力控在發油控制系統中的應用

　　引言

　　隨著計算機技術的發展，各企業廣泛采用計算機控制技術，新型的工業自動控制系統正以標準的工業計算機軟硬件平臺構成的集成系統取代傳統的封閉式系統，它們具有適應性強、開放性好、易于擴展、經濟、開發周期短等鮮明優點。通常可以把這樣的系統劃分為控制層、監控層、管理層三個層次結構。其中監控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現對現場的實時監測與控制，且常在自動控制系統中完成上傳下達、組態開發的重要作用。監控層的硬件以工業級的微型計算機和工作站為主，目前更趨向于工業微機。

　　組態軟件的功能

　　組態軟件可謂是工業控制不可或缺的工具，組態軟件指一些數據采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統監控層一級的軟件平臺和開發環境，能以靈活多樣的組態方式(而不是編程方式)提供良好的用戶開發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和完成監控層的各項功能，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絡系統結合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行系統集成。

　　系統概述

　　某油庫發油監控及計量部分，由人工來操作完成，手工錄入數據庫。因此，發油監控數據庫更新速度慢且容易產生差錯。發油控制系統和開票系統不能實現數據共享，不便于對數據統計與分析。通過本次系統改造，實現了由原來的四個發油鶴位擴展至十個，對發油控制、計量、溫度等各種參數及時準確的顯示，并對數據進一步處理分析，能夠將在發油過程中產生的異常情況在較短的時間內反應給總控室內的監控人員，來實現對異常情況的及時處理，最后將這些數據都寫入數據庫，通過網絡實現數據共享。系統選擇力控組態軟件開發環境，針對硬件設備專門開發驅動程序;通過力控提供的豐富的畫面組態功能完成用戶要求的參數顯示，報警提示，多功能報表等，使用關系數據庫(sqlserver)完成自動計量功能，并將其嵌入到組態畫面的多功能報表中。

　　系統設計

　　發油控制器共10臺。這10臺發油控制器分布集中，一個控制室，發油區與監控室距離近，且不要求網絡發布，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，并上傳到發油控制器，再通過485總線上傳，將數據采集到實時數據庫;通過組態軟件實現數據的監控、數據處理等，將計量系統嵌人到該系統的報表畫面.以實現監控與計量一體化。

　　系統硬件設計

　　發油區數據的采集和傳輸由各種傳感器等硬件組成。每個發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，傳感器采集到的數據匯集到發油控制器，實現發油參數的底層采集;各個鶴位上的發油控制器通過rs485總線連接，接口與工控機的rs485接口連接，實現整個發油區發油參數上傳。采集設備網絡分布如圖1所示。

　　系統軟件設計

　　發油區監控與采集系統由用戶、實時監控、系統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。實時監控部分包括鶴位畫面顯示、故障顯示、報警記錄等功能。系統設置包括發油鶴位參數設置、設備初始化等功能。幫助中提供了詳細的系統操作說明。

　　軟件實現

　　數據處理流程

　　系統數據處理流程如圖2所示。

　　軟件的實現

　　li/o設備組態

　　所謂i/o設備組態，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的驅動程序。本系統有十個發油控制器，要對十個發油控制器分別組態，選擇串口通訊，設置端口，并對每臺設備分配地址(如圖4)。

　　數據庫組態

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

　　界面開發

　　發油鶴位監控界面

　　共有11個鶴位(汽油四個，柴油六個，煤油一個)，每一個鶴位信息包括鶴位編號、鶴位狀態、油品名稱、添加劑、溫度、發油單位、應加量、實加量、溢油狀態、接地狀態、泵狀態、流量計、電液閥、鶴位、油罐車(如圖6)。

　　空閑狀態 發油狀態

　　發油控制器參數設置界面

　　發油控制過程是一個復雜的過程，而且要求精度較高，誤差一般不超過2‰，因此要對發油控制器進行完整的設置，保證發油的速度和精度。需要設置的參數如下：油品名稱、密度、對表系數、溫度系數、調和比例、是否添加劑、關閉參數、停泵控制、過沖量、機器狀態(如圖7)。

　　故障顯示界面

　　故障顯示對于自控系統是十分重要的，故障顯示界面要盡量簡潔明了，讓操作人員一目了然，因此對應每一個通道的每一個報警點獨立設置參數，在正常狀態下均顯示綠色，在有報警情況下顯示紅色，直至故障排除恢復綠色，并且伴有聲音報警，對于嚴重故障(如溢油)更會彈出對話框進行報警(如圖8)。

　　事件及報警記錄界面

　　為了方便用戶對系統故障的檢測和排除，力控提供了事件記錄控件，它可以監視并記錄i/o設備運行、實時數據庫、進程管理、網絡通信、開發系統等各種動作，并且提供查詢功能。在報警記錄方面，力控也提供相應的控件，不僅包括報警記錄和查詢，還有確認報警的功能，使工作人員及時處理。

　　后臺編程

　　下置發油提單

　　讀取數據庫的發油參數，是由windows的遠程數據源實現的。此部分程序放在應用程序動作中，進入程序部分的功能是打開數據庫。程序運行周期執行中，掃描周期1000ms，檢測是否有發油申請，并完成下置(如圖9)。

　　發油過程的監控

　　發油過程的監控包括發油鶴位的狀態、實時溫度、實發數量、應發數量、應發單位以及溢油和接地報警等等。此部分放入發油鶴位監控界面的腳本中執行，進入窗口動作，從數據庫中找到對應鶴位的油品名稱。窗口運行時周期執行，用于實時更新發油狀態、發油單位、發油數量。

　　記錄發油參數

　　發油完成后，要將發油的實際數據寫入到數據庫中，以便日后查詢和出據報表。首先要解決的問題是，如何得知一次發油過程的結束，即構造上升沿。

　　程序周期檢測發油是否完成，一旦完成，將把當前的鶴位信息寫入數據庫中，包括實發數量、完成時間、是否正常完成(誤差不超過2‰)。

　　結語

　　發油控制過程是十分復雜的，要控制發油誤差在允許的范圍內，需要軟件和硬件的配合，力控很好的實現了這個目標。通過此次改造，無論是從上位機監控，還是在下位機的執行情況來看，都達到了預期的效果，系統運行的可靠性明顯提高，在發油過程中改善了操作人員的工作環境，而且將人為因素帶來的不利影響降到最低。