联合站电脱罐油水分离

1、哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）摘 要本文简述了某一原油集输监测系统的功能结构及及组态王组态软件在该系统中的应用。联合站的总体工艺流程以及电脱罐的工艺流程及其监控，上位机与下位机的网路连接。介绍了基于组态王的仪表液位控制系统组成。组态王监控界面设计和监控的硬件结构以及组态王与工艺实际现场的模拟，动态数据显示和现场设备的实时监控、调试和运行。应用表明，该系统工艺流程显示直观，人机界面友好，易于操作。系统运行稳定，维护成本低，对于相关的工程应用具有一定的价值。关键词： 联合站 监控系统 组态软件 AbstractThis paper briefly describes the fun

2、ction of a monitoring upper machine and lower machine network connection. Introduces the instrument level control system based on kingview. Kingview monitor interface design and monitor the hardware structure and kingview and process of the actual scene simulation. Crude oil electricity to take off

3、the tank water level control as a kind of process control, the system can realize the data input, dynamic data display and real-time monitoring, debugging and operation of the field device. Application shows that the system process flow display intuitive, friendly man-machine interface, easy to oper

4、ate. The system runs stably, low maintenance cost, have certain value for relevant engineering applicationsKeywords： joint station monitoring system Configuration software目录摘 要.IAbstract.II第1章 绪论.11.1联合站油水分离控制系统国内外发展趋势11.1.1联合站油水分离系统自动控制的意义11.1.2国内、外现状及发展趋势11.2 联合站油水分离系统面临的问题3第2章 监控系统总体方案设计.52.1 联合站

5、及其电脱水过程简介52.1.1联合站油水分离工艺流程简介52.1.2电脱水工艺技术指标及流程62.1.3技术指标62.1.4电脱水工艺流程72.2 监控系统82.2.1监控系统的设计方案82.2.2监控系统的基本功能82.3 系统软件设计平台92.4 系统的硬件构成102.5 本章小结11第3章 组态软件设计与建立.123.1 建立新的工程123.2 设备的配置133.3 构造数据库变量143.3.1数据词典中变量的类型：143.3.2数据变量的定义153.3.3变量基本属性说明：163.4 设计图形界面173.4.1新建画面173.4.2趋势曲线183.4.3报警和事件203.4.4实时报表

6、243.5 建立动画连接263.6 本章小结28第4章 运行与调试.294.1基本调试294.2本章小节30结 论.31致 谢.32参考文献.33附录1.34附录2译文.36-IV-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）第1章 绪论1.1联合站油水分离控制系统国内外发展趋势1.1.1联合站油水分离系统自动控制的意义联合站油水分离主要通过游离水脱水、沉降脱水、电脱水三个阶段，每个阶段的放水含油和出油含水要求要达到规定的指标，从而实现污水回注和成品油平稳外输目的。油水分离过程同时要经过加温、加压、加药等工序。目前，油田原油生产已进入高含水期，联合站的任务变得更加繁重。较之以前，联合站的工作

7、效率，生产质量，能源消耗，都变得重要起来。联合站油水分离过程是多入多出系统，且变量间耦合严重，干扰因素多且作用频繁，系统可控性差选择适合此过程特点的最优控制策略，开发出一套完善的联合站油水分离过程在线监测与控制系统，故障诊断报警系统具有重大的现实意义。完善的控制系统能大幅度地节省人力及提高设备利用率。控制系统使用后应使各阶段出油含水率降低，做到平稳外输：并且水中含油量减少，使收油泵起停次数降低，每次运行时间减少，延长泵的使用寿命。出水含油率的降低又可大大降低二次分离的消耗1。1.1.2国内、外现状及发展趋势 目前，在国内各种规模的联合站中油水分离控制过程大多数还采用手动或半自动控制防水。即一次

8、仪表加手操器方式或根据经验来控制手动阀门的开启度。在这个环节上自动化程度很低，急待解决。而在发达国家同类设备中，已基本上实现了全自动控制，即脱水、加药、污水处理、平稳外输过程的全自动调节及控制。在这方面，我国处于落后状态的主要原因是传感器及调节仪表的性能质量均达不到要求，现场及操作人员素质欠缺，过去开发的一类型的自动控制系统无法使用等。近年来，随着各类先进控制产品的引入及操作人员素质的不断提高，采用先进的全自动控制系统来控制脱水过程已经实现，并在不断推广。 就我国而言，联合站自动放水经历了三个主要阶段： 第一阶段： 属于探索阶段，期间各种方式混杂，各种方式在部分领域取得一定发展，由于元件、控制

