進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖3.6.4“通用屬性配置頁(yè)”設(shè)置·單擊“列屬性”配置頁(yè)，設(shè)置如下：圖3.6.5“列屬性”配置頁(yè)設(shè)置·單擊“操作屬性”配置頁(yè)，設(shè)置如下：顯示工具條：有效允許報(bào)警確認(rèn)：有效允許雙擊左鍵：有效·單擊“條件屬性”配置頁(yè)，設(shè)置如下：圖3.6.6“條件屬性”配置頁(yè)設(shè)置·完成各個(gè)報(bào)警屬性設(shè)置后，運(yùn)行報(bào)警和事件窗口如下：圖3.6.7運(yùn)行報(bào)警和事件窗口效果3.7趨勢(shì)曲線(xiàn)趨勢(shì)曲線(xiàn)用來(lái)反應(yīng)數(shù)據(jù)變量隨時(shí)間的變化情況。趨勢(shì)曲線(xiàn)有兩種：實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)和歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)。這兩種曲線(xiàn)外形都類(lèi)似于坐標(biāo)紙，X軸代表時(shí)間，Y軸代表變量的量程百分比。不同的是，在畫(huà)面運(yùn)行程序時(shí)，實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)隨時(shí)間變化自動(dòng)卷動(dòng)，以快速反應(yīng)變量的新變化，但不能時(shí)間軸“回卷”，不能查閱變量的歷史數(shù)據(jù)；歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)可以完成歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)查看工作，但它不會(huì)自動(dòng)卷動(dòng)，而需要通過(guò)帶有命令語(yǔ)言的功能按鈕來(lái)輔助實(shí)現(xiàn)查閱功能。實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)·選中“實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)”工具，然后在畫(huà)面上繪制趨勢(shì)曲線(xiàn)?！るp擊此實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)對(duì)象，彈出“實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)”對(duì)話(huà)框，對(duì)話(huà)框設(shè)置如圖3.7.1所示：·單擊“標(biāo)識(shí)定義”配置頁(yè)，對(duì)話(huà)框設(shè)置如下圖3.7.2所示：·可以對(duì)時(shí)間軸和數(shù)據(jù)軸進(jìn)行任意設(shè)置?！螕簟按_定，”關(guān)閉此對(duì)話(huà)框。保存后激活運(yùn)行系統(tǒng)，畫(huà)面運(yùn)行效果如下圖3.7.3所示：·將畫(huà)面切換到view中，單擊“打開(kāi)”，選中實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)，系統(tǒng)運(yùn)行得到實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)曲線(xiàn)運(yùn)行圖3.7.4。圖3.7.1“實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)曲線(xiàn)定義”對(duì)話(huà)框圖3.7.2“實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)標(biāo)識(shí)定義”對(duì)話(huà)框圖3.7.3“實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)”運(yùn)行效果圖圖3.7.4實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)運(yùn)行圖2、歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)·在開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中新建畫(huà)面，在工具箱中單擊“插入通用空件”，彈出“插入控件”對(duì)話(huà)框，在列表中選擇“歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)”，單擊“確定”，然后繪制一個(gè)矩形框，如下圖所示：圖3.7.4歷史曲線(xiàn)控件·單擊右鍵，選擇“控件屬性”命令，彈出控件屬性對(duì)話(huà)框，進(jìn)行屬性設(shè)置，按照要求設(shè)置數(shù)據(jù)，設(shè)置完成后單擊“確定”，便可得到如下圖所示：圖3.7.5歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)·單擊“文件”按鈕，將畫(huà)面切換到view畫(huà)面，進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，選擇“畫(huà)面”，單擊“歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)”，點(diǎn)“確定”，便可得到歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)演示圖，如下圖所示：圖3.7.6歷史曲線(xiàn)控件運(yùn)行效果圖3.8報(bào)表系統(tǒng)1、數(shù)據(jù)報(bào)表的用途數(shù)據(jù)報(bào)表可以反應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)、狀態(tài)等，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，是生產(chǎn)中不可缺少的一部分。