一、刖目

隨著目前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源的需求也與日巨增，石

油對(duì)現(xiàn)今社會(huì)的發(fā)展起著致關(guān)重要的作用，如何能更好的利用石

油為人類服務(wù)，已成為越來越多人類關(guān)心談?wù)摰脑掝}。

開探后的石油如何從油田輸送到世界各地的煉油廠，不可能

把每個(gè)煉油廠都安在油田的附近，這樣石油的輸送問題就顯的格

外重要。而石油的輸送無非通過水路、鐵路、公路和輸油管線來

完成，而以上各種運(yùn)輸方式中我覺得最好的還是輸油管線。因?yàn)?

水路運(yùn)輸就是利用船泊往返于港口、碼頭之間，可航行時(shí)的天氣

變化對(duì)船泊影響太大，一不小心原油的泄漏會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。

而鐵路運(yùn)力的緊張，也越來越讓人頭疼。再說公路，相對(duì)成本高,

一次運(yùn)輸量有限。所以，輸油管線便成為人們的理想之選，因?yàn)?/p>

不論長(zhǎng)短距離都可以架設(shè)，而且配合我設(shè)計(jì)的這套自動(dòng)監(jiān)控系

統(tǒng)，在使用上不需要借助文字說明，就可以方便操作本軟件，全

中文“傻瓜式”界面易于操作，節(jié)約時(shí)間，還可以通過遠(yuǎn)程控制,

在千里之外就控制現(xiàn)場(chǎng)泵站的工作狀態(tài)。

二、設(shè)計(jì)總體思想

(-)方案論證

本設(shè)計(jì)是一個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控程序，主要任務(wù)是長(zhǎng)距離的輸油管

線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

硬件上要求各測(cè)控站點(diǎn)之間有遠(yuǎn)程傳感檢測(cè)裝置，如溫度傳

感器壓力傳感器，而且亦要有遠(yuǎn)程控制裝置，如泵站的啟停、報(bào)

警、加熱裝置等。

在軟件上可以直觀地了解控制各泵站的各種信息數(shù)據(jù)。

本設(shè)計(jì)采用研華遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集控制模塊，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)經(jīng)調(diào)制解

調(diào)器調(diào)制后，經(jīng)由專用電纜傳輸?shù)街骺厥疫M(jìn)行解調(diào)還原為數(shù)字信

號(hào)，再由工業(yè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

本設(shè)計(jì)采用工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件“組態(tài)王5.1”作為軟件設(shè)計(jì)

開發(fā)工具自行設(shè)計(jì)開發(fā)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件。該軟件運(yùn)行于

windows平臺(tái)上，可以方便地對(duì)整個(gè)輸油管線進(jìn)行全方位的監(jiān)

控，即可以觀察控制全部被控對(duì)象，也可以分別對(duì)某一類的控制

量進(jìn)行監(jiān)控。

主要功能如下：

1、全部被控對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控。

2、分別對(duì)不同控制對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控。

3、顯示打印歷史數(shù)據(jù)。

4、顯示打印實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

5、實(shí)時(shí)報(bào)警顯示。

6、幫助顯示。

7、報(bào)警界限調(diào)整。

8、操作登錄確認(rèn)。

9、對(duì)程序運(yùn)行管理。

1()、運(yùn)行報(bào)表打印。

(二)設(shè)計(jì)內(nèi)容

1、標(biāo)題界面

顯示設(shè)計(jì)任務(wù)工程碩目的標(biāo)題并可以顯示當(dāng)前工作時(shí)間、日

期，還可以進(jìn)行操作口令的登錄，設(shè)置若干操作級(jí)別，防止無關(guān)

人員誤操作。

2、主控界面一一監(jiān)控平面圖

直觀的展示被控對(duì)象的全部場(chǎng)景，在此界面上可以全部觀察

各被控對(duì)象的各個(gè)控制量的量值，并且可以操作相應(yīng)按鈕控制泵

站的工作。

3、溫度監(jiān)控界面

該界面將全部被監(jiān)控的溫度參數(shù)集中顯示出來，通過模擬儀

表、數(shù)字顯示當(dāng)前各泵站的溫度值。還可以直接點(diǎn)擊“溫度文字”

