（工程热物理专业论文）燃气管网scada系统主站的设计与应用研究.pdf

山东建筑大学硕士学位论文 摘要 本文介绍了s c a d a 系统的概念、特点、结构和发展趋势，着重论述了主站系统的 结构体系和设计方法，阐述了数据库的组织结构和应用方法，并简要地分析了通信系统 的技术特点和接入方式。此外，对调度控制中心的硬件配置作了必要地描述，对燃气输 配场站的测控系统作了简单地说明。 在数据库设计上，采用了结构化的数据存储模式和数据交换体系，对于燃气管网场 站的描述具有通用性，并为外部软件提供了开放性接口。在监控平台设计上，采用了面 向对象的结构模式，主站系统以场站为对象，场站系统以管段为对象，调度控制功能分 层设计，具有较好的通用性和可扩展性。在通信系统设计上，采用移动通信网络g p r s 和a p n 专网固定p 地址接入方式，系统配置简单灵活，具有较高的性能价格比。 作为城市燃气气源储备及应用关键技术课题的一个子系统，本项研究为燃气管 ， 网动态模拟和智能调控提供了数据库和监控调度平台，借助于组态软件的o p cs e r v e r ， 实现了主站数据库与管网分析软件和其他应用软件的数据交互。 关键词：s c a d a ，主站，组态软件，数据库，g p r s 山东建筑大学硕士学位论文 d e s i g na n da p p l i c a t i o no ft h em a s t e rs t a t i o n i ng a sn e t w o r ks c a d a s y s t e m a b s t r a c t i nt h i sp a p e r , t h es c a d as y s t e mi s i n t r o d u c e d ，i n c l u d i n gc o n c e p t ，c h a r a c t e r i s t i c s ， s t r u c t u r ea n dd e v e l o p m e n tt r e n d t h i st h e s i sf o c u s e so nt h es n l l c t i l i ea n ds y s t e md e s i g no f m a s t e rs t a t i o n ，d e s c r i b e st h es t r u c t u r ea n da p p l i c a t i o nm e t h o d so fd a t a b a s e ，a n dg i v e sab r i e f a n a l y s i so ft h ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m ，s u c ha s t h ec h a r a c t e r i s t i c so fc o m m u n i c a t i o n ，t h e a c c e s sw a y i na d d i t i o n ，i tm a k e san e c e s s a r yd e s c r i p t i o no ft h eh a r d w a r ec o n f i g u r a t i o ni n s c h e d u l i n gc o n t r o lc e n t r e ，a n db r i e f l yd e s c r i b e st h ec o n t r o ls y s t e mo fg a st r a n s m i s s i o na n d d i s t r i b u t i o ns t a t i o n i nt h ed a t a b a s ed e s i g n ，b yu s i n gs t r u c t u r a ld a t as t o r a g em o d e la n dd a t ae x c h a n g es y s t e m ， t h ed a t a b a s ec a nb eu n i v e r s a lf o rt h es t a t i o n so fg a sn e t w o r ka n dp r o v i d ea no p e ni n t e r f a c ef o r e x t e r n a ls o f t w a r e i n s u p e r v i s o r yp l a t f o r md e s i g n ，b yu s i n go b j e c t o r i e n t e dm o d e l ，t h e s u p e r v i s o r yp l a t f o r mc a nh a v eg o o dv e r s a t i l