力控軟件在罐區(qū)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、力控軟件在罐區(qū)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用在加工制造業(yè)和運(yùn)輸業(yè)的生產(chǎn)與經(jīng)營過程中，儲(chǔ)運(yùn)是一個(gè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)，特別是液態(tài)介質(zhì)（如原油、成品油、輕烴等）的存儲(chǔ)、計(jì)量、核算和管理尤為重要。圍繞著儲(chǔ)罐乃至整個(gè)罐區(qū)的監(jiān)控與管理，是儲(chǔ)運(yùn)作業(yè)中最基本的工作內(nèi)容。提高儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化及其管理水平，對(duì)企業(yè)減少損耗、降低成本、增加效益具有明顯的作用。下面以大慶林源煉油廠罐區(qū)自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)為例， 介紹一下力控?在儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)方法。一、罐區(qū)概況與監(jiān)控要求罐區(qū)概況林源煉油廠罐區(qū)分為西、北罐兩個(gè)罐區(qū)。西罐區(qū)有38 個(gè)罐，北罐區(qū)有18 個(gè)罐。原監(jiān)控系統(tǒng)采用的是盤裝二次儀表， 基本分布情況是： 在西罐區(qū)有光導(dǎo)液

2、位計(jì)13 塊， 鋼帶液位計(jì) 24 塊，電磁閥 104 點(diǎn)，電磁閥回訊104 點(diǎn)，報(bào)警 32 點(diǎn)；在北罐區(qū)有光導(dǎo)液位計(jì)4 塊，鋼帶液位計(jì)12 塊，電磁閥 144 點(diǎn)，電磁閥回訊144 點(diǎn)，報(bào)警 16 點(diǎn)。監(jiān)控要求1 信號(hào)采集：標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的采集；對(duì)鋼帶液位計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)的采集，并通過軟件加以處理和運(yùn)算,達(dá)到原儀表的技術(shù)要求；對(duì)具備智能通訊接口的光導(dǎo)液位計(jì)數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換處理。2 監(jiān)控操作：操作控制；參數(shù)設(shè)定；閥門自動(dòng)開啟與關(guān)閉；油品自動(dòng)調(diào)合，自動(dòng)比值調(diào)節(jié)。3 .動(dòng)態(tài)顯示：動(dòng)態(tài)立體流程圖顯示，能夠區(qū)分不同油品介質(zhì)的流向；以圖形方 式區(qū)分動(dòng)罐與靜罐；報(bào)警顯示；趨勢(shì)顯示。4 .操作畫面：罐容量表的查詢與

3、管理；打印實(shí)時(shí)報(bào)表和歷史報(bào)表，并可任意設(shè) 定打印時(shí)歷史報(bào)表的時(shí)刻；5 .系統(tǒng)具備可擴(kuò)展性。二、系統(tǒng)方案根據(jù)罐區(qū)的實(shí)際情況和監(jiān)控要求，我們?cè)O(shè)計(jì)了（圖1）所示的控制系統(tǒng)。1 .控制站要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制和管理，儀表應(yīng)具備標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)或智能通訊功能。光導(dǎo)液位計(jì)和鋼帶液位計(jì)具有智能通訊接口，閥門的狀態(tài)檢測(cè)和控制使用標(biāo)準(zhǔn)的干接點(diǎn)信號(hào)，采用PLC實(shí)現(xiàn)。 開關(guān)量控制對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)電磁閥控制、電磁閥回訊及報(bào)警信號(hào)檢測(cè)采用C200H系列的PLC完成，力控？I/O驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)完成 PLC數(shù)據(jù)的讀/寫。 標(biāo)洶20mA信號(hào)油品車間各種壓力、流量的標(biāo)準(zhǔn)420mA信號(hào)通過PLC模擬量卡件的轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過 PLC 的通訊接口傳送到操作