它能反應(yīng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)的生產(chǎn)情況，也能對(duì)長(zhǎng)期的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，使管理人員能夠?qū)崟r(shí)掌握和分析生產(chǎn)情況。在這里制作聯(lián)合站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表，以便隨時(shí)分析、掌握。制作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表在組態(tài)王工具箱內(nèi)選擇“報(bào)表窗口”工具，在報(bào)表畫(huà)面上繪制報(bào)表。如圖所示：圖3.7.7繪制報(bào)表雙擊報(bào)表窗口的灰色部分，彈出“報(bào)表設(shè)計(jì)”對(duì)話(huà)框，對(duì)話(huà)框進(jìn)行如下設(shè)計(jì)如下圖：圖3.7.8“報(bào)表設(shè)計(jì)”對(duì)話(huà)框?qū)M態(tài)王報(bào)表畫(huà)面進(jìn)行設(shè)置，選中兩個(gè)單元格區(qū)域，進(jìn)行單元格合并，在報(bào)表工具箱里輸入“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表”，單擊“輸入”。在單元格中設(shè)置報(bào)表時(shí)間，從“數(shù)據(jù)詞典”中選擇日期、時(shí)間（日期、時(shí)間前必須加“=”）。在A4單元格中輸入“沉降罐壓力”文本值，再選中B4單元格，從“數(shù)據(jù)詞典”中選擇“沉降罐壓力”，并再往前面加“=”，選擇輸入。如下圖所示：圖3.7.9報(bào)表設(shè)置畫(huà)面3、保存報(bào)表在“文件”中選擇“全部保存”，將畫(huà)面切換到view畫(huà)面，進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。則畫(huà)面如圖所示：圖3.9.10報(bào)表畫(huà)面運(yùn)行效果3、制作歷史數(shù)據(jù)報(bào)表歷史數(shù)據(jù)報(bào)表的設(shè)計(jì)方法與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表的制作方法一致，報(bào)表樣式如圖所示：圖3.9.11歷史數(shù)據(jù)報(bào)表設(shè)計(jì)運(yùn)行組態(tài)王，打開(kāi)歷史數(shù)據(jù)報(bào)表，運(yùn)行結(jié)果如下圖所示：圖3.9.12歷史數(shù)據(jù)報(bào)表運(yùn)行效果圖參考文獻(xiàn)[1]《石油安全工程》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)徐竟天、汪躍龍[2]《組態(tài)王軟件使用說(shuō)明》北京亞控科技發(fā)展有限公司[3]《計(jì)算機(jī)監(jiān)控原理》附錄（1）計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的被用于各種工業(yè)生產(chǎn)，特別是一些高危行業(yè)，本次聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)促使我們熟悉并且自己動(dòng)手實(shí)踐?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒LC）最初是專(zhuān)為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，但PLC的人機(jī)界面較弱。20世紀(jì)90年代后，許多PLC都配備有通信接口，將PC機(jī)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)PLC相連接，實(shí)現(xiàn)信息的傳送和交換。這樣就將PLC的高可靠性與PC機(jī)的友好人機(jī)界面相結(jié)合，這種類(lèi)型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)稱(chēng)為PLC，也可以說(shuō)是一種小型DCS。在該類(lèi)系統(tǒng)中，PC機(jī)作為上位機(jī)提供良好的人機(jī)界面，進(jìn)行全系統(tǒng)的監(jiān)控和管理；而PLC作為下位機(jī)，執(zhí)行可靠有效的分散控制。因此，即使上位機(jī)出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響生產(chǎn)過(guò)程的正常進(jìn)行，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)投用前后的現(xiàn)場(chǎng)重要工參數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，該監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)界面控制平穩(wěn)，壓力控制穩(wěn)定的控制目標(biāo)。