长距离输油管线自动化监控系统设计

长距离输油管线自动化监控系统设计
一、前言
随着目前社会经济的快速开展，动力的需求也与日巨增，石油对现今社会的开展起着致关重要的作用，如何能更好的应用石油为人类效劳，已成为越来越多人类关心议论的话题。

开採后的石油如何从油田保送到世界各地的炼油厂，不能够把每个炼油厂都安在油田的左近，这样石油的保送效果就显的格外重要。

而石油的保送无非经过水路、铁路、公路和输油管线来完成，而以上各种运输方式中我觉得最好的还是输油管线。

由于，水路运输就是应用船泊往复于港口、码头之间，可飞行时的天气变化对船泊影响太大，一不小心原油的走漏会对环境形成破坏。

而铁路运力的紧张，也越来越让人头疼。

再说公路，相对本钱高，一次运输量有限。

所以，输油管线便成为人们的理想之选，由于不论长短距离都可以架设，而且配合我设计的这套自动监控系统，在运用上不需求借助文字说明，就可以方便操作本软件，全中文〝傻瓜式〞界面易于操作，浪费时间，还可以经过远程控制，在千里之外就控制现场泵站的任务形状。

二、设计总体思想
〔一〕方案论证
本设计是一个计算机监控顺序，主要义务是长距离的输油管
线停止实时监控。

硬件上要求各测控站点之间有远程传感检测装置，如温度传感器压力传感器，而且亦要有远程控制装置，如泵站的启停、报警、加热装置等。

在软件上可以直观地了解控制各泵站的各种信息数据。

本设计采用研华远程数据采集控制模块，现场信号经调制解调器调制后，经由公用电缆传输到主控室停止解调恢复为数字信号，再由工业计算机停止数据处置。

本设计采用工业监控组态软件〝组态王5.1”作为软件设计开发工具自行设计开发的计算机监控软件。

该软件运转于windows平台上，可以方便地对整个输油管线停止全方位的监控，即可以观察控制全部被控对象，也可以区分对某一类的控制量停止监控。

主要功用如下：
1、全部被控对象停止监控。

2、区分对不同控制对象停止监控。

3、显示打印历史数据。

4、显示打印实时数据。

5、实时报警显示。

6、协助显示。

7、报警界限调整。

8、操作登录确认。

9、对顺序运转管理。

10、运转报表打印。

〔二〕设计内容
1、标题界面
显示设计义务工程硕目的标题并可以显示以后任务时间、日期，还可以停止操作口令的登录，设置假定干操作级别，防止有关人员误操作。

2、主控界面——监控平面图
直观的展现被控对象的全部场景，在此界面上可以全部观察各被控对象的各个控制量的量值，并且可以操作相应按钮控制泵站的任务。

3、温度监控界面
该界面将全部被监控的温度参数集中显示出来，经过模拟仪表、数字显示以后各泵站的温度值。

还可以直接点击〝温度文字〞输入温度监控的上下限值。

4、压力监控界面
将全部三个泵站的三个压力参数集中显示出来，经过模拟和数字显示各泵站的压力值，还可以直接修正压力参数的监控报警上下限设定值。

5、泵站实时温度曲线界面
经过实时曲线可以观察被控各泵站的运转形状，亦可以设定历史曲线观察历史数据，最多可以调出其间10年以上的历史数
据。

6、泵站压力实时曲线界面
经过实时曲线，可以观察被控各泵站的运转形状，可以最多调阅十几年的历史数据便于剖析缺点缘由。

7、实时历史报表
本界面用于将以后的各个被控对象的数据统计和打印，还可以将几十年的恣意时段的数据经过报表方式显示和打印出来。

一方面可以作为消费数据保管，还可以作为缺点剖析清查责任的依据。

8、加热器控制界面
经过运程控制，可以在千里之外就控制现场泵站的任务形状。