輸入溫度監(jiān)控的上下限值。

4、壓力監(jiān)控界面

將全部三個(gè)泵站的三個(gè)壓力參數(shù)集中顯示出來，通過模擬和

數(shù)字顯示各泵站的壓力值，還可以直接修改壓力參數(shù)的監(jiān)控報(bào)警

上下限設(shè)定值。

5、泵站實(shí)時(shí)溫度曲線界面

站、3個(gè)輸油終站。需要分別對(duì)各站點(diǎn)的溫度、壓力進(jìn)行監(jiān)控，

溫度過低則加熱器加熱，壓力過高則打開減壓閥減壓，壓力過低

則打開加壓泵加壓。

O溫度壓力△加壓泵X減壓閥二加熱器

(-)需要設(shè)計(jì)的界面

1、主畫面：顯示標(biāo)題、設(shè)計(jì)者姓名等。

2、長(zhǎng)距離輸油管線自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)整體平面(主體)監(jiān)控

界面。

3、溫度監(jiān)控界面：用數(shù)字和模擬儀表進(jìn)行顯示。

4、壓力監(jiān)控界面：可用數(shù)字與模擬儀表進(jìn)行顯示。

5、各加壓泵站溫度壓力監(jiān)控界面：需要用數(shù)字和模擬儀表

進(jìn)行顯示。

6、實(shí)時(shí)曲線界面。

7、實(shí)時(shí)壓力曲線界面。

8、實(shí)時(shí)溫度壓力曲線界面。

9、加熱器狀態(tài)監(jiān)控界面：可以通過人工控制加熱器通斷。

10、加壓泵狀態(tài)監(jiān)控界面：可以用人工控制加壓泵的啟、停。

11、減壓閥狀態(tài)監(jiān)控界面：可用人工控制減壓閥啟、停。

12、實(shí)時(shí)（歷史）報(bào)表界面。

13、幫助說明界面。

14、口令登錄修改界面。

15、關(guān)閉程序界面。

16、報(bào)警顯示界面。

17、報(bào)警上下限修改界面。

18、輸油終端界面與進(jìn)油閥、出油閥相應(yīng)關(guān)系界面（進(jìn)油閥

流量是出油閥流量的2倍）。

四、軟件介紹

（-）組態(tài)王安裝與運(yùn)行

“組態(tài)王”適用于IBM586以上的微機(jī)及兼容機(jī)VGA

SVGANNY以及支部windows256色圖形卡，主頻為100MHZ以

上，內(nèi)存不少于32M,同時(shí)運(yùn)行多個(gè)大型程序應(yīng)使用更大內(nèi)存，

運(yùn)行于windows98/2000/NT4.0環(huán)境。

(二)組態(tài)王軟件的組成

組態(tài)王是在運(yùn)行的PC機(jī)上建立工業(yè)控制對(duì)象人機(jī)接口的一

種智能軟件包，它以windows98/2000/NT4.0中文操作系統(tǒng)作為

其操作平臺(tái)，利用了windows圖形功能完備，界面一致性好的特

點(diǎn)，采用PC機(jī)開發(fā)的系統(tǒng)工程，比以往使用專用機(jī)開發(fā)的工.業(yè)

控制系統(tǒng)更具有通用性，減少工程軟件開發(fā)者的重復(fù)性工作，并

可運(yùn)用PC機(jī)豐富的軟件資源進(jìn)行二次開發(fā)。

組態(tài)王軟件包由工程管理器(PROJMANAGER),工程瀏覽

器(TOUCHEXPORER),畫面運(yùn)行系統(tǒng)(TOUCHVEW)三部分

組成，其中，工程管理器主要用于組態(tài)王工程的管理，如新建工

程、工程管理、工程備份、變量的導(dǎo)入導(dǎo)出、定義工程的屬性等。

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(jì)的圖形畫面、命令語言、設(shè)備程序驅(qū)動(dòng)與

管理、配方管理、數(shù)據(jù)庫訪問配置等工程資源進(jìn)行集中管理，并

旦在一個(gè)窗口中以樹形結(jié)構(gòu)排列，此種功能與windows操作系統(tǒng)