4、站的監(jiān)控軟件中。 智能通訊傳送鋼帶液位計(jì)采用大連儀表五廠的產(chǎn)品， 由于從一次儀表輸出的信號(hào)是一組串行BCD碼，計(jì)算機(jī)操作站不能直接接收該BCD 碼，必須使用三維公司研制的智能轉(zhuǎn)換器SBB-100 ，將現(xiàn)場(chǎng)一次表傳送的串行BCD 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過RS-485 將數(shù)據(jù)傳送到操作站上。光導(dǎo)液位計(jì)和溫度巡檢儀采用 RS-485 直接與操作站上的力控?軟件通訊。數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理、流量累計(jì)由力控?軟件處理。2 操作站本系統(tǒng)設(shè)立兩個(gè)操作站，主機(jī)采用工業(yè)控制機(jī)，操作系統(tǒng)采用 Windows98 ，監(jiān)控組態(tài)軟件采用，操作站內(nèi)增加RS485 通訊接口卡連接PLC、 SBB 及智能儀表。三、軟件設(shè)計(jì)說明根據(jù)工藝提

5、出的生產(chǎn)要求，力控?軟件操作畫面的設(shè)計(jì)采用主菜單的形式，在每幅畫面下分別有按紐進(jìn)行切換，畫面包括主菜單畫面、動(dòng)態(tài)流程畫面、操作畫面、報(bào)表畫面、罐容量表、報(bào)警等。1 動(dòng)態(tài)流程顯示根據(jù)各閥門的開閉狀態(tài)可以確定管道的流動(dòng)狀態(tài)和流向，用不同的顏色來表示，如圖2所示。與 w 口i到即* ,用十Z BM鵬班一用勃事Mi面，心晌的并十 , JJi 3Mil-,由于許多管道為各種介質(zhì)的公用管道，當(dāng)滿足不同條件時(shí)，管道顯示不同顏色。例如下面4個(gè)DB變量代表兩個(gè)閥的開閉狀態(tài)：HI303C_6-HC303C汽缸閥關(guān)HI303C_4-HC303C汽缸閥開HI304C_6-HC304C汽缸閥關(guān)HI304C_4-HC30

6、4C汽缸閥開當(dāng)這兩個(gè)閥中有一個(gè)關(guān)閉時(shí)，連接這2個(gè)閥的管道就變成不流動(dòng)狀態(tài)，它的變色條件是：(HI303C_6AH1303c_4)&H1303c_6)|(HI304C_6AH1304c_4)&H1304c_6)這個(gè)條件表達(dá)式由2部分的“或”運(yùn)算組成，其中每一部分表示一個(gè)閥的“關(guān)”條件，在這個(gè)“關(guān)”條件中使用了一個(gè)異或運(yùn)算（ 人），是對(duì)閥狀態(tài)合法性的檢查，因?yàn)檫@種閥 的回訊由2個(gè)取值相反的開關(guān)量組成，如果這 2個(gè)開關(guān)量的輸入狀態(tài)相同，則表明這個(gè)閥處于非法狀態(tài)（見圖 3）。h0 rl匚3目二鼻矗H I! 11 “Q J16T& llWIa 一的G相商。.11 *0令!|好。3*日國:fi扭百閣 等叁

7、* 性何Wfi冷隹帽的 層SLB業(yè) i _e 力 0tl f XI15 Q Q力馬電。dflf聞* I一也等量,nWJ用二* IJJI 如.型入1 .報(bào)警的處理除了在報(bào)警畫面和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中組態(tài)過程變量的報(bào)警限值和報(bào)警圖形對(duì)象外，本應(yīng)用還特別使用了力控？的語音報(bào)警功能。根據(jù)不同的罐號(hào)錄制了不同的聲音文件，通過力控?軟件的腳本函數(shù)在一定的條件下進(jìn)行播放。播放聲音的函數(shù)為 PlaySound（AviName,flag） 。說明：播放一段由文件名AviName指定的聲音文件AviName : Avi 文件名。flag ：播放方式取值為 0 或 1 。 0:代表異步 ;1:代表同步。例如： if(LI1

8、01.ALM)THENPlaySound(Avi01,0);ENDIF;表示當(dāng)變量LI101 處于報(bào)警狀態(tài)時(shí)則以異步方式播放 AVI 文件 Avi01 。2 報(bào)表的處理報(bào)表是利用力控?軟件的歷史報(bào)表工具來進(jìn)行定制的。 內(nèi)部的核算是通過腳本函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。3 容量表的處理由于油罐的計(jì)量是通過罐的液位查找罐表來求得罐內(nèi)油品的體積， 一般的罐表都是?的每隔 1 毫米對(duì)應(yīng)一個(gè)體積值，一個(gè)20 米高的油罐要有2 萬條數(shù)據(jù)。由工藝人員在力控標(biāo)準(zhǔn)罐表畫面中錄入。當(dāng)組態(tài)軟件從I/O 設(shè)備得到罐的液位值后，將它換算成以毫米為單位的液位高度，然后就直接從容積表中取出與液位值對(duì)應(yīng)的體積，如果液位的毫米高度值不是整數(shù)，則