9、协助界面
提示操作人员的操作方法，本卷须知，使得操作者不需借助文字说明书就可以方便操作本软件。

10、封锁顺序界面
全中文的〝傻瓜式〞界面易于操作浪费时间。

三、设计要求
〔一〕以下图为本设计〔输油管线自动监控系统〕简图其中包括：3个温度压力监测点、3个加压泵站、1个减压阀、2个加湿站、3个输油终站。

需求区分对各站点的温度、压力停止监控，温渡过低那么加热器加热，压力过高那么翻开减压阀减压，压力
过低那么翻开加压泵加压。

温度 压力 加压泵 减压阀 加热器
〔二〕需求设计的界面
1、主画面：显示标题、设计者姓名等。

2、长距离输油管线自动化监控系统全体平面〔主体〕监控界面。

3、温度监控界面：用数字和模拟仪表停止显示。

4、压力监控界面：可用数字与模拟仪表停止显示。

5、各加压泵站温度压力监控界面：需求用数字和模拟仪表
停止显示。

6、实时曲线界面。

7、实时压力曲线界面。

8、实时温度压力曲线界面。

9、加热器形状监控界面：可以经过人工控制加热器通断。

10、加压泵形状监控界面：可以用人工控制加压泵的启、停。

11、减压阀形状监控界面：可用人工控制减压阀启、停。

12、实时〔历史〕报表界面。

13、协助说明界面。

14、口令登录修正界面。

15、封锁顺序界面。

16、报警显示界面。

17、报警上下限修正界面。

18、输油终端界面与进油阀、出油阀相应关系界面〔进油阀流量是出油阀流量的2倍〕。

四、软件引见
〔一〕组态王装置与运转
〝组态王〞适用于IBM586以上的微机及兼容机VGA SVGANNY以及支部windows256色图形卡，主频为100MHZ以上，内存不少于32M，同时运转多个大型顺序应运用更大内存，运转于windows98/2000/NT4.0环境。

〔二〕组态王软件的组成
组态王是在运转的PC机上树立工业控制对象人机接口的一种智能软件包，它以windows98/2000/NT4.0中文操作系统作为其操作平台，应用了windows图形功用完备，界面分歧性好的特点，采用PC机开发的系统工程，比以往运用公用机开发的工业控制系统更具有通用性，增加工程软件开发者的重复性任务，并可运用PC机丰厚的软件资源停止二次开发。

组态王软件包由工程管理器〔PROJMANAGER〕，工程阅读器〔TOUCHEXPORER〕，画面运转系统〔TOUCHVEW〕三局部组成，其中，工程管理器主要用于组态王工程的管理，如新建工程、工程管理、工程备份、变量的导入导出、定义工程的属性等。

工程阅读器是组态王软件的中心局部和管理开发系统，它将画面制造系统中已设计的图形画面、命令言语、设备顺序驱动与管理、配方管理、数据库访问配置等工程资源停止集中管理，并且在一个窗口中以树形结构陈列，此种功用与windows操作系统中资源管理器功用相似。

在工程阅读器中内嵌画面开发系统是运用顺序的集成开发环境，在这个环境中完成界面设计、动画衔接的定义等，并且通守数据库中的多种数据类型合理地控制对象，对数据的报警、趋向曲线进程记载、用利组态王的图库用户可以增加设计界面的时间，从而提高工程软件的质量。

〔三〕运用顺序制造进程概述
树立新的顺序普通可以分为四个进程区分是：
1、设计图形界面
2、结构数据库
3、树立动画衔接
4、运转和调试
首先，应依据新设计标题要求，选择适当的图形和相应的界面，依据新要设计对象的数据变量，指定变量名和变量类型，并把它们定义完成后与新设计的动画停止衔接，最后停止运转并调试新设计的顺序。

