油田聚合物配置控制系統(tǒng)new

1、控制系統(tǒng)綜合實驗?zāi)夸浀?章 組態(tài)王11.1 組態(tài)王簡介21.2 組態(tài)王的特點3第2章 油田聚合物配置控制系統(tǒng)工藝流程32.1 監(jiān)控畫面理論的介紹32.2 聚合物配置及工藝要求3第3章 組態(tài)王仿真設(shè)計63.1 控制圖的設(shè)計與步驟63.2 組態(tài)王仿真工藝流程7第4章 結(jié)論與體會10參考文獻(xiàn)11第1章 組態(tài)王1.1 組態(tài)王簡介組態(tài)王（Kingview）是由北京亞控公司開發(fā)，在PC機(jī)上建立工業(yè)控制對象人機(jī)接口的一種智能軟件包，它以Window2000/WindowXP/WindowNT中文操作系統(tǒng)作為其操作平臺，充分利用了Windows圖形功能設(shè)備，界面一致性好，易學(xué)易用等特點，具有功能完備的人機(jī)接口

2、界面和面向?qū)ο蟮膱D形開發(fā)環(huán)境，便于高效，快捷地把整個工藝過程構(gòu)成監(jiān)控畫面，以動畫的形式顯示各個控制設(shè)備的狀態(tài)，在報警和歷史趨勢方面的功能，方便了對系統(tǒng)的監(jiān)控，具有較強的網(wǎng)絡(luò)功能。它融過程控制設(shè)計、現(xiàn)場操作以及工廠資源管理于一體，將一個企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用以及信息交流匯集在一起，實現(xiàn)最優(yōu)化管理。今天,新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)正以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計算機(jī)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),組態(tài)軟件在工業(yè)方面的應(yīng)用越來越受到工程師們的認(rèn)可和歡迎。目前已有不少專業(yè)廠商包括專業(yè)軟件公司和硬件、系統(tǒng)廠商生產(chǎn)和提供各種組態(tài)軟件產(chǎn)品。國產(chǎn)化的組態(tài)軟件也正在成為市場上的一支生力軍。采用組態(tài)王軟件開發(fā)工

3、業(yè)監(jiān)控工程，可以極大地增強用戶生產(chǎn)控制能力、提高工廠的生產(chǎn)力和效率、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、減少成本及原材料的消耗。它適用于從單一設(shè)備的生產(chǎn)運營管理和故障診斷，到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)。 組態(tài)王軟件結(jié)構(gòu)由工程管理器、工程瀏覽器及運行系統(tǒng)三部分構(gòu)成。 工程管理器：工程管理器用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理，對已有工程進(jìn)行搜索、添加、備份、恢復(fù)以及實現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入和導(dǎo)出等功能。 工程瀏覽器：工程瀏覽器是一個工程開發(fā)設(shè)計工具，用于創(chuàng)建監(jiān)控畫面、監(jiān)控的設(shè)備及相關(guān)變量、動畫鏈接、命令語言以及設(shè)定運行系統(tǒng)配置等的系統(tǒng)組態(tài)工具。通過工程瀏覽器，可以很清楚地看到真?zhèn)€系統(tǒng)工程涉及制作的畫面，它將畫面

4、制作系統(tǒng)設(shè)計的圖形畫面、命令語言、設(shè)備管理、變量管理、網(wǎng)絡(luò)配置、配方管理、系統(tǒng)配籃(包括開發(fā)系統(tǒng)配置、運行系統(tǒng)配置、報警配置、歷史數(shù)據(jù)記錄、網(wǎng)絡(luò)配置、打印和用戶配置等)工程資源進(jìn)行了集中的管理，在一個窗口進(jìn)行了樹型結(jié)構(gòu)的排列，左邊部分是“工程目錄顯示區(qū)”，右邊部分為“目錄內(nèi)容顯示區(qū)”。運行系統(tǒng)：工程運行界面，從采集設(shè)備中獲得通訊數(shù)據(jù)，并依據(jù)工程瀏覽器的動畫設(shè)計顯示動態(tài)畫面，實現(xiàn)人與控制設(shè)備的交互操作。 圖1-1組態(tài)王的工程管理器與瀏覽器界面組態(tài)王軟件作為一個開放型的通用工業(yè)監(jiān)控軟件，支持與國內(nèi)外常見PLC、智能模塊、智能儀表、變頻器、數(shù)據(jù)采集板卡等（如：西門子 PLC、莫迪康 PLC、歐姆龍