i t ya n ds c a l a b i l i t y t h es l a v es t a t i o n sa r eo b j e c t so f t h em a s t e rs t a t i o n ，t h ep i p e sa r eo b j e c t so ft h es l a v es t a t i o n s ，s c h e d u 崦c o n t r o lc e n t r eu s e sl a y e r e d d e s i g n i nt h ec o m m u n i c a t i o ns y s t e md e s i g n ，b yu s i n gg p r sn e t w o r ka n da p n f r e e di pa d d r e s s a c c e s s ，t h es y s t e mc o n f i g u r a t i o nc a nb es i m p l ea n df l e x i b l e ，t h es y s t e mc a ng e th i g h e rc o s t p e r f o r m a n c e a sas u b s y s t e mo ft h es u b j e c tc a l l e d t h ek e yt e c h n o l o g i e so fc i t yg a sr e s e r v e sa n d a p p l i c a t i o n ”，t h i st h e s i sp r o v i d e sd a t a b a s ea n ds u p e r v i s o r yp l a t f o r m f o rt h ed y n a m i c s i m u l a t i o na n di n t e l l i g e n tc o n t r o lo fg a sn e t w o r k b yu s i n gt h eo p cs e v e ro fc o n f i g u r a t i o n s o f t w a r e ，i tm a k e st h ee x c h a n g eo fd a t ab e t w e e nt h ed a t a b a s eo fm a s t e rs t a t i o na n dt h e s o f t w a r eo fn e t w o r ka n a l y s i so ro t h e r sc o m et r u e k e yw o r d s ：s c a d a ，m a s t e rs t a t i o n ，c o n f i g u r a t i o ns o f t w a r e ，d a t a b a s e ，g p r s i i 原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究 取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包含为获得山东建筑大学或其他教育机构的学位证书而 使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确 方式标明。本人承担本声明的法律责任。 学位论文作者签名：么犁蛆日期立塑乙盟 学位论文使用授权声明 本学位论文作者完全了解山东建筑大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：山东建筑大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权山东建筑大学可以将学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印，缩印或其它手段保存、 汇编学位论文。 保密论文在解密后遵守此声明。 学位论文作者签名： 导师签 名： 日瓤潮i5 曙 山东建筑大学硕士学位论文 第1 章绪论 随着城市建设的发展和燃气用户的增加，燃气管网不断扩大，运行控制和调度管理 自动化的需求随之增长。燃气输配管网运行与调度自动化系统的基本任务是：对各个输 配站场配备有效的过程检测和运行控制系统，以保证燃气输配安全为前提，使输配工况 具有可控性并按照合理的给定值运行；对故障事故等紧急情况做出快速反应，并采取有 效的安全控制措施；及时进行用气负荷预测，合理实施运行调度。 数据采集和监控系统( s u p e r v i s o r yc o n t r o la n d d a t aa c q u i s i t i o n ，s c a d a ) 是以计算 机技术、自动控制技术和通信技术为基础的生产过程控制与调度自动化系统，可以对现 场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制：参数调节以及各类报警等 功能【1 1 。