9、理论的局限，就其根本而言（即保证外输油含水率）是失败的。第二阶段：由于计算机技术的发展，以其独立开发的计算机系统或兼容机控制系统为核心，这类系统一般预先设置油中含水率和系统压力等控制参数，通过实时优化软件，根据控制参数的变化、每隔 3 秒随时调节放水阀及界面，含水率在规定的范围内变化，已基本实现自动控制，但还存在以下不足：根据经验数据控制分离过程，调试阶段工作复杂，投产使用一段时间后，某些外部关键参数可能变化，这将影响控制的可靠性与稳定性，使放水及输出油指标降低甚至不合格。由于一次仪表、特别是点位式界面仪的局限性，必然使只有部分数据取自现场仪表，油水界面、油中含水和水中含油指标显示数据非实际值

10、而是计算值。这样，对于含油率较稳定的站而言是失败的。第三阶段：工控机场地总线、集散控制系统阶段。通过设备网（DeviceNet）采集现场一次仪表参数和控制相关执行机构，通过控制网（ControINet）实现本站系统状态的监测与控制，通过信息网（EtherNet）实现与整个计算机管理信息系统的互连。油水界面和出油含水检测采用射频导纳连续液位变送器。这种控制方式，是油水分离智能控制发展的必然趋势，他具有低成本、高可靠性、可扩展性等优点。1983年，Honeywell 推出了智能化仪表，它在原模拟仪表的基础上增加了计算功能的微处理器芯片，在输出的420mA 直流信号上迭加了数字信号，使现场与控制室之

11、间的连接模拟信号变为数字信号。之后，世界上各大公司推出了各种智能仪表。智能仪表的出现为现场总线的诞生奠定了基础。智能仪表的出现为现场信号的数字化提供了条件，但不同厂商提供的设备通信标准不统一，束缚了底层网络的发展。现场总线要求不同的厂商遵从相同的制造标准，组成开放的互连网络是现场总线的发展趋势。现场总线网、智能化设备仪表的发展，不可避免地影响着 DCS 的体系结构，现在可以看到的一个明显的趋势是 DCS 的进一步分散化。传统的DCS，在 I/O控制站这一层仍然是一个集中式的结构，有些系统出于成本或其它方面的考虑，将I/O控制站的规模做得很大。这种考虑包括：高性能CPU 的价格己降得很低，为了充

12、分发挥 CPU 的能力，可以将一个I/O控制站的点数、回路数扩充，以降低成本。但是这种设计提高了危险性的集中度，如果为了提高可靠性增加冗余措施，系统成本仍然会上升，因此并不是一个理想的解决方案。从当前的发展趋势看，利用现场总线网和智能化设备、智能化仪表，加上通用的工控机完全可以组成一个小型的 DCS，这就对传统的 DCS 提出了挑战，因为基于现场总线网的 DCS 具有很多优越性，无论从系统的成本上、可靠性上，安装使用、维护的方便性及可扩充性上都有很大的优势。传统的 DCS只有在 I/O 控制站这一层进一步分散化，采用现场总线网技术，形成以现场总线网基础的、以智能 I/O 模块构成的分布式控制站

13、。也就是说，将过去 DCS中集中式的 I/O 控制站变成分布式的控制站，在传统DCS 网络的下一层再引入一层现场网络，基本控制单元深入到了设备控制这一级，形成设备级网络、控制级网络和管理级网络这样三层网络结构，以此来满足不断提高的应用需求。1.2 联合站油水分离系统面临的问题在联合站集输流程中主要分为油、气、水三个系统，油系统主要指的是游离，水电脱水、输油等几个岗位；气系统在联合站只进行计量，不进行控制，水系统包括污水、污水处理、注水等岗位。油系统的工程流程是全密闭的，水系统中存在许多缓冲罐且都是常压的，因此，一般只在油系统中存在各控制参数的耦合关系。游离水岗主要控制参数有：沉降罐液位、沉降罐

14、压力、沉降出油量、沉降放水量、沉降罐出油含水。电脱水岗主要控制参数有：脱水器界面、脱水器压力、脱水器油量、脱水器放水量、外输油含水。主要干扰因素是来液量的变化和来液含水率的变化。其中控制输出：游离水脱除器油出口含水率、放水含油率、系统压力；沉降脱除器油出口含水率、放水含油率、系统压力，电脱水器油出口含水率、放水含油率、系统压力。操纵输入：游离水脱除器放水量、油出口流量；电脱水器放水量、油出口流量。干扰输入：中转站来液量、来液含水率。（1）保持游离水脱除器界面平稳 对游离水脱除器来说，脱除器界面是一个重要参数，因为其界面的波动将直接影响到油水分离的效果，为此在每个脱除器上都装有界面子控制系统。（