5、PLC、三菱 PLC、研華模塊等等）通過常規(guī)通訊接（如串口方式、USB 接口方式、以太網(wǎng)、總線、GPRS等）進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。1.2 組態(tài)王的特點組態(tài)王軟件特點：包括了大量常用硬件的驅(qū)動程序，使繁雜的硬件接口方面的工作由組態(tài)王軟件去完成，用戶只需簡單安裝驅(qū)動程序，并按指定格式讀取或輸出數(shù)據(jù)即可，無須在控制過程中去考慮硬件的使用和設(shè)置，因此，用戶在使用前，一定要仔細(xì)閱讀與本硬件相關(guān)驅(qū)動及使用說明，并按指定方式配置，設(shè)置變量，才能順利地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取和輸出。而組態(tài)硬件就是在組態(tài)表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用戶程序中以什么樣的地址來訪問這些模板，地址一般不用修改由程序自動生成。模板的特性也可

6、以用參數(shù)進(jìn)行賦值。第2章 油田聚合物配置控制系統(tǒng)工藝流程2.1 監(jiān)控畫面理論的介紹監(jiān)控界面分為兩類:顯示界面和任務(wù)界面。顯示界面用于變量的監(jiān)控、報警和數(shù)據(jù)報表。任務(wù)界面負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收、處理和發(fā)送,實現(xiàn)人機(jī)間對話功能,完成對過程裝置的控制.主要功能包括變量監(jiān)控、自動和手動控制之間的轉(zhuǎn)換、溫度控制值的設(shè)定、溫度數(shù)據(jù)實時趨勢曲線及歷史趨勢曲線與報表畫面間的轉(zhuǎn)換等功能。2.2 聚合物配置及工藝要求油田根據(jù)三次采油的需要，在采油各作業(yè)區(qū)大量采用了膠聯(lián)聚合物配置系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以分為2個環(huán)節(jié)，即聚合物的分散和聚合物溶液的熟化。分散裝置在整個系統(tǒng)中占有重要的地位，其作用是將干粉狀的聚合物與水通過配比，攪拌，使

7、其混合成均勻的滿足濃度要求的溶液。因為聚合物溶液的配置濃度精度要求較高，聚合物遇水又易產(chǎn)生“魚珠”“粘團(tuán)”，所以，這部分要由計算機(jī)實現(xiàn)全部的自動化控制。并且，裝置還可做成可移動的車載形式。而熟化系統(tǒng)主要是在現(xiàn)場熟化罐中完成的，這部分的控制形式可以是人工的也可以是計算機(jī)的。聚合物配置圖如圖2-1。計算機(jī)控制儲罐儲罐圖2-1 聚合物配置圖1) 分散部分控制流程如下：在供給壓力水0.4-0.5Mpa、干粉、電力(220V、380V)后。該部分可按照要求的配液濃度進(jìn)行自動生產(chǎn)配液(濃度可調(diào))，誤差小于5% 。清水由清水泵打入，聚合物由聚合物罐經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)射流器送入，清水和聚合物在混配器中混合，進(jìn)入混合罐