s c a d a 系统正被逐步应用于城市基础设施和能源系统中，如电力系统、供水系 统、燃气和石油等领域。 1 1s c a d a 系统的发展现状 1 1 1 国外情况 工业化发达国家的燃气输配管网普遍采用s c a d a 系统，具有较高的自动化水平。 东京煤气公司、德国城市天然气公司等，还把s c a d a 系统与企业管理信息系统m i s 、 地理信息系统g i s 等应用系统相结合，实现了燃气输配管网运行控制和管理的现代化。 1 1 2 国内情况 1 9 9 0 年之后，国内计算机硬件技术、网络通信技术、软件技术在国内的发展推动了 燃气管网运行监控技术的研究和应用，国内很多城市燃气企业开始着手这一方面的工作。 现场测控主要采用单片机或工控机，数据传输主要是采用无线电台和有线电话拨号方式， 实现的主要能够是传输现场工况数据。 2 0 0 0 年之后，国内开始逐步引进和采用s c a d a 系统的结构模式。大多数系统是采用 国外厂家的p l c 产品作子站的r t u 部分，传输方式多以无线为主，中心控制系统也开始 采用了大型关系数据库，实现的功能主要是以监测压力点。如北京、上海【2 1 、成都、西 山东建筑大学硕士学位论文 安1 等城市燃气公司相继从国外引进了s c a d a 系统，其它一些城市燃气公司如鞍山、威 海、青岛、天津4 1 、太原、郑州等5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 1 0 , 1 1 , 1 2 , 1 3 1 也相继建立了自己的s c a d a 系统。s c a d a 系统的投运为城市燃气管网的安全运行和稳定供气提供了良好的技术支持。 在国内已经建成的燃气s c a d a 系统中，表现的主要技术特点可以概括为下列方面： ( 1 ) 通信媒质的多样化，城市宽带网络和移动通讯网络逐步成为主流。 ( 2 ) 数据库的系统化，主要体现在实时数据库、关系数据库和分布式数据库技术的 应用。 ( 3 ) 上位计算机应用软件的开发基于组态软件，应用比较广泛的组态软件有 w o n d w a r e 公司的i n t o u c h 、西门子公司的w i n c c 等。 ( 4 ) 采用结合图形界面技术和多媒体技术，描述设备生产现场的情况。 ( 5 ) s c a d a 系统与企业信息管理系统m i s 、地理信息系统g i s 和办公自动化系统 o a 互联。 从实际应用情况看，不足之处重要表现在系统稳定性不强、系统扩展性不好、采集 数据后期处理与分析不够等方面。 1 2s c a d a 系统的发展趋势 技术的发展和应用的需要对s c a d a 系统提出了新的要求，主要表现在下列方面： ( 1 ) 现场测控的系统化 以往的远程终端单元r t u 是一个简单的现场数据采集与传输装置，为了满足燃气输 配站场设备控制和过程控制的需要，应当逐步发展为现场综合测控系统，功能包括设备 控制、信号测量、过程控制和燃气计量等。 ( 2 ) 主站系统的开放性 为了满足管网分析、负荷预测和信息管理的发展需要，s c a d a 系统应能提供标准 化的开放性数据接口，实现s c a d a 系统与其他应用系统的数据交互。同时，也为管理 信息系统m i s 、地理信息系统g i s 等的综合应用提供方便【1 4 】。 ( 3 ) 通信系统的安全性 网络安全计算机病毒和恐怖主义的泛滥，燃气输配系统的运行具有很高的安全性要 求，应当加强燃气s c a d a 系统的安全性保障，采用必要的技术措施和后备系统，还要 完善用户身份验证机制。 山东建筑大学硕士学位论文 1 3s c a d a 系统的结构体系 s c a d a 系统主要包括三个部分：远程从站，主站系统，通信网络。 ( 1 ) 远程从站 s c a d a 远程从站是设置在燃气管网的门站、储配站、高中压调压站、中中压调压站、 专用调压站、中压管网压力检测点、阀室或计量站等处的现场级测控系统。远程从站采 集现场数据和设备状态，并负责站场本地的设备控制和过程控制。 ( 2 ) 主站系统 s c a d a 主站系统主要包括主站服务器、数据库和监控软件。主站系统通常采用两 台服务器，分别称为主站服务器a 和主站服务器b 。两台主站服务器按双机热备份方式 工作，保持实时数据同步，并能自动进行服务器的主n 切换。监控软件的主要功能包括 通信管理、数据库管理和过程监控。 主站服务器通过s c a d a 系统通信网络访问各个远程从站，获取整个管网运行过程 数据、设备状态信号和过程报警信息，并发送调度指令和故障处理命令到各个远程从站。 ( 3 ) 通信网络 s c a d a 通信网络主要包括网络媒质和网络接口。