15、2）保持游离水脱除器系统压力平稳 对游离水脱除器来说，其系统压力也是一个重要参数，因为若出现高压时处理不及时，很可能造成安全阀跑油等严重事故，压力过低越出限值时，影响电脱水系统操作，严重时电场波动，造成事故。（3）保持电脱水器界面平稳 对电脱水器来说，从自身平稳操作来说，应保持界面稳定，为此应设置脱水器界面控制子系统，当界面由于某种干扰（如来液量）而变化时，界面控制控制子就通过改变脱水器放水量和油出口流量来维持界面平稳。但是油出口流量的变化将引起脱水器汇管的压力的波动。（4）保持电脱水器系统压力平稳 作为电脱水器，其系统压力是一个重要的参数，为保持系统压力平稳，在每个脱水器出油汇管上都装有压力

16、控制子系统。第2章 监控系统总体方案设计2.1 联合站及其电脱水过程简介 联合站，即集中处理站，是油田地面集输系统中重要组成部分。就油田的生产全局来说，油气集输是继油藏勘探、油田开发、采油工程之后的很重要的生产阶段。如果说油藏勘探是寻找原油，油田开发和采油工程是提供原料，那么油气集输则是把分散的原料集中处理，使之成为油田产品的过程。联合站一般建在集输系统压力允许的范围内，为了不影响开发井网以及油田中后期加密井网的布置与调整，应尽量建在油田构造的边部。联合站将来自井口的原油、伴生天然气和其他产品进行集中、运输和必要的处理、初加工，将合格的原油送往长距离输油管线首站外输，或者送往矿场油库经其他运输

17、方式送到炼油厂或转运码头，合格的天然气则集中到输气管线首站。联合站一般包括如下的生产功能：油气水分离、原油脱水、原油稳定、天然气脱水、轻油回收、原油储存及向矿场油库输送、污水处理、净化污水回注地层、接收计量输来的油气混合物、变配电、供热及消防等。联合站设计是油气集输工艺设计的重要组成部分，对它的要求是使其最大限度的满足油田开发和油气开采的要求，做到集输先进、经济合理、生产安全可靠，保证为国家生产符合数量和质量的油田产品。2.1.1联合站油水分离工艺流程简介 具体的流程为：来自中转站的高含水原油进入联合站后，首先进入游离水脱除器，在破乳剂的化学作用下和重力沉降作用下，经合理控制，分离出大部分游离

18、水，高含水原油变成含水在20%-30%左右的含水原油。游离水脱除器的运行控制非常重要，要求在容器中部安装油水界面检测仪表，适时检测油水界面的变化，并通过控制器下端放水出口的调节阀开度调整油水界面，使油水界面保持在一定范围内，以保证油出口含水和水出口含油不超标。另外，多台油水脱除器的出油汇到一条汇管上，要求在汇管上安装压力检测仪表，适时检测汇管压力的变化，并通过控制安装在汇管上的的调节阀开度调整汇管压力稳定在0.2-0.3MPa，还要实现当压力超高时，快速泄压连锁保护功能。游离水脱除器的放水汇到一条汇管上，靠自压进入污水沉降罐游离水出口原油进入脱水加热炉，加热升温至50-60，加热后的含水原油在

19、输送管道中与一定数量的破乳剂混合，进入符合电脱水器进行油水分离。原油在电脱水器内在电场力和化学破乳剂的共同作用下，进行油水的最终分离，经过合理控制电场强度和脱水器的油水界面，使电脱水后的原油含水达到0.5%以下，从而得到满足要求的净化原油。电脱水器的控制原理和游离水脱除器相同。脱出的污水进入污水沉降罐，进行污水处理。脱水后的净化原油进入净化油缓冲罐，在经过外输泵外输，具体如图2-1 所示。2.1.2电脱水工艺技术指标及流程从地层中开采出的原油不可避免的含有大量的水，给之后的储运、加工环节带来了很多不利影响。因此必须对采出油进行脱水处理，以保证外输前原有的含水量0.5%采出油中水主要以溶解水、乳

20、化水和悬浮水为主，其中乳化水最为稳定，特别对于重质油来说很难利用常规的重力沉降法将其脱除。人们针对乳化液脱水进行了很多研究，如静电 聚合、化学破乳、微波破乳及离心分离等，其中应用最为广泛的首推静电聚合法和化学破乳法。静电聚结主要适用于W/O.型乳化液，利用电场将连续相（油）中分散相（水）聚结成尺寸较大水滴，使其便于分离3。 站外含水原油破乳剂污水处理站电脱水器净化油缓冲罐外输含水率小于0.5%的原油加热炉游离水脱除器图2-1 联合站工艺流程2.1.3技术指标 自转接站（中转站）来的高含水油，经脱除器脱去大部分游离水，再经过脱水加热炉进入电脱水器，进行油水完全分离，此过程的操作应满足的技术指标为