自動(dòng)控制系統(tǒng)投入運(yùn)行后，各項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了工藝要求。與人工控制相比，自動(dòng)控制使生產(chǎn)過(guò)程更加平穩(wěn)，生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)的控制效果更加理想。（2）計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的選型、設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)不僅是一個(gè)理論問(wèn)題，同時(shí)更是一個(gè)實(shí)際工程問(wèn)題，必須遵循可靠性、方便性、開(kāi)放性、經(jīng)濟(jì)性和開(kāi)發(fā)周期短等原則。具體地說(shuō)，選擇監(jiān)控系統(tǒng)的方案和系統(tǒng)軟硬件配置時(shí)，應(yīng)該根據(jù)被監(jiān)控的生產(chǎn)過(guò)程的規(guī)模、資金情況和實(shí)際需要進(jìn)行綜合考慮。對(duì)于規(guī)模較小且技術(shù)要求相對(duì)較低的小型系統(tǒng)，可以由用戶(hù)自行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)硬件或軟件；而對(duì)于大中型的或技術(shù)要求相對(duì)較高的系統(tǒng)，應(yīng)首先考慮選擇市場(chǎng)上已有的各種標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和軟件產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)二次開(kāi)發(fā)后，組裝成一個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的選擇和設(shè)計(jì)，應(yīng)以獲得最佳的性能價(jià)格比，完善的監(jiān)控功能，良好的可靠性、開(kāi)放性及可維護(hù)性，并盡量縮短開(kāi)發(fā)周期，從而給企業(yè)帶來(lái)理想的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益為前提。實(shí)踐證明，與傳統(tǒng)的人工監(jiān)控系統(tǒng)相比，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有更好的靈活性和可靠性，更適宜在油田生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。目錄第一章緒論 31.1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的介紹 31.2計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 4第二章聯(lián)合站軟件設(shè)計(jì) 42.1組態(tài)王軟件結(jié)構(gòu) 42.2組態(tài)王與下位機(jī)的通訊 52.3建立新工程 52.4畫(huà)面設(shè)計(jì) 62.5定義外部設(shè)備合數(shù)據(jù)變量 72.6動(dòng)畫(huà)連接 132.7趨勢(shì)曲線(xiàn) 142.8報(bào)表系統(tǒng) 18參考文獻(xiàn) 21附錄 22第一章緒論聯(lián)合站是轉(zhuǎn)油站的一種，但由于其功能較多，在油田上普遍存在。站內(nèi)包括有脫水站，轉(zhuǎn)油站系統(tǒng)，原油穩(wěn)定系統(tǒng)，污水處理系統(tǒng)，注水系統(tǒng)，天然氣處理系統(tǒng)等。它是油氣集中處理聯(lián)合作業(yè)站的簡(jiǎn)稱(chēng)。聯(lián)合站是油田原油集輸生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)工藝過(guò)程，它是集油水分離、污水處理、原油及天然氣集輸?shù)榷鄠€(gè)工藝系統(tǒng)為一體的綜合性生產(chǎn)過(guò)程，主要包括油氣集中處理(原油脫水、天然氣凈化、原油穩(wěn)定、輕烴回收等)、油田注水、污水處理、供變電和輔助生產(chǎn)設(shè)施等部分。目前，各大油田聯(lián)合站生產(chǎn)工藝過(guò)程的控制主要有人工監(jiān)測(cè)控制、常規(guī)儀表自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制、計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制等三種方法。計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制是一種功能強(qiáng)大的現(xiàn)代工業(yè)過(guò)程控制方法。它采用計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化儀表相結(jié)合，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各種工藝參數(shù)進(jìn)行處理、運(yùn)算、顯示和控制。相對(duì)于常規(guī)儀表控制，它可以提供更為復(fù)雜的控制算法，通過(guò)對(duì)各種相關(guān)參數(shù)進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)管理和優(yōu)化控制。在現(xiàn)在的油田聯(lián)合站生產(chǎn)過(guò)程中，如何更好更合理的利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)保證聯(lián)合站的生產(chǎn)成為現(xiàn)在油田生產(chǎn)應(yīng)用所面臨的重要課題。