现阶段的网络媒质主要是城市宽带 网络和移动通信网络，相应的网络接口主要是a d s l 和g p r s 。通信网络实际s c a d a 系统 的数据通道，对s c a d a 系统的高效稳定运行至关重要。 主站服务器是整个s c a d a 系统数据传输、数据管理和过程监控的核心。中心控制室 是以主站服务器为核心的局域网，采用客户端h i 务器( 简称c s ) 结构和以太网协议。 中心控制室的局域网络可以t 通过t c p i p 通信协议与企业局网互连，实现信息交互与信息 共享【1 5 】。 1 4 论文主要工作 本文主要研究的内容是主站系统的设计和数据库的设计。主站系统的设计包括软件 配置和监控界面的设计。数据库的设计包括数据库结构的描述和数据库变量的定义与规 划。此外，还描述了通信系统的设计问题，包括通信方式的选择，通信终端的选型与配 置、接入方式的选择。最后，简要地描述了调度控制中心和场站。 山东建筑大学硕士学位论文 2 1 引言 第2 章主站系统设计 主站系统是调度控制中心的核心，其主要功能为对各场站所采集的数据进行汇集和 处理，动态地显示工艺流程，下达调度和操作命令，显示、管理报警信息以及查询、打 印事件记录，归档、管理实时数据以及显示趋势，管理、存贮历史数据，生成和打印生 产历史报表，确定控制权限，监视及管理网络的运行，无扰切换主备信道，分析和处理 故障，紧急切断和安全保护，实现与上级计算机网络的通信及数据共享，对全系统进行 时钟同步掣1 6 】。本章描述了主站系统的设计问题，包括主站系统的软件配置、监控界面 设计。 2 2 软件配置 2 2 1 软件说明 主站系统的软件选用在w i n d o w s 环境下运行的f o r c e c o n t r o lv 6 0 标准网络版组态软 件，其组态方式灵活多样，可以提供友好的用户开发界面和简捷的使用方法，利用其预 设置的各种软件模块能较方便的实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持多种硬件 厂家的计算机和i o 设备，与工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软件、 硬件的接口，进行系统集成【1 7 , 1 8 , 1 9 】。 f o r c e c o n t r o lv 6 0 主要特点： ( 1 ) 方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、大大降低了软件开发的工作 量： ( 2 ) 高性能实时数据库，快速访问接口在数据库4 万点数据负荷时，访问吞吐量可达 至u 2 0 0 0 0 次秒； ( 3 ) 强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能； ( 4 ) 支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏； ( 5 ) 强大的a c t i v e x 控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对 容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性； 4 山东建筑大学硕士学位论文 ( 6 ) 全新的、灵活的报表设计工具：提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控 制，包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板。 2 2 2 组态开发步骤 ( 1 ) 将所有i o 点的参数收集齐全，并填写表格，以备在监控组态软件和p l c r t u 上 组态时使用。 ( 2 ) 搞清楚所使用的i o 设备的生产商、种类、型号、使用的通信接口类型，采用的 通信协议，以便在定义i o 设备时做出准确选择。 ( 3 ) 将所有i o 点的i o 标识收集齐全，并填写表格，i o 标识是唯一地确定一个i o 点 的关键字，组态软件通过向i o 设备发出i o 标识来请求其对应的数据。在大多数情况下 i o 标识是i o 点的地址或位号名称。 ( 4 ) 根据工艺过程绘制、设计画面结构和画面草图。 ( 5 ) 按照第一步统计出的表格，建立实时数据库，正确组态各种变量参数。 ( 6 ) 根据第一步和第二步的统计结果，在实时数据库中建立实时数据库变量与i o 点 的一一对应关系，即定义数据连接。 ( 7 ) 根据第四步的画面结构和画面草图，组态每一幅静态的操作画面( 主要是绘图) 。 ( 8 ) 将操作画面中的图形对象与实时数据库变量建立动画连接关系，规定动画属性 和幅度。 ( 9 ) 根据s c a d a 系统需求，制作历史趋势，报警显示，以及开发报表系统。