中資源管理器功能相似。

在工程瀏覽器中內(nèi)嵌畫面開發(fā)系統(tǒng)是應(yīng)用程序的集成開發(fā)

環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中完成界面設(shè)計(jì)、動(dòng)畫連接的定義等，并且通

守?cái)?shù)據(jù)庫中的多種數(shù)據(jù)類型合理地控制對(duì)象，對(duì)數(shù)據(jù)的報(bào)警、趨

勢(shì)曲線過程記錄、用利組態(tài)王的圖庫用戶可以減少設(shè)計(jì)界面的時(shí)

間，從而提高工程軟件的質(zhì)量。

（三）應(yīng)用程序制作過程概述

建立新的程序一般可以分為四個(gè)過程分別是：

1、設(shè)計(jì)圖形界面

2、構(gòu)造數(shù)據(jù)庫

3、建立動(dòng)畫連接

4、運(yùn)行和調(diào)試

首先，應(yīng)根據(jù)新設(shè)計(jì)題目要求，選擇適當(dāng)?shù)膱D形和相應(yīng)的界

面，根據(jù)新要設(shè)計(jì)對(duì)象的數(shù)據(jù)變量，指定變量名和變量類型，并

把它們定義完成后與新設(shè)計(jì)的動(dòng)畫進(jìn)行連接，最后進(jìn)行運(yùn)行并調(diào)

試新設(shè)計(jì)的程序。

（四）組態(tài)王支持的硬件設(shè)備

1、可編程控制器（PLC）

■莫迪康公司：

MODBUST系歹U

MODBUSTPLUS系列

MICR037系列

■歐姆龍株式會(huì)社：

OMRON系列（通過HOSTLINR或CONTROLLINR與串

口連接）

■松下公司

FP和FP3系列

■三菱公司

MELSECFX2FX2n系歹U

MELSECA和ANA系列

FX2485系列

■西門子公司

S5系統(tǒng)

S7——200系列

S7——300MPI系列

S7300PROFIBUS—FMS系列

■富士公司

FLEX——PCNB系歹1」

■華光公司

SU——6系列

SG-----8系列

SR——21系列

■LG公司

MASTER——K系列

MASTER——K——XXXS系列

MASERK30H系列

■GE公司

WERIES——90系列

■東芝公司

EX系列

2、智能模塊

■研華公司

ADAM——4000系列

ADAM——5000系列

ADAM——5000(CAN)系列

■威達(dá)公司

NUDAM——6000系列

NUDAM——7000系列

■中機(jī)浦發(fā)公司

DRIENT——2000系列

■集訊系列

ISM——100系列

IDC893系列

■長(zhǎng)英科技

ALPHA900系列

3、智能儀表

/歐陸808、818、900系列

/理化REXDREX-----C系列

/島電SR73、SR53、SR25系列

/宇光AI系列

/山武——霍尼來爾SDC3013KSDC4B、SDC40A/40G

系列

/畫屋WEST系列

/神王TTM——110系列

/神崗FC系列

/亞特克AL808系列

/霍尼來爾UDC6300、UMC800系列

/上潤(rùn)系列

/百特系列

/昆侖海岸系列

/金大陸系列

/德萊PANTHERTOLEPO系列

4、變頻器

?LENZE系歹IJ

?ABB系列

?SAMCO系列

?DANFOSS系歹I」

?DELTA系歹U

?FUJI系列

?日立系列

?佳靈系列

?VACON系列

5、板卡

?威達(dá)全系列

?華遠(yuǎn)全系列

?磐儀全系列

?研祥全系列

?中泰全系列

?研華全系列

?康拓全系列

?中達(dá)一一斯米克全系列

?金科航全系列

?天時(shí)系列

?超拓系列

?眾人系列

?科日新系列

?宏拓系列

五、程序與界面設(shè)計(jì)

(-)標(biāo)題界面設(shè)計(jì)

輸油管線

自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)

設(shè)計(jì)者：田志和

關(guān)閉程序口令登錄口令撤銷幫助界面下一界面

主要有:

(1)設(shè)計(jì)題目，目的在于直觀地表現(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)題產(chǎn)生的良好