1.1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的介紹目前的計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)是一門(mén)綜合性技術(shù)。它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的綜合應(yīng)用。所謂計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，就是采用計(jì)算機(jī)取代常規(guī)的顯示和調(diào)節(jié)儀表作為工業(yè)數(shù)據(jù)采集和控制過(guò)程的處理核心，利用傳感器或變送器將被監(jiān)控對(duì)象中的物理參量（如溫度、壓力、流量、液位等）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再將這些電信號(hào)經(jīng)輸入裝置轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)字量，并且在顯示裝置中以數(shù)字、曲線(xiàn)或圖形的方式顯示出來(lái)，從而使操作人員能夠直觀、迅速地了解被監(jiān)控對(duì)象的變化過(guò)程。同時(shí)計(jì)算機(jī)還可以將采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，隨時(shí)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)和顯示并生成各種報(bào)表。如果需要對(duì)被監(jiān)控的對(duì)象進(jìn)行控制，則由計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用軟件根據(jù)采集到的物理參量的大小和變化情況以及按照工藝要求的設(shè)定值進(jìn)行判斷，然后根據(jù)一定的控制算法在輸出裝置中輸出相應(yīng)的電信號(hào)，并推動(dòng)執(zhí)行裝置動(dòng)作從而完成相應(yīng)的控制任務(wù)。圖1-1就是一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)組成原理圖。由于近年來(lái)計(jì)算機(jī)軟件的迅速發(fā)展，各種可視化應(yīng)用軟件已廣泛應(yīng)用于工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能夠?yàn)椴僮髡咛峁└又庇^完善的操作界面，大大豐富了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視功能。圖SEQ圖表\*ARABIC1.1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組成原理圖1.2計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)（1）實(shí)時(shí)性。對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)與控制，按優(yōu)先級(jí)進(jìn)行采集和輸出調(diào)節(jié)，保證被控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。（2）可靠性。具有在較為惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期工作的能力，并具有良好的故障診斷和維護(hù)性。（3）較強(qiáng)的輸入/輸出能力?？膳c工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)儀表和控制裝置相連接，完成各種測(cè)量控制任務(wù)。（4）應(yīng)用軟件豐富。目前大多數(shù)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以WINDOWS做工作平臺(tái)，系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件豐富，可提供良好的人機(jī)界面，特別是組態(tài)軟件更為用戶(hù)提供了方便。第二章聯(lián)合站軟件設(shè)計(jì)2.1組態(tài)王軟件結(jié)構(gòu)組態(tài)軟件系統(tǒng)是集多年P(guān)LC工程應(yīng)用、開(kāi)發(fā)和服務(wù)經(jīng)驗(yàn),基于WindowsNT、Windows2000/XP操作平臺(tái),獨(dú)立研制開(kāi)發(fā)的純32位、高檔次的軟件,其運(yùn)行穩(wěn)定、速度快、簡(jiǎn)單易用、功能強(qiáng)大、擴(kuò)展性好,能為用戶(hù)提供經(jīng)濟(jì)完善的工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控解決方案;已經(jīng)被成功應(yīng)用于冶金、化工、電力、環(huán)保、筑路、核輻照、煙草、啤酒、鐵路、煤炭、樓宇、水處理、鍋爐、碼頭輸送等各個(gè)行業(yè),經(jīng)實(shí)踐證實(shí)適合所有的大中小型自動(dòng)化項(xiàng)目應(yīng)用?！敖M態(tài)王6.51”是采用了多線(xiàn)程、COM組件等新技術(shù)的人機(jī)界面軟件，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)多任務(wù)，軟件運(yùn)行穩(wěn)定可靠。