之后， 加上安全权限设置。 ( 1 0 ) 对组态内容进行分段和总体调试，视调试情况对软件进行相应修改。 2 3 门站监控子系统 门站监控界面设计的内容包括：门站工艺流程的动态显示，生成实时报表和统计报 表，绘制实时趋势曲线和历史趋势曲线等。 2 3 1 工艺流程图 门站工艺流程图是根据门站现场工艺的实际情况绘制，采用动态数据标识输配过程 的基本工况，如温度、压力、压差、流量、阀门状态等。 山东建筑大学硕士学位论文 图2 1 门站工艺流程图 囝一超限报警指示灯画一链接实时趋势图画一链接支管流量显示板 囡一燃气泄漏报警指示灯 门站的工艺流程图如上图2 1 所示。在进站处显示进站压力值、进站温度值和电动阀 的开关状态，在出站处显示出站压力值、出站温度值和电动阀的丌关状态。在过滤器的 下方显示过滤器的压差值，三个分支管段的下方显示管段的瞬时流量及阀门开度。在进 站处、出站处和过滤器处设置有变量超限报警指示灯，当压力或压差超过设定值时闪烁 报警。在图中的右上角设置有燃气泄漏报警指示灯，当门站发生泄漏时闪烁报警。通过 门站工艺流程图，能够直观地看到现场的运行状况。为方便操作，在工艺流程图的右侧 设有功能按钮，“实时报表”按钮链接实时报表界面，“查询报表”按钮链接查询报表 界面，“数据曲线”按钮链接压力历史趋势界面，“压力表”按钮链接压力棒图界面， “报警查询”按钮链接报警界面，“累计流量”按钮链接流量统计界面，“返回”按钮 链接首界面。 2 3 2 数据报表 山东建筑大学硕士学位论文 实时数掘报表是过程变量随时i 、h j 变化数据序列，其时间步长以数据库的数据记录为 准。可以通过页面快照的方式捕捉某一特定时刻的值，进行打印。 图2 2 门站实时报表界面 t abcdefg h 1 时间 进站压力遴站韫展出站压力出站韫度 压差1压差2管段压力1 2 2 0 0 8 0 6 1 10 9 ：0 0 ：0 0 l ，5 8 2 0 0 00 3 92 0 0 04 0 04 0 0 0 3 3 2 0 0 8 0 6 1 10 9 ：0 1 ：0 0i 5 82 0 0 00 3 92 0 0 04 0 0 4 0 00 3 1 4 2 0 0 8 0 6 1 10 9 ：0 2 ：0 01 5 82 0 0 00 3 92 0 0 04 0 0 4 0 00 3 5 2 0 0 8 0 6 1 10 9 ：0 3 ：0 01 5 82 0 0 00 3 9 2 0 0 口4 0 0q 0 00 3 6 2 0 0 8 0 6 1 10 9 ：0 4 ：0 01 5 92 0 0 00 a o 2 0 0 04 0 04 0 00 4 7 2 0 0 8 0 6 1 l0 9 ：0 5 ：0 01 5 9 2 0 0 0o 4 02 0 0 04 0 0q 0 0o 4 8 2 0 0 8 0 6 1 10 9 ：0 6 ：0 01 5 82 0 0 0 0 3 92 c t 0 04 0 04 0 00 3 9 2 0 0 8 0 6 1 10 9 ：0 7 ：0 01 5 92 0 0 0。_ 4 02 0 0 0 4 0 04 0 00 4 10 2 0 0 8 0 6 1 10 9 ：0 8 ：0 01 5 82 0 0 00 3 92 0 0 0 4 d 00 0o 3 ， 1 12 0 0 8 0 6 1 10 9 ：0 9 ：0 d 1 5 82 0 0 0 0 3 92 0 i 14 0 0q 0 00 3 1 22 0 0 8 0 6 1 10 9 ：1 0 ：0 01 5 8 2 0 0 00 3 92 0 ，0 04 0 04 0 1 0 3 1 32 0 0 8 0 6 1 10 9 ：1 1 ：0 01 5 9 2 0 0 00 4 02 0 0 04 0 0 4 0 00 4 1 4 2 0 0 8 0 6 1 10 9 ：1 2 ：0 01 5 92 0 0 00 4 0 2 0 0 04 0 04 0 00 q 1 5 2 0 0 8 0 6 1 10 9 ：13 ：0 01 5 82 0 0 00 3 9 2 0 d 04 0 04 0 00 3 1 6 2 0 0 8 0 6 i l0 9 ：1 4 ：0 0 1 5 9 2 0 0 00 4 02 0 0 04 0 04 0 0 0 q l7 2 0 0 8 0 6 1 10 9 ：1 5 ：0 01 5 92 0 0 00 4 02 0 0 0 4 0 04 0 00 4 j 8 2 0 0 8 0 6 1 10 9 ：1 6 ：0 01 5 82 0 0 00 3 9 2 0 0 0q 0 04 0 00 3 1 9 2 0 0 8 0 6 1 10 9 ：i7 ：0 0 1 5 8 2 0 0 0d 3 92 0 0 0d 0 04 0 00 3 2 02 0 0 8 0 