〔四〕组态王支持的硬件设备
1、可编程控制器〔PLC〕
⏹莫迪康公司：
MODBUST系列
MODBUST PLUS系列
MICR 037 系列
⏹欧姆龙株式会社：
OMRON系列〔经过HOSTLINR或CONTROL LINR与串口衔接〕
⏹松下公司
FP和FP3系列
⏹三菱公司
MELSEC FX2FX2n系列
MELSEC A和ANA系列
FX2485系列
⏹西门子公司
S5 系统
S7——200系列
S7——300MPI系列
S7——300P ROFIBUS—FMS系列⏹富士公司
FLEX——PC NB系列
⏹华光公司
SU——6系列
SG——8系列
SR——21系列
⏹LG公司
MASTER——K系列MASTER——K——XXXS系列MASER K30H系列
⏹GE公司
WERIES——90系列
⏹东芝公司
EX 系列
2、智能模块
⏹研华公司
ADAM——4000系列
ADAM——5000系列
ADAM——5000〔CAN〕系列
⏹威达公司
NUDAM——6000系列
NUDAM——7000系列
⏹中机浦发公司
DRIENT——2000系列
⏹集讯系列
ISM——100系列
IDC893系列
⏹长英科技
ALPHA900系列
3、智能仪表
✓欧陆808、818、900系列
✓理化REXD REX——C系列
✓岛电SR73、SR53、SR25系列
✓宇光AI系列
✓山武——霍尼来尔SDC30131、SDC4B、SDC40A/40G 系列
✓画屋WEST系列
✓神王TTM——110系列
✓亚特克AL808系列
✓霍尼来尔UDC6300、UMC800系列✓上润系列
✓百特系列
✓昆仑海岸系列
✓金大陆系列
✓德莱PANTHER TOLEPO系列
4、变频器
◆LENZE系列
◆ABB系列
◆SAMCO系列
◆DANFOSS系列
◆DELTA系列
◆FUJI系列
◆日立系列
◆佳灵系列
◆V ACON系列
5、板卡
◆威达全系列
◆华远全系列
◆磐仪全系列
◆中泰全系列
◆研华全系列
◆康拓全系列
◆中达——斯米克全系列◆金科航全系列
◆天时系列
◆超拓系列
◆众人系列
◆科日新系列
◆宏拓系列
五、顺序与界面设计
〔一〕标题界面设计
主要有：
〔1〕设计标题，目的在于直观地表现设计标题发生的良好视觉效果。

〔2〕显示设计义务工程项目的标题，并可显示任务时间、日期。

同时，停止操作口令的登录，设定密码方式，防止有关人员误操作只要在输入密码正确的状况下才干停止下一步，否那么无法进入这样就为监控系统的平安提供了保证。

〔3〕制造方法是先制造一个文本文件在文本文件上打入〝口令登录〞字符，然后软件自动弹起一个对话框，在对话框上单击〝弹起〞时组态王自动进入一个命令言语内容再写入命令语句〝LOGLN〔〕〞语句，由软件自行设计。

〔三〕主控界面——监控平面图
在标题界面右下角有〝下一界面〞按钮，单击〝下一界面〞
按钮此时显示为主界面，主界面将〝标题界面〞掩盖，〝下一界面〞按钮我们选用的是SHOP PICTURE〔主界面〕语句。

主界面主要由以后日期、时间、参数显示、命令按钮组成。

通字符与系统外部的年、月、日、时、分、秒的衔接可以显示以后日期和时间，为打印报表提供准确的时间。

参数显示通守6个模拟控制量停止显示，模拟量的采集是经过研华远程数据采集控制模块完成的。

经过命令按钮可以全部观察被测对象各个控制量的值，并且可以操作相当按钮，控制泵站的任务。

〔三〕温度监控界面
该界面经过模拟仪表数字显示，把被监控温度参数集中显示出来，可以直接点击〝温控监控〞文字输入温度监控的上下限值。

以加压泵站1为例，对画面的制造停止说明：首先在数据词中树立〝加压泵站1〞，变量名类型确定为I/O整实数，单击确定树立变量后将界面用举措衔接的方法停止衔接，这样就可以在运转时，温度监控界面显示新要显示的数据了。

〔四〕压力监控界面
可以将全部三个泵站的三个压力参数集中显示出来经过模拟和数字显示各泵站的压力值，并可直接修正压力参数的监控上下限值，其制造方法与温度控制界面制造方法相反。

〔五〕泵站实时温度曲线界面
经过实时曲线可以观察被控各泵站的运转形状，亦可以设定历史曲线观察历史数据。

最后可以调出10年以上的历史数据。

详细操作方法：首先翻开常用工具箱，拔出一个文本框，输入泵站实时温度曲线，在工具箱内选取实时曲线单击到文本框下，然后双击文本框，弹出动画衔接对话框，对举措加以描画，此时双击相应的衔接键，弹出命令言语编辑窗口，应用函数格式驱动运用顺序执行相关功用。