組態(tài)軟件包括工程瀏覽器、工程管理器、畫(huà)面運(yùn)行系統(tǒng)三部分組成。在工程瀏覽器中可以查看工程的各個(gè)組成部分，也可以完成數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)造、定義外部設(shè)備等工作；工程管理器內(nèi)嵌畫(huà)面管理系統(tǒng)，用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理。畫(huà)面的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行由畫(huà)面制作系統(tǒng)合工程運(yùn)行系統(tǒng)來(lái)完成。2.2組態(tài)王與下位機(jī)的通訊“組態(tài)王”把每一臺(tái)與之通訊的設(shè)備看作是外部設(shè)備，下圖為組態(tài)軟件架構(gòu)。其他工控設(shè)備智能儀表模塊PLC組態(tài)王其他工控設(shè)備智能儀表模塊PLC動(dòng)畫(huà)顯示畫(huà)面數(shù)據(jù)采集線(xiàn)程歷史記錄線(xiàn)程其他線(xiàn)程PLC模塊模塊動(dòng)畫(huà)顯示畫(huà)面數(shù)據(jù)采集線(xiàn)程歷史記錄線(xiàn)程其他線(xiàn)程PLC模塊模塊PLC設(shè)備驅(qū)動(dòng)1模塊PLC設(shè)備驅(qū)動(dòng)2PLC設(shè)備驅(qū)動(dòng)2設(shè)備驅(qū)動(dòng)3設(shè)備驅(qū)動(dòng)3其他工控設(shè)備設(shè)備驅(qū)動(dòng)4其他工控設(shè)備設(shè)備驅(qū)動(dòng)4計(jì)算機(jī) 外部設(shè)備圖2.1組態(tài)王軟件架構(gòu)2.3建立新工程建立聯(lián)合站監(jiān)控中心，在組態(tài)軟件中建立一個(gè)新的工程項(xiàng)目，命名為“聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)”，按照提示建好新的工程項(xiàng)目，如圖2.2和2.3圖SEQ圖表\*ARABIC2.2組態(tài)王新建工程步驟圖2.32.4畫(huà)面設(shè)計(jì)工程瀏覽器的使用和Windows的資源管理器類(lèi)似。工程瀏覽器由菜單欄、工具條、工程目錄顯示區(qū)、狀態(tài)條組成。使用工程瀏覽器，選擇“畫(huà)面”并且新建畫(huà)面，在畫(huà)面制作中使用圖形工具與調(diào)色板等共工具繪制聯(lián)合站工藝流程圖如圖3.4。圖2.4聯(lián)合站工藝流程圖2.5定義外部設(shè)備合數(shù)據(jù)變量1、定義外部設(shè)備下位機(jī)采用PLC和儀表，對(duì)于組態(tài)王來(lái)說(shuō)就是外部設(shè)備，它通過(guò)串行口與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；定義外部設(shè)備后，組態(tài)王才可以通過(guò)I/O變量合他們交換數(shù)據(jù)。在組態(tài)王工程瀏覽器的左側(cè)選中COM1，在右側(cè)單擊“新建”，運(yùn)行“設(shè)備配置導(dǎo)向”。圖2.5設(shè)備配置步驟1圖2.6設(shè)備配置步驟2·為外部設(shè)備取名，輸入PLC2,單擊“下一步”：圖2.7設(shè)備配置步驟3·填寫(xiě)設(shè)備地址，填入2.2，單擊“下一步”：·注：在實(shí)際連接設(shè)備時(shí)，地址的設(shè)置要和在設(shè)備上配置的地址要一致。圖2.8設(shè)備配置步驟4·設(shè)置通訊故障恢復(fù)參數(shù)，在此使用默認(rèn)值，單擊“下一步”：圖2.9設(shè)備配置步驟5·檢查后確認(rèn)無(wú)誤，單擊“完成”。設(shè)備定義到此已經(jīng)完成，在工程瀏覽器的右側(cè)可以看見(jiàn)所定義的的設(shè)備PLC2,在打開(kāi)數(shù)據(jù)詞典時(shí)，把I/O變量連接到該設(shè)備上，便可以與組態(tài)王交換數(shù)據(jù)。2、定義數(shù)據(jù)變量數(shù)據(jù)庫(kù)是“組態(tài)王”最核心的部分。數(shù)據(jù)庫(kù)中變量的集合為“數(shù)據(jù)詞典”，在數(shù)據(jù)詞典中定義工藝過(guò)程中需要的變量。圖2.10“變量屬性”對(duì)話(huà)框依次定義另外的一些變量油氣分離器的溫度、凈化罐的溫度、緩沖罐的液位、壓力除油罐的溫度、液位等變量。2.6動(dòng)畫(huà)連接1、動(dòng)畫(huà)連接“動(dòng)畫(huà)連接”就是建立畫(huà)面的圖素與數(shù)據(jù)庫(kù)變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)已建立的“監(jiān)控中心”，在畫(huà)面上的變量的值的大小變化能夠顯示出來(lái)，便可以真實(shí)的反映現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控情況。2、建立動(dòng)畫(huà)連接在畫(huà)面上雙擊圖形對(duì)應(yīng)的“反應(yīng)器”，彈出該對(duì)象的動(dòng)畫(huà)連接對(duì)話(huà)框。圖2.11動(dòng)畫(huà)連接對(duì)話(huà)框·變量名：“\\本站點(diǎn)\凈化罐液位”，分別選擇罐體，填充背景和填充顏色?！ぬ畛湓O(shè)置：如上圖所示。·單擊“確定”按鈕，完成凈化罐液位的動(dòng)畫(huà)連接。連接后，變量“原料油液位”的變化就通過(guò)設(shè)置顏色的填充范圍表示出來(lái)，并且填充的高度隨變量值的變化而變化，用同樣的方法將余下的罐及泵做好設(shè)置?！