6 1 10 9 ：1 8 ：0 0 1 5 92 0 0 00 4 02 0 0 04 0 0 4 0 00 4 2 1 2 0 0 8 0 6 1 10 9 ：19 ：0 01 5 82 0 0 01 3 3 92 0 0 0 4 0 04 0 00 3 、 2 22 0 0 8 0 6 1 10 9 ：2 0 ：0 0 1 5 82 0 0 1 2 _ 1 0 3 92 0 0 口4 0 04 0 00 3 2 32 0 0 8 0 6 1 10 9 ：2 1 ：0 01 5 82 0 0 0 0 3 92 0 0 04 0 0q 0 0c f 3 2 42 0 0 8 0 6 1 l0 9 ：2 2 ：0 01 5 9 2 0 0 0o 4 02 0 0 04 0 0 4 0 00 4 2 52 0 0 8 0 6 1 10 9 ：2 3 ：0 0 1 5 92 0 d 00 4 r i 2 0 0 04 0 04 0 00 4 2 62 0 0 8 0 6 1 10 9 ：2 4 ：0 0 1 5 82 0 0 00 3 9 2 0 0 04 c _ l o4 0 00 3 、， 溺i ： i 班报表) 、日报表 、周报表x 月报衰x ，报表x ；c = = ，一 图2 3 门站查询报表界面 山东建筑大学硕士学位论文 图2 4 导入导出功能界面 图2 5 打印功能界面 图2 6 数据库查询功能界面 8 山东建筑大学硕士学位论文 图2 7 导出自- s h t m l 文件 查询数据报表按照生产管理、设备管理和安全管理的需要设计，按照报表周期分为 班报表、日报表、周报表、月报表和年报表，各种报表的数据生成基于专门的报表函数。 报表具有屏幕浏览，打印预览和打印输出等功能。 上图2 3 所描述的报表界面中，除了上述各类周期报表外，还包括自定义报表与扩 展功能。扩展功能包括导入导出功能( 图2 4 ) 、报表打印功能( 图2 5 ) 和数据库查询 功能( 图2 6 ) 。导入导出的报表文件类型有很多种，如c s v 文件、x l s 文件、t x t 文件、h t m l 文件( 图2 7 ) 等。报表打印功能包括打印设置、打印预览和直接打印。 数据库查询功能是针对自定义报表设置的，可以查询任意一个历史时问段的数据。 2 3 3 过程趋势图 由于现场采集的数据经过处理后可以按照实时和历史数据进行显示和存储，所以生 成的趋势图可以有实时趋势图和历史趋势图。实时趋势图是动态的，在运行期间不断更 新，是变量实时值随时问变化而绘制出来的“变量一时间”关系曲线图。使用实时趋势 图可以查看某一个数据库点或中间变量点在当前时刻的状态，而且实时趋势图也可以保 存一小段时间的数据趋势，查看实时趋势图可以了解当前门站的运行情况。 下图2 8 用于显示进站出站压力实时趋势曲线，保存的时间范围为l 小时。通过此图 可以观察门站进站压力与出站压力的实时变化趋势。 山东建筑大学硕士学位论文 图2 8 门站进站出站压力实时趋势图 历史趋势图是根据保存在实时数据库中的历史数据随时问变化而绘出的二维曲线 图，实际上也是“变量一时问”关系曲线图。历史趋势图引用的变量必须是数据席类型 变量，并且这些数据库变量必须已经指定有保存为历史数据的特性。 在下图2 9 中，对起始时问、h , j - i u j 长度、时间间隔进行设置，就町以查询某个历史时 间段的压力变量值，显示在表中，并同步地绘制出趋势图。 麓雠黪嘲黝溯鞠嬲溯豳鲻豳趱鳓嬲嘲瀚鞠豳豳豳鞠嬲嬲翳豳豳缴缓黼。爨豳黼阉豳瀚瀚缀燃 z 0 0 8 一。一， v 。3 31 3 0 一_ ：! 1 豳1 0童r 分v 塑镕i 鬻- 一分 v l 隧查枷掇豳黼麓霆霾霾l 目豳黼 bcde f l 时间进站压力撕p a 出站压力p a 管段压力l i p - 曹段压力2 却曹段压力3 如 2 2 0 0 8 0 3 1 70 9 ：3 3 ：0 01 6 007 8 1 5 7l 5 9 i! ：- 3 2 0 0 8 0 3 170 9 ：3 4 ：0 01 0 0 0 9 51 5 7 i 5 9 i! ：1 2 i 4 2 0 0 8 0 3 1 10 9 ：3 5 ：0 0 1 8 10 9 61 5 8t 6 0t 5 9 8 2 0 0 8 0 3 1 170 9 ：3 6 ：0 0 i 5 8o7 51 8 5i5 7 15 6 6 2 0 0 8 0 3 1 70 9 ：3 7 ：0 0i 5 81 0 5 l5 5i 5 7l ，5 6 t 2 0 0 8 0 3 1 1 70 0 ：3 8 ：0 0i 5 7 0 9 5i 5 4t 5 6i 5 8 8 2 0 0 8 0 3 1 i t0 9 ：3 9 ：0 0i 8 0 c 8 51 5 71 5 91 5 8 9 2 0 0 8 0 3 1 l t0 9 ：4 0 ：0 0 【6 10 9 5l5 81 