視覺效果。

(2)顯示設(shè)計(jì)任務(wù)工程項(xiàng)目的標(biāo)題，并可顯示工作時(shí)間、

日期。同時(shí)，進(jìn)行操作口令的登錄，設(shè)定密碼形式，防止無關(guān)人

員誤操作只有在輸入密碼正確的情況下才能進(jìn)行下一步，否則無

法進(jìn)入這樣就為監(jiān)控系統(tǒng)的安全提供了保障。

(3)制作方法是先制作一個(gè)文本文件在文本文件上打入“口

令登錄”字符，然后軟件自動(dòng)彈起一個(gè)對(duì)話框，在對(duì)話框上單擊

“彈起”時(shí)組態(tài)王自動(dòng)進(jìn)入一個(gè)命令語言內(nèi)容再寫入命令語句

“LOGLN(”'語句，由軟件自行設(shè)計(jì)。

(三)主控界面一一監(jiān)控平面圖

監(jiān)控平面示意圖

在標(biāo)題界面右下角有“下一界面”按鈕，單擊“下一界面”

按鈕此時(shí)顯示為主界面，主界面將“標(biāo)題界面”覆蓋，"下一界

面”按鈕我們選用的是SHOPPICTURE（主界面）語句。主界面

主要由當(dāng)前日期、時(shí)間、參數(shù)顯不、命令按鈕組成。通字符與系

統(tǒng)內(nèi)部的年、月、日、時(shí)、分、秒的連接可以顯示當(dāng)前日期和時(shí)

間，為打印報(bào)表提供準(zhǔn)確的時(shí)間。參數(shù)顯示通守6個(gè)模擬控制量

進(jìn)行顯示，模擬量的采集是通過研華遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集控制模塊完成

的。通過命令按鈕可以全部觀察被測(cè)對(duì)象各個(gè)控制量的值，并且

可以操作相當(dāng)按鈕，控制泵站的工作。

（三）溫度監(jiān)控界面

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該界面通過模擬儀表數(shù)字顯示，把被監(jiān)控溫度參數(shù)集中顯示

出來，可以直接點(diǎn)擊“溫控監(jiān)控”文字輸入溫度監(jiān)控的上下限值。

以加壓泵站1為例，對(duì)畫面的制作進(jìn)行說明：首先在數(shù)據(jù)詞

中建立“加壓泵站1”，變量名類型確定為I/O整實(shí)數(shù)，單擊確定

建立變量后將界面用動(dòng)作連接的方法進(jìn)行連接，這樣就可以在運(yùn)

行時(shí)，溫度監(jiān)控界面顯示新要顯示的數(shù)據(jù)了。

（四）壓力監(jiān)控界面

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可以將全部三個(gè)泵站的三個(gè)壓力參數(shù)集中顯示出來通過模

擬和數(shù)字顯示各泵站的壓力值，并可直接修改壓力參數(shù)的監(jiān)控上

下限值，其制作方法與溫度控制界面制作方法相同。

（五）泵站實(shí)時(shí)溫度曲線界面

通過實(shí)時(shí)曲線可以觀察被控各泵站的運(yùn)行狀態(tài)，亦可以設(shè)定

歷史曲線觀察歷史數(shù)據(jù)。最后可以調(diào)出10年以上的歷史數(shù)據(jù)。

具體操作方法：首先打開常用工具箱，插入一個(gè)文本框，輸入泵

站實(shí)時(shí)溫度曲線，在工具箱內(nèi)選取實(shí)時(shí)曲線單擊到文本框下，然

后雙擊文本框，彈出動(dòng)畫連接對(duì)話框，對(duì)動(dòng)作加以描述，此時(shí)雙

擊相應(yīng)的連接鍵，彈出命令語言編輯窗口，利用函數(shù)格式驅(qū)動(dòng)應(yīng)