ね瓿珊螽?huà)面顯示如下圖所示：圖2.12運(yùn)行系統(tǒng)畫(huà)面效果.2.7趨勢(shì)曲線(xiàn)趨勢(shì)曲線(xiàn)用來(lái)反應(yīng)數(shù)據(jù)變量隨時(shí)間的變化情況。趨勢(shì)曲線(xiàn)有兩種：實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)和歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)。這兩種曲線(xiàn)外形都類(lèi)似于坐標(biāo)紙，X軸代表時(shí)間，Y軸代表變量的量程百分比。不同的是，在畫(huà)面運(yùn)行程序時(shí)，實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)隨時(shí)間變化自動(dòng)卷動(dòng)，以快速反應(yīng)變量的新變化，但不能時(shí)間軸“回卷”，不能查閱變量的歷史數(shù)據(jù)；歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)可以完成歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)查看工作，但它不會(huì)自動(dòng)卷動(dòng)，而需要通過(guò)帶有命令語(yǔ)言的功能按鈕來(lái)輔助實(shí)現(xiàn)查閱功能。實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)·選中“實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)”工具，然后在畫(huà)面上繪制趨勢(shì)曲線(xiàn)。·雙擊此實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)對(duì)象，彈出“實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)”對(duì)話(huà)框，對(duì)話(huà)框設(shè)置如圖2.6.1·單擊“標(biāo)識(shí)定義”配置頁(yè)，對(duì)話(huà)框設(shè)置如下圖2.6.2·可以對(duì)時(shí)間軸和數(shù)據(jù)軸進(jìn)行任意設(shè)置?！螕簟按_定，”關(guān)閉此對(duì)話(huà)框。保存后激活運(yùn)行系統(tǒng)，畫(huà)面運(yùn)行效果如下圖2.6.3·將畫(huà)面切換到view中，單擊“打開(kāi)”，選中實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)，系統(tǒng)運(yùn)行得到實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)曲線(xiàn)運(yùn)行圖2.6.4圖2.13“實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)曲線(xiàn)定義”對(duì)話(huà)框圖2.14“實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)標(biāo)識(shí)定義”對(duì)話(huà)框圖2.15“實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)”運(yùn)行效果圖圖2.16實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)運(yùn)行圖2、歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)·在開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中新建畫(huà)面，在工具箱中單擊“插入通用空件”，彈出“插入控件”對(duì)話(huà)框，在列表中選擇“歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)”，單擊“確定”，然后繪制一個(gè)矩形框，如下圖所示：圖2.17歷史曲線(xiàn)控件·單擊右鍵，選擇“控件屬性”命令，彈出控件屬性對(duì)話(huà)框，進(jìn)行屬性設(shè)置，按照要求設(shè)置數(shù)據(jù)，設(shè)置完成后單擊“確定”，便可得到如下圖所示：圖2.18歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)·單擊“文件”按鈕，將畫(huà)面切換到view畫(huà)面，進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，選擇“畫(huà)面”，單擊“歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)”，點(diǎn)“確定”，便可得到歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)演示圖，如下圖所示：圖2.19歷史曲線(xiàn)控件運(yùn)行效果圖2.8報(bào)表系統(tǒng)1、數(shù)據(jù)報(bào)表的用途數(shù)據(jù)報(bào)表可以反應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)、狀態(tài)等，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，是生產(chǎn)中不可缺少的一部分。它能反應(yīng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)的