8、，經(jīng)攪拌，使其生成所要的溶液，再由轉(zhuǎn)液泵打去當(dāng)?shù)氐氖旎?。至此完成了整個配置的分散過程。分散部分工藝流程圖如圖2-2。物位開關(guān)去熟化罐低液位高液位漏斗螺旋送料器射流器攪拌器混配器電動調(diào)節(jié)閥電動球閥清水泵泵流量計泵泵流量計變頻器混合罐聚合物干粉物流監(jiān)測儀圖2-2分散控制流程圖2) 熟化部分由分散裝置配置完成的聚合物溶液經(jīng)過轉(zhuǎn)液泵打入3個熟化罐，在熟化罐里，攪拌120min以上形成的溶液即可滿足使用標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過外輸泵打出，去各注入站。熟化部分流程圖如圖2-3所示。去注聚泵壓力傳感器來自分散裝置液位計液位計液位計泵變頻器1#熟化罐2#熟化罐3#熟化罐 圖2-3熟化控制流程圖第3章 組態(tài)王仿真設(shè)計3.1

9、 控制圖的設(shè)計與步驟本方案的邏輯及順序控制部分采用PLC來完成，整個控制過程的畫面監(jiān)測，由力控監(jiān)控軟件來完成。整個控制系統(tǒng)分為2個部分，分散和熟化，在PLC里可以形成2個子程序，按需調(diào)用。畫面監(jiān)測也可以分成2個部分，分別顯示。設(shè)計該流程圖的步驟為：新建工程并命名為我的工程，可以利用工程向?qū)硗瓿?。設(shè)為當(dāng)前工程。再進(jìn)入工程瀏覽器進(jìn)行變量定義，工程瀏覽器是以樹形圖顯示的，將數(shù)據(jù)字典展開，新建變量。在建立變量之前我們應(yīng)該選擇設(shè)備，因為我們仿真，因此我們選擇PLC中的亞控系統(tǒng)中的仿真來代替實際生產(chǎn)中的通過PLC完成的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集。如圖3-1所示，我們可以利用設(shè)備建立向?qū)硗瓿伞?圖3-1 設(shè)備配置向?qū)?/p>

10、在系統(tǒng)中建立混合罐、熟化罐液位，流量計讀數(shù)，罐內(nèi)動態(tài)液位顯示，曲線，警報等動態(tài)變量時，需先在“設(shè)備”中建立仿真PLC，并在“數(shù)據(jù)詞典”中建立所需動態(tài)變量，設(shè)置連接設(shè)備、寄存器類型、數(shù)據(jù)類型等信息?？勺償?shù)字的顯示在監(jiān)控畫面中應(yīng)設(shè)為“#.#”；管內(nèi)動態(tài)液位通過設(shè)置背景色及填充色顯示，設(shè)置完畢后，均將其與相對應(yīng)的動態(tài)變量相連接。按鈕功能的實現(xiàn)需要輸入適當(dāng)?shù)拿睿和顺觯篹xit（0）；切換畫面：showpicture（*）；（“*”表示所切換的畫面）根據(jù)系統(tǒng)工藝需求，該系統(tǒng)設(shè)計了豐富的畫面顯示，形象動態(tài)的顯示分散系統(tǒng)、熟化系統(tǒng)布置圖，并采用不同顏色的顯示來反映各設(shè)備的運行狀態(tài)。該系統(tǒng)具有完善的報警處理

11、，系統(tǒng)出現(xiàn)報警時，能顯示報警畫面、顯示報警內(nèi)容，并對報警進(jìn)行記錄，以便查詢、打印。3.2 組態(tài)王仿真工藝流程運用組態(tài)王6.5進(jìn)行模擬。畫面監(jiān)測：包括流程監(jiān)控畫面、工藝參數(shù)顯示、報警畫面、趨勢畫面和報表畫面。流程監(jiān)控畫面如圖3-2。圖3-2主要是分散裝置流程圖。清水經(jīng)水泵、電動球閥、電動調(diào)節(jié)閥流向混合罐；同時，聚合物干粉經(jīng)螺旋送料器、漏斗、射流器、混配器流入混合罐。在混合罐內(nèi)將兩種原料攪拌后，流向熟化罐。 圖3-2 流程監(jiān)控畫面熟化過程畫面如圖3-3所示。來自分散裝置的混合物分別經(jīng)1號、2號、3號熟化罐后，流向注聚泵。該系統(tǒng)具有完善的報警處理，系統(tǒng)出現(xiàn)報警時，能顯示報警畫面、顯示報警內(nèi)容，并對報

