1 罐表系統(tǒng)概況及監(jiān)控要求
1.1 罐表系統(tǒng)概況
廣州石化乙烯區(qū)罐區(qū)控制系統(tǒng)原采用基于DOS操作的ROSEMOUNT HTG PCCONFIG 計算機操作系統(tǒng),由于罐區(qū)新增油罐,造成現(xiàn)有罐表資源嚴(yán)重不足,經(jīng)常死機,而且只有一臺操作站,嚴(yán)重影響工藝操作,再加上原來罐表系統(tǒng)主機硬件配置較低,軟件功能不完善,無報警及打印等功能,無法滿足工藝操作需要。
1.2 系統(tǒng)的監(jiān)控要求
自動化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)滿足如下條件:
(1) 信號采集。信號采集包括標(biāo)準(zhǔn)信號及非標(biāo)準(zhǔn)信號的采集、處理以及轉(zhuǎn)換運算。
(2) 監(jiān)控操作。包括操作控制;參數(shù)設(shè)定;閥門的自動控制;聯(lián)鎖動作等。
(3) 動態(tài)顯示。動態(tài)立體流程圖顯示,能區(qū)分不同油品介質(zhì)的流向;區(qū)分動罐、靜罐;顯示報警;顯示趨勢等。
(4) 操作畫面。通過操作畫面查詢與管理罐的相關(guān)參數(shù);打印實時和歷史報表、報警。
(5) 系統(tǒng)具備可擴展性。
2 系統(tǒng)的組成
為此,對該系統(tǒng)進行了技術(shù)改造勢在必行:新增兩臺工控機操作站,并互為冗余,增加系統(tǒng)可靠性;同時,改造原罐表系統(tǒng)的軟件,采用了目前流行的WINDOWSNT操作系統(tǒng),配置力控ForceControl自動化監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及報警、報表等功能,提高了操作工對系統(tǒng)的監(jiān)控能力及管理水平。
該改造項目只對計算機系統(tǒng)進行更新,不涉及現(xiàn)場儀表的改造。罐區(qū)中控室操作站可以與工廠局域網(wǎng)相連,為相關(guān)科室提供實時或歷史罐存數(shù)據(jù)。在各科室操作站上可以實時查看罐區(qū)流程圖畫面、罐存原料或產(chǎn)品數(shù)量,進而為經(jīng)濟核算及生產(chǎn)調(diào)度服務(wù)??梢栽诠S生產(chǎn)現(xiàn)場和辦公室之間架起一座橋梁,實現(xiàn)管控一體化。
該系統(tǒng)由3 套工控機(PⅢ450 15G 128M)及歷史趨勢、實時趨勢、實時及歷史報警查詢模塊以及工控機相應(yīng)外設(shè)構(gòu)成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖1所示。
3 力控ForceControl監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能簡介
3.1 力控ForceControl的體系結(jié)構(gòu)
圖2是ForceControl系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。I/O Server是I/O驅(qū)動程序,能完成與各種檢測、控制設(shè)備的通信,負責(zé)從過程I/O設(shè)備讀取實時數(shù)據(jù),同時將來自圖形界面和實時數(shù)據(jù)庫的控制命令寫入I/O設(shè)備。DB是分布式實時數(shù)據(jù)庫,DRAW和VIEW是功能強大的人機界面組臺工具和圖形界面運行程序,NetServer和NetClient是高性能的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)程序。
3.2 ForceControl功能簡介
3.2.1 畫面制作
ForceControl提供了直觀的全中文圖形工具,可視化的開發(fā)環(huán)境,可方便地創(chuàng)建各種復(fù)雜界面和逼真的動畫效果。用戶不必經(jīng)過專門培訓(xùn)即可隨時根據(jù)需要修改畫面內(nèi)容。同時ForceControl是一個ActiveX容器,可以使用第三方廠家開發(fā)的ActiveX控件,加入到畫面中。
3.2.2 實時數(shù)據(jù)庫
ForceControl實時數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的核心,它提供的基于Windows瀏覽器風(fēng)格的數(shù)據(jù)庫瀏覽窗口,可直觀地查詢并在線修改數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)內(nèi)容;基于OLE技術(shù)的開放的函數(shù)接口(API)使您能利用各種常用開發(fā)工具(如:VC++、VB等)進行更深層次的開發(fā)應(yīng)用。
先進的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)保障歷史數(shù)據(jù)可以存放1年以上。
3.2.3 報警
ForceControl的報警系統(tǒng)可處理限值報警、偏差報警、變化率報警、錄入超時報警等多種類型的報警,并具備報警優(yōu)先級管理;可按區(qū)域或單條記錄進行報警確認,能夠方便地查詢報警歷史。
3.2.4 報表