21、（1）为保证电脱水器正常工作，沉降脱水后的原油含水应小于30%；（2）沉降段游离脱水器压力小于0.45Mpa；（3）在电脱水器中脱水后的原油含水小于0.5%；（4）电脱水段电脱水器压力小于0.4Mpa；（5）沉降段和电脱水段脱出污水含油小于0.5%；2.1.4电脱水工艺流程沉降罐输送过来的原油首先要送到加热炉，经过加热以利于原油的输送，然后送到脱水器进一步脱水。本脱水岗的主要装置有：复合电脱水器3台、净化油缓冲罐1台、净化油事故罐1台。在脱水岗，加热炉来油平均送到三个复合电脱水器中，同样，来油从一侧进入复合电脱水器。在复合电脱水器中，有6000v的高压直流电场，在电场作用下油往正极去，水往负极

22、去。经复合电脱水作用，由复合电脱水器下部排出的污水送往污水沉降罐，再送去污水站处理。净化油从复合电脱水器上部出油管口汇入出油汇管，如果复合电脱水器均无故障，出油合格的话（含水在0.5% 以下），则关闭通往净化油事故罐的调节阀，出油送入净化油缓冲罐，如果某个复合电脱水器出现故障，出油不合格的话，则关闭通往净化油缓冲罐的调节阀，打开通往净化油事故罐的调节阀，出油全部打入净化油事故罐进行其它处理。净化油缓冲罐中的油即可供人们使用，在净化油缓冲罐的上部有两个出口，一个用于向外输油，另一个用于向外输出天然气。下面给出了电脱水段工艺流程简如图2-2。在脱水岗，给每个复合电脱水器一侧各加一界面变送器，连接到

23、计算机的A/D接口卡相应位置，再有计算机D/A接口相应位置连接到各自的调节阀，来控制污水的排放。三个复合电脱水器从左到右所用的界面变送器为：LT101，LT102，LT103，所用调节阀为：LV101，LV102，LV103。在出油汇管处加一压力变送器PT1，连接到计算机A/D接口卡相应位置，再有计算机连接到其调节阀LPV1上进行出油的控制。同样，紧随其后又有两个调节阀，一个通往净化油事故罐，另一个通往净化油缓冲罐。在净化油事故罐有液位变送器LT1，连接到报警器LA1上。在净化油缓冲罐有一个液位变送器LT104，一压力变送器PT2，分别连接到计算机A/D接口卡相应位置，再有计算机D/A接口卡连

24、接到相应的调节阀。 图2-2 联合站脱水岗工艺流程图2.2 监控系统根据工艺要求，控制系统中需要监控的参数主要有：油水界面高度、液位、压力、温度和流量。2.2.1监控系统的设计方案设计中需要首先设计程序的界面，以便于操作界面完成后，需要绘制各种画面。首先必须要具有工况图，工况图能够反映出电脱罐的工艺流程，并且能够及时从图中了解到被监控对象的变化情况。然后需要绘制所监控对象的趋势曲线，趋势曲线是用来反映数据变量随时间的变化情况。在完成趋势曲线的绘制后，就应该设计历史报表，数据报表是反应生产过程中的数据、状态等，并对数据进行记录的一种重要形式。2.2.2监控系统的基本功能实现对液位、界面、流量、压

25、力和温度等多参数的综合监测，整个系统具有自动巡检自动报警、多画面多参数屏幕显示、定期打印报表和设备运行状态故障诊断等功能。整个画面的内容可分为两部分，一部分是构成背景图形的部分(如沉降罐、净化罐和加热炉的轮廓，各种管道的图形以及各种提示及数据显示等)，这些图素一次显示出来，只要画面不改变，不切换，它们就是不变的，所有这些均可在组态王的Make 开发状态下完成。组态王组态软件的绘图图库提供了大量的基本图素。另一部分定义随实时数据的变化而变化的部分，这一部分需要在静态的画面定义动态数据连接，使得在View运行时画面能随实时的数据变化而更新。2.3 系统软件设计平台系统的监控软件采用了北京亚控公司的

26、 Kingview 6.5 组态王软件，利用它来设计液位控制系统主要步骤有：设备配置，构造数据库变量，图形界面的设计，建立动态连接，运行调试等。组态王是运行于Micro soft Windows 98/2000/NT 中文平台的中文界面的人机界面软件，采用了多线程、COM组件等新技术，实现了实时多任务，软件运行可靠。Touch View 是“组态王6.5”软件的实时运行环境，它从设备中采集数据，并存于实时数据库中，还负责把数据的变化以动画的形式形象地表示出来，同时可以完成变量报警、操作记录、趋势曲线等监视功能，并按实际需求记录在历史数据库中。趋势曲线、工程记录、安全防范等重要功能都有简洁的操作