用程序執(zhí)行相關(guān)功能。SHOWPICTURE實(shí)時(shí)報(bào)表曲線選擇。

CLOSEPICTURE歷史報(bào)表曲線選擇。

（六）泵站壓力實(shí)時(shí)曲線界面

通過壓力實(shí)時(shí)曲線界面可以觀察被控各泵站的運(yùn)行狀態(tài)，最

多可調(diào)閱十幾年的歷史數(shù)據(jù)，便于分析故障原因，制作方法與上

圖的方法基本相同，只是在文本框內(nèi)填加“歷史壓力實(shí)時(shí)曲線”

即可。

（七）實(shí)時(shí)歷史報(bào)表曲線界面

實(shí)時(shí)歷史報(bào)表曲線:

通過實(shí)時(shí)曲線可以觀察被控各泵站的運(yùn)行狀態(tài)，最多可查看

十幾年的歷史數(shù)據(jù)，便于分析故障原因，此界面包括10個(gè)功能

按鈕可以非常方便調(diào)閱各個(gè)不同時(shí)期的數(shù)據(jù)曲線制作值，制作此

界面主要應(yīng)用：SHOWPICTURE實(shí)時(shí)報(bào)表選擇CLOSE

PICTURE歷史報(bào)表選擇。

（A）加熱器控制界面

加壓泵站1加壓泵站1

通過加熱器遠(yuǎn)程控制，可以長(zhǎng)距離的控制現(xiàn)場(chǎng)泵站的工作狀

態(tài)，打開工具箱制作一個(gè)文本框輸入“加壓泵站1”后選擇合適

的按鈕進(jìn)行動(dòng)畫連接時(shí)先選取“數(shù)據(jù)詞典”建立“加壓泵站1”

建立變量后，將界面用動(dòng)畫連接即可。

（九）幫助界面

奉助界面

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（十）關(guān)閉程序界面

關(guān)閉程序

是否要關(guān)閉此程序

*/

［幫助界面］可以提示操作人員以操作方法、注意事項(xiàng)，使得

操作者不需要借助文字說明就可以方便操作本軟件。

［關(guān)閉界面］如操作人員要退出程序時(shí)點(diǎn)擊“是”按鈕即可，

方便易于操作。

五、設(shè)計(jì)總結(jié)

通過這次設(shè)計(jì)，對(duì)“組態(tài)王5.1"這個(gè)軟件有一個(gè)初步的了

解，它是以windows98/windows2000/windowsNT4.0中文操作系

統(tǒng)作為操作平臺(tái)，圖形功能完備，界面一致性好，使工業(yè)控制系

統(tǒng)更加具有通用性，豐富了PC機(jī)的軟件資源二次開發(fā)。

在運(yùn)用工程瀏覽器的過程中，了解它作為組態(tài)王的一個(gè)重要

組成部分，起到了不可替代的作用。它將命令語言設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)程序、

配方、報(bào)警、報(bào)表等工程元素集中管理，可以一目了然地查看各

個(gè)組成部分，并且簡(jiǎn)便易學(xué)，為工程的管理提供了方便高效的手

段。

在使用動(dòng)畫連接中了解到數(shù)據(jù)庫是組態(tài)王最核心的部分，在

組態(tài)王運(yùn)行時(shí)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀況以動(dòng)畫的形式反映在屏幕

上，同時(shí)工程人員在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令，也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)

場(chǎng)，所有這一切以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)境，數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機(jī)

和下位機(jī)的一個(gè)紐帶。

學(xué)習(xí)中還了解到，組態(tài)王還有強(qiáng)大的支持硬件功能，其支持

的硬件設(shè)備包括：可編程序控制器（PLC）、智能模塊、板卡、

智能儀表、變頻器等，幾乎現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中能應(yīng)用，硬件設(shè)

施它都囊括了。對(duì)于不同的硬件設(shè)施，只需為組態(tài)王軟件配置相

應(yīng)的通信驅(qū)動(dòng)程序即可，在使用時(shí)工程人員可以把每一臺(tái)下位機(jī)

看作一種設(shè)備，他不必關(guān)心具本的通訊協(xié)議，只需要在組態(tài)王的

設(shè)備庫中選擇設(shè)備類型，然后按照“設(shè)備配置向?qū)А钡奶崾疽徊?/p>

一步完成安裝即可。并且組態(tài)王對(duì)驅(qū)動(dòng)程序時(shí)行了重新設(shè)