ForceControl具有內(nèi)嵌報表,同時也可通過DDE方式使用Excel形成報表。根據(jù)不同要求可以打印班報表、日報表
3.2.5 網(wǎng)絡(luò)
ForceControl的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序基于TIP/IP協(xié)議,采用“Peer to Peer”和Client/Server相結(jié)合的分布式體系結(jié)構(gòu),支持實時數(shù)據(jù)共享和分布式數(shù)據(jù)庫,易于擴展。
3.2.6 I/O驅(qū)動
ForceControl擁有豐富的驅(qū)動程序,支持多種硬件設(shè)備和通訊協(xié)議,支持動態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)技術(shù)的通訊驅(qū)動程序,全面支持OPC(OLE for Process Control)標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動程序。一臺運行力控ForceControl的計算機可同時連接多種I/O設(shè)備。
3.3 系統(tǒng)性能
ForceControl開發(fā)于32位 Windows平臺。在設(shè)計時充分運用了32位 Windows 的多任務(wù)、多線程、內(nèi)存管理等先進性能,并通過嚴(yán)格的測試以提高其可靠性。穩(wěn)定性。
4 監(jiān)制系統(tǒng)軟件設(shè)計
乙烯罐區(qū)采用的是靜壓法油罐計量(簡稱HTG法),它的測量原理是通過壓力變送器測量油品介質(zhì)作用在罐底部靜壓的方法來測量貯罐內(nèi)介質(zhì)質(zhì)量。力控ForceControl監(jiān)控系統(tǒng)軟件具有全中文顯示,界面友好,易操作的特點。軟件操作畫面的設(shè)計采用主菜單的形式,在每幅畫面下通過按鈕進行切換,畫面主要有主菜單畫面、工藝流程畫面、總貌畫面、報表畫面、報警畫面、歷史趨勢、組畫面等。根據(jù)監(jiān)測、觀察和維護的需要,在每個畫面中都設(shè)置了按鈕,通過鼠標(biāo)點擊可進入相應(yīng)畫面,主菜單畫面中匯總了各個畫面的按鈕,操作人員根據(jù)維護系統(tǒng)的實際需要可進入各個畫面進行監(jiān)護和操作。對關(guān)鍵參數(shù)的修改,采用分級授權(quán)制,如果操作人員的訪問級別不夠,系統(tǒng)拒絕執(zhí)行。
4.1 流程圖畫面顯示
根據(jù)需求可顯示工藝流程,顯示每個罐的動態(tài)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場的實際工藝。根據(jù)閥門的開閉狀況可以確定管道的流動狀態(tài)及流向。
4.2 報警的處理顯示
報警分緊急、高優(yōu)先級、低優(yōu)先級、無動作四個級別,在沒幅畫面的最上方都有一個系統(tǒng)報警窗,顯示最近發(fā)生的報警事件。報警限值的修改由持有密碼的工程師修改,未被授權(quán)人員無法修改。報警通知除在屏幕顯示外還可以通過語音或其他聲響通知操作人員。在報警查詢畫面上可以查看長達一年之內(nèi)的歷史報警。本系統(tǒng)采用語音報警,提示操作人員是哪個罐的什么參數(shù)報警。并可根據(jù)需要進行查詢以前的報警。
4.3 組畫面顯示
組畫面顯示吸取了DCS的思想,每個畫面顯示幾個罐的工藝參數(shù),主要是根據(jù)不同的介質(zhì)進行劃分的,分成原料罐區(qū)、成品罐區(qū)和碳四罐區(qū);畫面用棒形圖顯示工藝參數(shù)實際值,當(dāng)報警發(fā)生時,棒形圖由綠變紅閃爍進行提示。每個棒圖的值是其下面對應(yīng)顏色的。棒圖顯示對應(yīng)量的百分比填充。
5 系統(tǒng)維護
本系統(tǒng)與現(xiàn)場連接時,千萬請注意不要帶電作業(yè)。在確認現(xiàn)場工作器件沒有問題的條件下,3402與計算機的通訊電纜連接時,請勿必先將工業(yè)機電源或3402電源關(guān)掉后進行,連接無誤后再開機。否則,將損壞工控機和3402部件。
中控室的溫度,應(yīng)保持20℃±3℃,濕度應(yīng)保持85%左右為宜;應(yīng)設(shè)計成防磁、防j靜電,以減小對系統(tǒng)干擾,提高系統(tǒng)的精確度和可靠性。
6 結(jié)束語
貯運HTG計算機監(jiān)控系統(tǒng)改造項目于2000年11月立項,經(jīng)過組態(tài)、編程和現(xiàn)場安裝調(diào)試等技術(shù)改造,于2001年12月順利完成這個技改項目并投入運行,在最初的運行過程中,針對工藝操作要求及運行中存在的問題,不斷進行改進、完善,現(xiàn)整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定,操作簡單方便,人機界面友好,實用性強,有效地降低了操作工的勞動強度并大大提高對系統(tǒng)的監(jiān)控能力;減少了儀表的維護量,各功能達到設(shè)計要求,滿足了罐區(qū)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和長周期的運行。
參考文獻
1 馬國華. 監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用. 北京:清華大學(xué)出版社,2001