27、方法4。过程硬件组态王数据库应用软件 图2-3 组态王组态软件的体系系统数据库是“组态王”的最核心部分。组态王组态软件首先通过I/O驱动程序软件接口从现场的过程硬件中获取数据，存入组态王内部数据库，应用软件（如组态王的画面运行程表生成程序等）都通过内部数据库访问软件从组态王数据库中获取来自硬件的信息这样就可以现在工业流程画面上动态地显示现场整个过程硬件的运行状态，数据也可以按相反的顺序写回现场过程硬件，执行控制操作。组态王还可运行在基于 TCP/ IP 网络协议的网上能够实现上、下位机以及更高层次的厂级联网。充分利用Windows 资源共享的特点，把组态王组态软件的开放式结构和Micro so

28、ft Excel强大的报表功能结合起来利用组态王提供的历史数据编程接口和动态数据交换DDE0技术等形成格式灵活、界面美观的报表，用户可以根据自己的需要定义报表的输出时间和输出周期。控制程序可以通过组态王组态软件的命令语言实现，命令语言是扩充系统功能的有效手段，命令语言根据执行条件的不同可以分为：应用程序命令语言在应用系统启动、退出时执行或运行期间定期执行；数据改变命令语言在给定变量的值发生改变时执行；事件命令语言 在事件发生时、存在时、消失时执行；热键命令语言当操作者按下热键时执行；画面命令语言 在画面加载、存在、关闭时执行。命令语言的语法是C语言的一个子集，简便易学，利用命令语言可以管理报警

29、、历史曲线及完成报表的输出、自动地运行其它程序等功能，组态王组态软件的运行程序在运行到此命令语言时顺序执行各条指令，自动完成一系列的操作，从而可以完成操作任务的自动化。2.4 系统的硬件构成本系统硬件的结构采用了工控计算机及配套的检测仪表构成的自动化的监测系统，如图2-4所示。工 控 机1 2 位 A / D 板界面检测仪 液位变送器 压力变送器 温度变送器 流量变送器计 数 器 板打 印 图2-4 监控系统硬件结构图各种变送器将测得信号通过屏蔽信号电缆从现场传送到接口柜的接线端子板上，然后经过 A/D 转换或硬件计数板送入计算机。由于传感器及执行机构的性能是影响系统可靠性安全性及测量精度的关

30、键因素，因此采用的都是质量较好和本安防爆的产品。测量储油罐界面采用射频导纳界面仪，液位测量采用超声波液位计，精度可达0.5%，在目前测量界面及液位的各种设备中，是比较优秀的；测量温度选用了Pt100传感器，Pt100传感器测温稳定、精度较高；上述测量设备的输出信号都是 4-20mA 标准电流信号形式，具有较强的抗干扰能力；测量压力采用了远传压力表，并通过转换电路将其转为电流信号，传输到接口单元；流量测量采用罗茨流量计，测量范围可达200m/h,精度达到0.5% 5。2.5 本章小结本章着重介绍了联合站电脱罐油水分离系统，对联合站油水分离系统的工艺流程、技术指标、进行了介绍和分析，从软硬件两个方

31、面搭建出了联合站油水分离系统的框架。-11-第3章 组态软件设计与建立3.1 建立新的工程组态王工程管理器是用来建立新工程，对添加到工程管理器的工程做统一的管理。工程管理器的主要功能包括：新建、删除工程，对工程重命名，搜索组态王工程，修改工程属性，工程备份、恢复，数据词典的导入导出，切换到组态王开发或运行环境等。假设您已经正确安装了“组态王6.55”的话，可以通过以下方式启动工程管理器：点击“开始”-“程序”-“组态王6.55”-“组态王”（或直接双击桌面上组态王的快捷方式），启动后的工程管理窗口如图3-1所示。 图3-1 工程管理器窗口新建：单击此快捷键，弹出新建工程对话框建立组态王工程。

32、点击工程管理器上的“新建”，弹出“新建工程向导之一”如图3-2。 图3-2 工程创建导向图点击“下一步”弹出“新建工程向导之二”点击“浏览”，选择新建工程所要存放的路径点击“下一步”进入“新建工程向导之三”，在“工程名称”处写上要给工程起的名字。“工程描述”是对工程进详细说明（注释作用），我们的工程名称是“我的工程”，工程描述是“监控中心”。3.2 设备的配置本课程设计使用的是本机电脑模拟故采用系统自带的PLC模拟系统：亚控仿真PLC芯片。端口：本地计算机COM2口。下面我们具体介绍如何稍作：1、在组态王工程浏览器树型目录中，选择设备，在右边的工作区中出现了“新建”图标, 双击此“新建”图标，