6 0 t 5 9 1 0 2 0 0 8 0 3 1 1 70 9 ：4 1 ：0 0l _ 5 80 6 5 i 5 5l _ 5 71 5 6 1 1 2 0 0 8 0 3 1 170 9 ：4 2 ：0 0 t 5 70 9 51 5 4t 5 61 5 5 1 4 h 第顷 8 黧 瀚瑷弦磁缓骝磁掰缓翰戮缁黼磁戮戮臻圈溯臻磁缀雅戮麟戮瑷戮缴徽凝磁翳缓缓翰缀戮缀溯嘲黼i l 曩 嘲 ：鬣黝 疆髓麓疆翻瑷嘲赫曩曩一嘲翻囊翻融豳隧喇嘲强圈翰嘲鞘璇曩西蹬嬲誊鞠一翻嚣掰暖霞辎飘鼎篇秘糯蠲圈暖麓獭麓强 山东建筑大学硕士学位论文 2 3 4 流量显示 门站流量显示分为两种：一种是以支管为对象进行显示，一种以整个门站为埘象进 行显示。门站有三个支管，对三个支管分别进行显示。图2 1 0 为一号支管的流晕显示， 在下图的显示板上除了显示瞬时流量和累计流量外，还显示了当i 订的绝对! 力和温度。 工况累计流量为预尉值，需要时可以显示。为了更直观的看到瞬时流量的变化趋势，绘 制了瞬时流量的实时趋势图，如图2 1 1 所示。流量显示界面与流量实时趋势图相结合可 以实时地反映整个支管的运行工况。其它两个支管的监控界而也是按照这种方式设计， 实现的功能相同。 图2 1 0 门站流量显示界面 图2 1 1 流量实时趋势图 以整个门站为对象的流量显示如图2 1 2 所示，显示了门站总流量、瞬时流量、当 山东建筑大学硕士学位论文 i 订运行时间，累计总运行次数和总运行时i h j ( 运用后台组件累计器计算得到) 。门站瞬 时流量的值是二个支管瞬时流量值之和，累计总量值是三个支管累计流量值之和。通过 门站流量统计界面，就可以知道门站从何时丌始运行的，总共运行了多少时间，叭j ，j 为止累计总流量为多少。累计总运行次数指的是门站监控界面的丌启次数。 2 3 5 压力棒图 图2 1 2 门站流量统计界面 图2 1 3 主要是用于对门站的进站压力、出站压力及三个支管的压力进行更直观的显 示，便于l l x , j 。图巾压力是以m p a 为单位，压力值为门站现场数据的实时值。 图2 1 3f 站压力棒图 山东建筑大学硕士学位论文 2 3 6 报警功能 对过程变量采， ； j 两级卜| 、限报警设计：低限报警超低限报警、高限报警超高限报 警。报警级别包括低级报警、高级报警和紧急报警。在监控界面上，用颜色区分报警状 念，如当前报警、已确认报警和已恢复报警等。报警记录包括：站点名、位号、报警状 态，报警描述、报警产生时问和报警消除时问等字段。报警事件是过程监控的重要内容， 为其保留较长的存储时间，同时由打印机随f i 寸输出。 站点的报警分为实时报警( 图2 1 4 ) 和历史报警( 图2 1 5 ) 。实时报警是实时地显示 报警信息，历史报警足记录并显示过去一段时间的报警信息，可以通过查询设置界面( 图 2 1 6 ) 设置时问段进行查询。在显示实时报警时可以对报警进行确 查询显示的都是历史报警，不可以进行报警确认。下图的三个报警 是通过界面右上方的下拉菜单选择的不同显示方式。 认，历史报警和报警 界面其实是一个，只 潮嵫鑫管鬻黼馘磺谶镒滋戮缀盛幽麓磁貔缓缓篷蕊鬣遂凌溢黝凌澎澎戮澎篓缓始豁麟糍巍驻蕤鬟蕊爨镒篮泼缝誊遴缢姚誊羞貔躐黼；矗，；， 区域o v l 王：螺手 o 渔确认l 确认打e 口| 实时报警v l 报警越；醐嗍i f l i ：号-；说明：数值 单旺；狠值，翘；矧j 确认 02 0 0 8 0 4 1 2 11 9 ：1 3 ：4 34 0 0 y i t t l 进站电动球阀打开0n ? 0异常 高级确认 0 2 口0 b ，0 4 2 1 1 9 ：1 3 ：1 15 7 0 v o u t o出站电动球阏打并00 0 0异常高级 确认 02 c o u8 ii l捣：o 毫。2 6 8繁l 簿霹豫鏊l ? 蝣0b 。j n2 彳i o ：妻棼荔够跨镌：二 图2 1 4 门站实时报警界面 区域o v 前j 厌i n - 天 0 孑 季 打印i历史撮警 ；v l 2 1 x 堪 - 4 。2 1 报警类型j 日期：对阍j 位号 澎明数值 单使随：翘 皴j 确认皇 0 ： ：f i ? j i 2 l i 0 j jo j4 v t n i进站瓮秘鹫麓豁舅o 舞鬻蕊缳瘦谚 o2 0 0 8 1 0 4 1 2 11 9 ：1 3 ：4 27 5 0v i n o 迸站电动球阏打开00 0 0异常高级媛 0 2 0 0 8 1 0 - i ，：i i 9 ： ：o l ov ：n 。 袭旗电动瑾蛹打开0o霉常 蔼缀癌碜嵌 02 0 0 8 1 0 4 1 2 11 9 ：1 3 ：4 l2 1 0 v i n 0 进站电动球阔打开0 0 0 0 异常高级恢复 o( 一三l1 3i ；j ! 期) v 。”