组态王储油罐液位控制

1绪论

随着工业自动化技术的不断发展，人们对系统监测性能的要求越来越高，组态王作为一个开发型的通用工业来监控系统，拥有良好的图形化操作界面，便于生产的组织与管理；同时，作为工业控制软件，它又可以很好的保证系统的可靠性与实时性。

组态王开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows 的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。

2系统需求分析

在石油、化工、工矿等企业一般都有油库，这些油库是企业重要的燃料基地，是一个重要的生产环节。各种油库的建设规模越来越大，造价也越来越高，为了确保油库的安全，必须要对影响油库安全的部分物理参数进行实时的数据采集，实现油库的自动化管理。能及时掌握油库油罐的液位、温度、压力、油气浓度等状态参数可以大大提高油库的进油，储油和管理的工作效率，极大的提高安全保障，因此有广泛的应用价值。通过对液位、温度、压力、油气浓度等状态量的实时监测，在智能仪表上实时显示并设置报警值，在越过限值时即可产生声光报警。此外这些状态值也可以通过互联网传输，有访问权限的管理者可以在任何地方通过浏览器查看油库的安全参数，实现无人职守的远程监测系统。

3 系统方案论证

在本设计中，为了实现对液位的控制，我使用了一个原油库，用来储存大量的原油，一个催化剂库用来存储大量的催化剂，它们分别在原料油罐催化剂罐液位少于20的时候进料，成品油罐用来存储成品油。当原料油罐催化剂罐液位大于20的时，系统开始输出成品油，当成品油罐的液位大于20时成品油输出阀门打开

开始向外流出成品油。

4 系统监控界面设计

图1所示为监控系统界面图，所有设备均处于初始状态，报警开关处于常态，等待系统运行图中所示的实时趋势线和历史趋势线均为成品油罐的液位变化曲线示意图。

图1系统监控界面设计

4.1 系统运行截图

图2所示为监控系统运行界面图，图中所示为刚刚开始运行系统，成品油罐液位未达到20m时成品油阀门处于关闭状态，原料油阀门和催化剂阀门处于打开状态，正在进行合成成品油的操作，该操作将会使得成品油罐的液位上升，当上升到20m时成品油阀门将会打开。

图2 成品油阀门未打开

图3所示为监控系统运行界面图，图中所示为运行系统一段时间后，成品油罐液位达到20m时成品油阀门处于开启状态，原料油阀门和催化剂阀门处于打开状态，正在进行合成成品油的操作，该操作将会使得原料油罐和催化剂罐的液位下降，原油进料阀和催化剂进料阀门打开，从而原油库的油和催化剂库的催化剂将会流入原料油罐和催化剂罐，它们的液位将会下降。

图3 成品油阀门打开

图4所示为监控系统运行界面图，图中所示为运行系统一段时间后，成品油

罐液位达到20m时成品油阀门处于开启状态，原料油阀门和催化剂阀门处于打开状态，正在进行合成成品油的操作，但是原料油罐和催化剂罐的液位小于20，原油进料阀和催化剂进料阀门打开，原油库的油和催化剂库的催化剂流入原料油罐和催化剂罐。

图4 原油进料和催化剂进料阀门均打开

图5所示为监控系统运行界面图，图中所示为运行系统一段时间后，成品油罐液位达到20时成品油阀门处于开启状态，原料油阀门和催化剂阀门处于打开状态，原油库的油和催化剂库的催化剂流入原料油罐和催化剂罐一段时间后原油库的油和催化剂库的液位均小于10，从而原油进料阀和催化剂进料阀门关闭，原油库的油和催化剂库的催化剂停止流入原料油罐和催化剂罐。

图5 原油进料和催化剂进料阀门均关闭

图6所示为监控系统运行界面图，图中所示为运行系统一段时间后，成品油罐液位达到20m时成品油阀门处于开启状态，原油库的油和催化剂库的催化剂流

入原料油罐和催化剂罐一段时间后原油库的油和催化剂库的液位均小于10，导致原油进料阀和催化剂进料阀门关闭，原油库的油和催化剂库的催化剂停止流入原料油罐和催化剂罐，并且此时的原料油罐和催化剂罐的液位小于10，导致原料油阀门和催化剂阀门关闭。

图6 原油油罐阀门和催化剂阀门均关闭

图7所示为监控系统运行界面图，图中所示为运行系统一段时间后，成品油罐液位达到20m时成品油阀门处于开启状态，原油库的油和催化剂库的催化剂流入原料油罐和催化剂罐一段时间后原油库的油和催化剂库的液位均小于10，原油进料阀和催化剂进料阀门关闭，并且此时的原料油罐和催化剂罐的液位小于10，原料油阀门和催化剂阀门关闭，成品油罐的液位小于20，成品油阀门关闭，系统停止输出。

图7 所有阀门均关闭

5 数据字典设计

数据字典记载了整个系统中定义的所有变量，包括各个变量的类型，所使用的寄存器，所连接的设备以及报警组的设定。

数据字典设计如图8所示。

图8 数据字典