33、弹出“设备配置向导”对话框。2、在上述对话框选择亚控提供的“仿真PLC”的“串行”项后单击“下一步”弹出对话框。3、为仿真PLC设备取一个名称，如：PLC1 ，单击“下一步”弹出连接串口对话框。4、为设备选择连接的串口为COM1，单击“下一步”弹出设备地址对话框。5、此处填写设备地址为0，单击“下一步”，弹出通讯参数对话框。6、设置通信故障恢复参数（一般情况下使用系统默认设置即可）。7、请检查各项设置是否正确，确认无误后，单击“完成”。如图3-3。 图3-3 设备安装导向图3.3 构造数据库变量数据库是“组态王软件”最核心的部分。在TouchVew运行时，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在

34、屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为核心，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。数据库中变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息7。3.3.1数据词典中变量的类型：数据词典中存放的是应用工程中定义的变量以及系统变量。变量可以分为基本类型和特殊类型两大类，基本类型的变量又分为内存变量和I/O变量两种。 “I/O变量”指的是组态王与外部设备或其它应用程序交换的变量。这种数据交换是双向的、动态的，就是说在组态王系统运行过程中，每当I/O变量的值改变时，该值就会自动写入外部设备或远程应用程序；每当外部设备或远程

35、应用程序中的值改变时，组态王系统中的变量值也会自动改变。所以，那些从下位机采集来的数据、发送给下位机的指令，比如反应罐液位、电源开关等变量，都需要设置成“I/O变量”。那些不需要和外部设备或其它应用程序交换，只在组态王内使用的变量，比如计算过程的中间变量，就可以设置成“内存变量”。 基本类型的变量也可以按照数据类型分为离散型、实型、整型和字符串型。 1、内存离散变量、I/O离散变量 类似一般程序设计语言中的布尔（BOOL）变量，只有0、1两种取值，用于表示一些开关量。 2、内存实型变量、I/O实型变量 类似一般程序设计语言中的浮点型变量，用于表示浮点数据，取值范围10E-3810E+38，有效

36、值7位。 3、内存整数变量、I/O整数变量 类似一般程序设计语言中的有符号长整数型变量，用于表示带符号的整型数据，取值范围 2147483648-147483647。 4、内存字符串型变量、I/O字符串型变量 类似一般程序设计语言中的字符串变量，可用于记录一些有特定含义的字符串，如名称、密码等，该类型变量可以进行比较运算和赋值运算。 特殊变量类型有报警窗口变量、历史趋势曲线变量、系统变量三种。3.3.2数据变量的定义在工程浏览器树型目录中选择“数据词典”，在右侧双击“新建”图标，弹出“变量属性”对话框，如图3-4所示。图3-4 定义变量画面在对话框中添加变量如下： 变量名：原油电脱罐液位 变量

37、类型：I/O实数 变化灵敏度：0 初始值：0 最小值：0 最大值：100 最小原始值：0 最大原始值：100 转换方式：线性 连接设备：PLC1 寄存器：DECREA100 数据类型：SHORT 采集频率：1000 毫秒 读写属性：只读 设置完成后单击“确定”。 用类似的方法建立另外几个变量：游离水脱除器液位、净化油缓冲罐液位、液位、游离水脱除器压力、净化油缓冲罐压力、电脱罐温度、出油阀流量、出水阀流量。此外由于演示工程的需要还须建立三个离散型内存变量为：游离水脱除器出料阀、净化油缓冲罐出料阀、原油电脱罐出料阀。3.3.3变量基本属性说明：变化灵敏度：数据类型为实数型或整数型时此项有效，只有当

38、该数据变量的值变化幅度超过设置的“变化灵敏度”时，组态王才更新与之相连接的图素（缺省为0）。 保存参数：选择此项后，在系统运行时，如果您修改了此变量的域值（可读可写型），系统将自动保存修改后的域值。当系统退出后再次启动时，变量的域值保持为最后一次修改的域值，无需用户再去重新设置。保存数值：选择此项后，在系统运行时，当变量的值发生变化后，系统将自动保存该值。当系统退出后再次启动时，变量的值保持为最后一次变化的值。最小原始值：针对I/O整型、实型变量，为组态王直接从外部设备中读取到的最小值。最大原始值：针对I/O整型、实型变量，为组态王直接从外部设备中读取到的最大值。最小值：用于在组态王中将读取到

