基于力控的發(fā)油控制系統(tǒng)設計

引言

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，各企業(yè)廣泛采用計算機控制技術(shù)，新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)正以標準的工業(yè)計算機軟硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)，它們具有適應性強、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等鮮明優(yōu)點。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，且常在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。監(jiān)控層的硬件以工業(yè)級的微型計算機和工作站為主，目前更趨向于工業(yè)微機。

組態(tài)軟件的功能

組態(tài)軟件可謂是工業(yè)控制不可或缺的工具，組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)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，能以靈活多樣的組態(tài)方式(而不是編程方式)提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法，其預設置的各種軟件模塊可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機和i/o設備，與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行系統(tǒng)集成。

系統(tǒng)概述

某油庫發(fā)油監(jiān)控及計量部分，由人工來操作完成，手工錄入數(shù)據(jù)庫。因此，發(fā)油監(jiān)控數(shù)據(jù)庫更新速度慢且容易產(chǎn)生差錯。發(fā)油控制系統(tǒng)和開票系統(tǒng)不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，不便于對數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。通過本次系統(tǒng)改造，實現(xiàn)了由原來的四個發(fā)油鶴位擴展至十個，對發(fā)油控制、計量、溫度等各種參數(shù)及時準確的顯示，并對數(shù)據(jù)進一步處理分析，能夠?qū)⒃诎l(fā)油過程中產(chǎn)生的異常情況在較短的時間內(nèi)反應給總控室內(nèi)的監(jiān)控人員，來實現(xiàn)對異常情況的及時處理，最后將這些數(shù)據(jù)都寫入數(shù)據(jù)庫，通過網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。系統(tǒng)選擇力控組態(tài)軟件開發(fā)環(huán)境，針對硬件設備專門開發(fā)驅(qū)動程序;通過力控提供的豐富的畫面組態(tài)功能完成用戶要求的參數(shù)顯示，報警提示，多功能報表等，使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(sqlserver)完成自動計量功能，并將其嵌入到組態(tài)畫面的多功能報表中。

系統(tǒng)設計

發(fā)油控制器共10臺。這10臺發(fā)油控制器分布集中，一個控制室，發(fā)油區(qū)與監(jiān)控室距離近，且不要求網(wǎng)絡發(fā)布，下位通過購買專門的傳感器采集溫度、流速、體積、故障等參數(shù)，并上傳到發(fā)油控制器，再通過485總線上傳，將數(shù)據(jù)采集到實時數(shù)據(jù)庫;通過組態(tài)軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理等，將計量系統(tǒng)嵌人到該系統(tǒng)的報表畫面.以實現(xiàn)監(jiān)控與計量一體化。

系統(tǒng)硬件設計

發(fā)油區(qū)數(shù)據(jù)的采集和傳輸由各種傳感器等硬件組成。每個發(fā)油控制器上安裝有溫度計、流量計、電液閥等傳感器和流量控制設備，傳感器采集到的數(shù)據(jù)匯集到發(fā)油控制器，實現(xiàn)發(fā)油參數(shù)的底層采集;各個鶴位上的發(fā)油控制器通過rs485總線連接，接口與工控機的rs485接口連接，實現(xiàn)整個發(fā)油區(qū)發(fā)油參數(shù)上傳。采集設備網(wǎng)絡分布如圖1所示。

系統(tǒng)軟件設計

發(fā)油區(qū)監(jiān)控與采集系統(tǒng)由用戶、實時監(jiān)控、系統(tǒng)設置及幫助部分組成，通過菜單形式組織起來。用戶部分包括用戶管理、登錄、注銷等功能。實時監(jiān)控部分包括鶴位畫面顯示、故障顯示、報警記錄等功能。系統(tǒng)設置包括發(fā)油鶴位參數(shù)設置、設備初始化等功能。幫助中提供了詳細的系統(tǒng)操作說明。

軟件實現(xiàn)

數(shù)據(jù)處理流程

系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程如圖2所示。

軟件的實現(xiàn)

li/o設備組態(tài)

所謂i/o設備組態(tài)，就是在力控中建立相應的設備，完成各種通訊設置。由于購買的成套設備，所以有專門的由力控開發(fā)的驅(qū)動程序。本系統(tǒng)有十個發(fā)油控制器，要對十個發(fā)油控制器分別組態(tài)，選擇串口通訊，設置端口，并對每臺設備分配地址(如圖4)。

數(shù)據(jù)庫組態(tài)

所謂數(shù)據(jù)庫組態(tài)，就是將設備的i/o點與力控中的變量連接起來，從而形成數(shù)據(jù)庫變量，控制數(shù)據(jù)庫變量就如同控制設備一樣，實現(xiàn)各種功能(如圖5)。

界面開發(fā)