12、警進(jìn)行記錄。圖3-3 熟化過程畫面報警畫面包括對分散車間和熟化車間的異常狀況發(fā)出警報。當(dāng)分散車間的混合罐內(nèi)液位出現(xiàn)異常時，警報窗口會將事件日期、事件時間、報警日期、報警時間、變量名、報警類型、界限值、優(yōu)先級、操作員等信息如實反饋。當(dāng)熟化車間的3個熟化罐中的任意一個，出現(xiàn)液位過高或過低的狀況時，系統(tǒng)也會發(fā)出報警，各罐之間警報不發(fā)生沖突，可同時顯示多個報警信息，報警系統(tǒng)如圖3-4所示。圖3-4報警畫面圖3-5所示為混合罐和1、2、3號熟化罐的液位曲線圖。圖3-5實時趨勢曲線畫面第4章 結(jié)論與體會油田聚合物控制系統(tǒng)具有可靠的PLC對設(shè)備進(jìn)行集中控制，并配置組態(tài)軟件作為監(jiān)控系統(tǒng)，來實現(xiàn)對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)視

13、和流程控制。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，PLC通過工業(yè)總線形式從各設(shè)備傳感器、壓力儀表等采集數(shù)據(jù)，通過軟件設(shè)計控制程序，對現(xiàn)場開關(guān)、閥門等進(jìn)行監(jiān)控處理，并可以以多種工作方式進(jìn)行操作，如就地操作模式、遠(yuǎn)程操作模式、自動流程控制等，將設(shè)備進(jìn)行集中控制管理，并監(jiān)視其運行狀況，方便進(jìn)行故障處理。經(jīng)過一周的學(xué)習(xí)和制作過程，終于完成了本次課程設(shè)計。但由于對知識認(rèn)識得還很膚淺，尚存在一些問題。比如說我們可以利用其他繪圖軟件繪出美麗的背景。但就整個方案的設(shè)計到繪制還是比較成功的。能夠把學(xué)到的理論知識用進(jìn)去，并且自己能通過查找資料來完成設(shè)計，很大的程度上鍛煉了自學(xué)能力。并能在遇到問題時通過認(rèn)真思考進(jìn)行改進(jìn)。這種方案是運用

14、信息化監(jiān)控系統(tǒng)對生產(chǎn)進(jìn)行管理是生產(chǎn)管理科學(xué)化的重要發(fā)展方向,給工程師和維護(hù)人員都會帶來方便。用過這次的學(xué)習(xí)，使我對組態(tài)王有了初步的認(rèn)識，并在運用和軟件模擬運用上有了很大的提高。通過這次的課程設(shè)計使我對組態(tài)王產(chǎn)生了很大的興趣，它的功能如此強大，使我為之驚嘆。組態(tài)王軟件具有全中文、面向窗口的可視化操作界面,實時性強,有良好的并行處理性能和豐生動的多媒體畫面。組態(tài)王軟件的開放式結(jié)構(gòu)擁有廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能，同時，提供良好的安全機(jī)制,為多個不同級別用戶設(shè)定不同的操作權(quán)限。組態(tài)王軟件支持多種硬件設(shè)備,實現(xiàn)“設(shè)備無關(guān)”,用戶不必因外部設(shè)備的局部錯誤而影響整個系統(tǒng)。所以我會在今后的學(xué)習(xí)生活中不斷研究，不斷向老師和同學(xué)學(xué)習(xí)，爭取掌握組態(tài)王更加全面的功能。參考文獻(xiàn)1 王力強.組態(tài)軟件的應(yīng)用技術(shù)研究M.上海:同濟(jì)大學(xué)論文,2003.2 王業(yè)民.工業(yè)組態(tài)軟件使用技術(shù)M.北京:清華大學(xué)出版社,2005.3 周小明.組態(tài)軟件設(shè)計與開發(fā)M.西安:電子科技大學(xué)