9、可以首先取出整數(shù)液位值對(duì)應(yīng)的體積，再加上小數(shù)部分的插值計(jì)算結(jié)果。錄入罐表時(shí)是通過寫文件函數(shù) FileWrite(FileName,VarName,Offset,Num) 實(shí)現(xiàn)的，功能是向指定的文件中的 offset 位置寫數(shù)據(jù)。其中， FileName 是文件名， VarName 是要寫入的起始變量，按照變量的內(nèi)部存儲(chǔ)順序依次寫入多個(gè)變量，變量數(shù)目由 Num 確定。例如： FileWrite(dat01,var01,0,10) ， 從 var01 開始依次向文件dat01 的開頭寫入10 個(gè)數(shù)據(jù)，這 10 個(gè)數(shù)據(jù)依次是 dat01、dat02、dat03、dat04、dat05 dat10 。

10、將液位對(duì)應(yīng)的體積值通過讀文件函數(shù) FileRead(FileName,VarName,Offset,Num) 從罐表文件中讀出。其中 FileName 是文件名； Offset 指定從文件的哪個(gè)位置讀數(shù)據(jù)，在這里就是罐的液位值(以毫米為單位) ； Num 是要讀取的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，一般為 1 ； VarName 指定將讀取的數(shù)值賦給哪個(gè)變量，這里就是體積變量。例如： FileRead(dat01,VI101,LI101,1) ，從文件 dat01 中讀取 1 個(gè)數(shù)據(jù),讀取數(shù)據(jù)在文件中的位置由變量LI101 的值決定，結(jié)果送給體積變量VI101 。4 流量累積流量累積既可以用腳本程序?qū)崿F(xiàn)，也可以在實(shí)時(shí)

11、數(shù)據(jù)庫中用累積點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的累積點(diǎn)在進(jìn)行流量累積時(shí)精度會(huì)更高一些， 這里給出用腳本程序?qū)崿F(xiàn)累積的程序清單：進(jìn)入應(yīng)用程序時(shí)執(zhí)行的動(dòng)作：mesc0=$msec; ( $msec 是計(jì)算機(jī)的毫秒時(shí)鐘)應(yīng)用程序運(yùn)行期間周期運(yùn)行的動(dòng)作：說明： FI101L 為累積量， FI101 為瞬時(shí)量。IFFI1010&$msecmesc0THENFI101L=FI101L+FI101/3600000*($msec-mesc0);MESC0=$msec;ENDIF5 油品調(diào)合控制程序調(diào)合是對(duì)汽油和MTBE 的流量進(jìn)行比值調(diào)節(jié)， 基本單回路PID 控制利用 PLC 的 PID指令進(jìn)行，而無擾動(dòng)的切換利用力控?軟件進(jìn)行跟蹤，PLC 進(jìn)行相關(guān)的邏輯處理。通過質(zhì)量流量計(jì)采集汽油與 MTBE 的流量信號(hào)，兩者的比值作為 PID 控制模塊的設(shè)定值， MTBE 的流量作為 PID 控制模塊的測(cè)量值。輸出根據(jù)配比的不同來調(diào)節(jié)MTBE 的流量， 以達(dá)到調(diào)合汽油的目的， 根據(jù)汽油的累積量的多少來自動(dòng)控制輸油泵的啟停，并且具備自動(dòng)/ 手動(dòng)兩種切換方式。四、系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行情況應(yīng)用腳本程序編制時(shí)，一定要考慮通訊的速度，不停地循環(huán)向控制器（PLC ）下置數(shù)據(jù)會(huì)影響采集速度，因此，向 PLC 發(fā)送控制命令的程序動(dòng)作應(yīng)盡量放在數(shù)據(jù)改變腳本中執(zhí) 行。系統(tǒng)參數(shù)的配置根據(jù)不同的設(shè)備可反復(fù)調(diào)整使之達(dá)到最佳工作狀態(tài)，