SHOW PICTURE 实时报表曲线选择。

CLOSE PICTURE 历史报表曲线选择。

〔六〕泵站压力实时曲线界面
经过压力实时曲线界面可以观察被控各泵站的运转形状，最多可调阅十几年的历史数据，便于剖析缺点缘由，制造方法与上图的方法基本相反，只是在文本框内填加〝历史压力实时曲线〞即可。

〔七〕实时历史报表曲线界面
经过实时曲线可以观察被控各泵站的运转形状，最多可检查十几年的历史数据，便于剖析缺点缘由，此界面包括10个功用按钮可以十分方便调阅各个不同时期的数据曲线制造值，制造此界面主要运用：SHOW PICTURE 实时报表选择CLOSE PICTURE历史报表选择。

〔八〕加热器控制界面
经过加热器远程控制，可以长距离的控制现场泵站的任务形状，翻开工具箱制造一个文本框输入〝加压泵站1〞后选择适宜的按钮进举动画衔接时先选取〝数据词典〞树立〝加压泵站1〞树立变量后，将界面用动画衔接即可。

〔九〕协助界面
〔十〕封锁顺序界面
[协助界面]可以提示操作人员以操作方法、本卷须知，使得操作者不需求借助文字说明就可以方便操作本软件。

[封锁界面]如操作人员要参与顺序时点击〝是〞按钮即可，方便易于操作。

五、设计总结
经过这次设计，对〝组态王5.1”这个软件有一个初步的了解，它是以windows98/windows2000/windowsNT4.0中文操作系统作为操作平台，图形功用完备，界面分歧性好，使工业控制系统愈加具有通用性，丰厚了PC机的软件资源二次开发。

在运用工程阅读器的进程中，了解它作为组态王的一个重要组成局部，起到了不可替代的作用。

它将命令言语设计驱动顺序、配方、报警、报表等工程元素集中管理，可以了如指掌地检查各个组成局部，并且简便易学，为工程的管理提供了方便高效的手腕。

在运用动画衔接中了解到数据库是组态王最中心的局部，在组态王运转时，工业现场的消费状况以动画的方式反映在屏幕上，同时工程人员在计算机前发布的指令，也要迅速送达消费现场，一切这一切以实时数据库为中介环境，数据库是联络上位机和下位机的一个纽带。

学习中还了解到，组态王还有弱小的支持硬件功用，其支持的硬件设备包括：可编顺序控制器〔PLC〕、智能模块、板卡、智能仪表、变频器等，简直现代工业消费设备中能运用，硬件设备它都囊括了。

关于不同的硬件设备，只需为组态王软件配置相应的通讯驱动顺序即可，在运用时工程人员可以把每一台下位机看作一种设备，他不用关心具本的通讯协议，只需求在组态王的设备库中选择设备类型，然后依照〝设备配置导游〞的提示一步一步完成装置即可。

并且组态王对驱动顺序时行了重新设计，采
用最新的软件技术，使通讯顺序和组态王构成一个完整的系统。

这种方式即保证运转系统的高效率，也使和系统可以到达很大规模。

在这次运用〝组态王5.1”这个软件，对长距离输油管线监控系统的设计中学习到许多有用的东西。

同时也感到了自己有许多缺乏之处，还有待于进一步的学习空虚自己，矫正错误。

在此此别感谢指导教员周欣，由于她给了我很大的协助，同时也失掉了授课的杨春生、刘丹洁、刘高锁、刘永世等教员的指点和协助，在此深表感谢。

在学习中了解到数据词典、工程阅读器的命令言语、动画衔接、变量定义等其它一些功用的运用，并且，知道了自己一些模糊的概念和错误的了解，得以矫正过去。

在这次长距离输油管线的监控系统设计中，在文字表述上还存在许多错漏之处。

在功用运用上也有不完备之处，希望教员在反省中给予批判指正，协助我在今后的学习和任务中〝百尺竿头，更进一步〞。

参考文献
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