境崔鏊霍劲咎缝；l 舅o0 0 ( 毋篙焉绍莎张? ： 02 0 0 4 2 l1 9 ：1 3 ：“1 4 0 o u t o 出站电动球圈打开0 0 1 3 0 异常高级恢复 3 ：=：o l i ，0 4 2 i：9i j1 - 5 诒v 州q 茏箍龟i ? 野缓嚣_ = 葶o 嚣窘西磐璃江 02 0 0 8 加唾2 l1 9 ：1 3 ：0 98 2 0g o u t o 出站电动球同打开0 0 0 0异常高级恢复 0 2 0 裙，：4 7 ：t i 9 ：j ：。詈3 0 0v 碱蝎 趁嫱罨动薛疆扔并00 0 8髯常 高缀j 手i 矗 02 0 0 8 1 0 4 1 2 11 9 ：1 3 ：0 8t v o u t ol l i 站电动球阔打开00 0 0 异常高暖恢复 02 0 0 8 0 2 1l gi ：。了2 0 0v i ! 菇 建麓毫动礤雳打芽0 0 暑常葛缀孽秘i j 0 2 嘟0 4 2 1 1 9 ：1 3 ：0 65 4 0v l n 0 进站电动球阏打开00 0 0 异辜 高级恢复 0l ：砷0 8 0 4 2 11 91 3 ：0 0 伽 v l 加进站电动球阕打开0 0 0 0 异常高级确认 v ； 图2 1 5 门站历史报警界面 山东建筑大学硕士学位论文 区域o v ；一 。棼 i 打印j 报警查询、，i 堂蜥毕l ；报警类型 日期时问 ；簋曼塑；曼。_ 一一一二塑堡墼 i 跟值 ；类型 镪别确认 n ；：! e ，n 。；i j i ! s ? 。i ! j l ! ! ! l i l 9 ? ! ! ? ； ! l ；! l l l l l l l ! l l ! l ! ! 1 9 1 1 | l i l l l l l l l | | l l l | l | | l 戮 2 7 0 0 ；魏撵褒蟛蕊诲。i 02 0 0 8 0 - 4 1 31 05 3 ：0 5e 奢。一 “。= 。“一。1 “。“。= = 。二 o3 6 01 睡纸拓蟒舞渡确认 + 02 0 0 8 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ne n n僻僻蠕暨刍忱甘? ，； 2 4 储配站监控子系统 2 4 1 工艺流程图 图2 1 6f 站报警查询界面 图2 1 7 储配站工艺流程图 山东建筑大学硕士学位论文 储配站工艺流程图足根据储配站现场j 艺的实际情况绘制，动态显示的变量为进站 的压力和温度、出站的压力和温度、过滤器压差、集气管压力、储气罐的门i 力和温度、 瞬时流量、阀门丌度以及进站和出站处电动阀状态。同时，也设有超限报警指示和燃气 泄漏指示。储配站工艺流程如上图2 17 所示。工艺流程图的右侧设有功能按钮，“实时 报表”按钮链接实时报表界面，“查询报表”按钮链接查询报表界面，“数据曲线”按 钮链接压力历史趋势界面，“压力表”按钮链接压力棒图界面，“报警查询”按钮链接 报警界面，“累计流量”按钮链接流量统计界面， “返回”按钮链接首界面。 2 4 2 数据报表 储配站实时报表动态显示各实时变量的值。可以通过页而快照的方式捕捉某一特定 时刻的值，进行打目j 。储配站实时报表如图2 1 8 所示。 图2 1 8 储配站买时趸量表界面 查询数据报表分为班报表、r 报表、周报表、月报表、年报表以及自定义报表，扩 展功能包括导i x 导出功能、报表打印功能和数据库查询功能。导入导卜n 的报表文什类 型有c s v 文件、x l s 义f t ：、t x t 文件、h t m l 文件等。报表打印功能包括打印设置、 打印预览和直接打印。利用数据库查洵功能i , j 以查询任意个历史时问段的数据。查询 报表如图2 1 9 所示。 山东建筑大学硕士学位论文 储配站变量查询报表 返回 2 0 0 8 4 1 01 5 ：2 90 0 ：缓开始查询 数据库查、甸 a 时间 2 2 0 0 8 0 4 1 0 3 2 0 0 8 0 4 1 0 4 2 0 0 8 0 4 1 0 5 2 0 0 8 0 d 1 0 6 2 0 0 8 1 0 4 1 0 7 2 0 0 8 0 4 1 0 8 2 0 0 8 0 4 1 0 9 2 0 0 8 0 4 i 0 1 0 2 0 0 8 0 4 1 0 l l 2 0 0 8 0 4 1 0 1 2 2 0 0 8 0 4 1 0 1 8 2 0 0 8 o d 1 0 1 42 0 0 8 0 4 1 0 1 52 0 0 8 o d l o 1 62 0 0 8 0 4 1 0 1 72 0 0 8 0 4 1 0 1 82 0 0 8 1 0 4 1 0 1 9 2 0 0 8 0 4 l o 2 02 0 0 8 0 4 1 0 2 12 0 0 8 0 4 i o 2 2 最大值 b 进站压力 1 5 ：2 0 ：o oo 4 7 1 5 ：2 1 ：o o o 9 7 1 5 ：2 2 ：0 00 9 7 l5 ：2 3 ：o oo 9 7 1 5 ：2 4 ：o o