39、的原始值转化为具有实际工程意义的工程值，并在画面中显示，与最小原始值对应。最大值：用于在组态王中将读取到的原始值转化为具有实际工程意义的工程值，并在画面中显示，与最大原始值对应。3.4 设计图形界面图形界面用来模拟现场的具体工作情况，而本系统设计的界面用来仿真原油电脱罐脱水过程运行的画面。在本设计中，针对原油电脱水过程控制系统制作了监控主画面、实时曲线画面、报警画面、实时报表、实验数据浏览画面等，在每个相应的界面上进行了相应的控件、效果和动画素材的设计制作。使整个系统操作人性化，内容丰富化。3.4.1新建画面1、在工程浏览器左侧的“工程目录显示区”中选择“画面”选项，在右侧视图中双击“新建”图

40、标，弹出新建画面对话框，如图3-5所示： 图3-5 新建画面 2、新画面属性设置如下： 画面名称： 监控中心 对应文件：pic00001.pic （自动生成，也可以用户自己定义） 注释：联合站电脱罐油水分离过程的监控中心主画面 画面风格：覆盖式 画面位置：左边：0 顶边：0 显示宽度：1024 显示高度：768 画面宽度：1024 画面高度：768 标题杆：无效 大小可变：有效 3、在对话框中单击“确定”组态王软件将按照您指定的风格产生出一幅名为“监控中心”的画面。3.4.2趋势曲线趋势曲线的作用：趋势曲线用来反应变量随时间的变化情况。趋势曲线有两种：实时趋势曲线和历史趋势曲线。实时趋势曲线定

41、义过程如下： 1、新建一画面，名称为：实时趋势曲线画面。 2、选择工具箱中的工具，在画面上输入文字：实时趋势曲线。 3、选择工具箱中的工具，在画面上绘制一实时趋势曲线窗口，如图3-6所示： 图3-6 趋势曲线双击“实时趋势曲线”对象，弹出“实时趋势曲线”设置窗口，如图3-7所示：实时趋势曲线设置窗口分为两个属性页：曲线定义属性页、标识定义属性页。曲线定义属性页：在此属性页中您不仅可以设置曲线窗口的显示风格，还可以设置趋势曲线中所要显示的变量。单击“曲线1”编辑框后的按钮，在弹出的“选择变量名”对话框中选择变量本站点原油电脱罐油液位，曲线颜色设置为：红色。 图3-7 趋势曲线属性页标识定义属性页

42、：标识定义属性页，如图3-8所示。在此属性页中您可以设置数值轴和时间轴的显示风格。设置如下：标识X轴时间轴：有效 标识Y轴数据轴：有效 起始值：0 最大值：100 时间轴：分、秒有效 更新频率：1秒 时间长度：30秒 4、设置完毕后单击“确定”按钮关闭对话框。5、单击“文件”菜单中的“全部存”命令，保存您所作的设置。6、单击“文件”菜单中的“切换到VIEW”命令，进入运行系统，通过运行界面中“画面”菜单中的“打开”命令将“实时趋势曲线画面”打开后可看到连接变量的实时趋势曲线。 图3-8 标识定义页 3.4.3报警和事件为保证工业现场安全生产，报警和事件的产生和记录是必不可少的，“组态王”提供了

43、强有力的报警和事件系统。组态王中的报警和事件主要包括变量报警事件、操作事件、用户登录事件和工作站事件。通过这些报警和事件用户可以方便地记录和查看系统的报警和各个工作站的运行情况。当报警和事件发生时，在报警窗中会按照设置的过滤条件实时地显示出来。1、在工程浏览器窗口左侧“工程目录显示区”中选择“数据库”中的“报警组”选项，在右侧“目录内容显示区”中双击“进入报警组”图标弹出“报警组定义”对话框，如图3-9所示。2、单击“修改”按钮，将名称为“RootNode”报警组改名为“监控中心”。 3、选中“监控中心”报警组，单击“增加”按钮增加此报警组的子报警组，名称为：电脱罐。4、单击“确认”按钮关闭对

44、话框，结束对报警组的设置。 图3-9报警定义画面 设置变量的报警属性1、在数据词典中选择“原油电脱罐液位”变量，双击此变量，在弹出的“定义变量”对话框中单击“报警定义”选项卡，如图3-10所示。 图3-10 定义变量图 对话框设置如下： 报警组名：电脱罐液位低：10 电脱罐液位过低 高：90 电脱罐液位过高 优先级：100 2、设置完毕后单击“确定”按钮，系统进入运行状态时，当“原油电脱罐液位”的高度低于10或高于90时系统将产生报警，报警信息将显示在“监控中心”报警组中。3、报警窗口是用来显示“组态王”系统中发生的报警和事件信息，报警窗口分：实时报警窗口和历史报警窗口。实时报警窗口主要显示当

45、前系统中发生的实时报警信息和报警确认信息，一旦报警恢复后将从窗口中消失。历史报警窗口中显示系统发生的所有报警和事件信息，主要用于对报警和事件信息进行查询。 报警窗口建立过程如下：1、新建一画面，名称为：报警和事件画面，类型为：覆盖式。2、选择工具箱中的工具，在画面上输入文字：报警和事件。3、选择工具箱中的工具，在画面中绘制一报警窗口，如图3-11所示： 图3-11 报警弹出画面4、双击“报警窗口”对象，弹出报警窗口配置对话框，如图3-12所示。图3-12 报警窗口配置属性页列属性页：报警窗口中的“列属性页”对话框，在此属性页中您可以设置报警窗中显示的内容，包括：报警日期时间显示与否、报警变量名

46、称显示与否、报警限值显示与否、报警类型显示与否等等；操作属性页：报警窗口中的“操作属性页”对话框，在此属性页中您可以对操作者的操作权限进行设置。单击“安全区”按钮，在弹出的“选择安全区”对话框中选择报警窗口所在的安全区，只有登陆用户的安全区包含报警窗口的操作安全区时，才可执行如下设置的操作，如：双击左键操作、工具条的操作和报警确认的操作；条件属性页：报警窗口中的“条件属性页”对话框，在此属性页中您可以设置哪些类型的报警或事件发生时才在此报警窗口中显示，并设置其优先级和报警组。优先级：999 报警组：反应车间这样设置完后，满足如下条件的报警点信息会显示在此报警窗口中：a、在变量报警属性中设置的优

47、先级高于999；b、在变量报警属性中设置的报警组名为反应车间； 颜色和字体属性页：报警窗口中的“颜色和字体属性页”对话框，在此属性页中您可以设置报警窗口的各种颜色以及信息的显示颜色； 报警窗口的上述属性可由用户根据实际情况进行设置。 5、单击“文件”菜单中的“全部存”命令，保存您所作的设置。6、单击“文件”菜单中的“切换到VIEW”命令，进入运行系统。系统默认运行的画面可能不是您刚刚编辑完成的“报警和事件画”，您可以通过运行界面中“画面”菜单中的“打开”命令将其打开后方可运行。如图3-13所示。图3-13 报警弹出窗口3.4.4实时报表数据报表的用途 数据报表是反应生产过程中的过程数据、运行状

48、态等，并对数据进行记录、统计的一种 重要工具，是生产过程必不可少的一个重要环节。它既能反应系统实时的生产情况又能对长 期的生产过程数据进行统计、分析，使管理人员能够掌握和分析生产过程情况。组态王提供内嵌式报表系统，工程人员可以任意设置报表格式，对报表进行组态。组态 王为工程人员提供了丰富的报表函数，实现各种运算、数据转换、统计分析、报表打印等。 既可以制作实时报表又可以制作历史报表，另外，工程人员还可以制作各种报表模板，实现 多次使用，以免重复工作。实时数据报表创建过程如下： 1、新建一画面，名称为：实时数据报表画面。 2、选择工具箱中的工具，在画面上输入文字：实时数据报表。 3、选择工具箱中

49、的工具，在画面上绘制一实时数据报表窗口，如图 3-14所示。4、报表工具箱”会自动显示出来，双击窗口的灰色部分，弹出“报表设计”对话框。5、插入动态变量：合并 B2 和 C2 单元格，并在合并完成的单元格中输入：=本站点$日期（变量的输入可以利用“报表工具箱”中的“插入变量”按钮实现）利用同样方法输入其它动态变量。5、输入静态文字：选中 A1 到 J1 的单元格区域，执行“报表工具箱”中的“合并单元 格”命令并在合并完成的单元格中输入：实时数据报表演示。利用同样方法输入其它静态文字，如图 3-15 所示。 图3-14 报表窗口图 3-15 实时报表6、单击“文件”菜单中的“全部存”命令，保存您

50、所作的设置。 7、单击“文件”菜单中的“切换到 VIEW”命令，进入运行系统。系统默认运行的画 面可能不是您刚刚编辑完成的“实时数据报表画面”，您可以通过运行界面中“画面”菜单 中的“打开”命令将其打开后方可运行。 3.5 建立动画连接动画连接指在画面的图形对象与库的变量之间建立的一种关系当变量的值改变时，在画面上以图形对象的动画效果表示出来；或者由软件使用者通过图形对象改变数据变量的值，以实现图形界面与对象间的双向控制。液位示值动画设置1、打开“监控中心”画面，在画面上双击“电脱罐” 图形，弹出该图库的动画连接对话框，如图3-15 所示： 图3-15 动画连接设置对话框设置如下： 变量名（模

51、拟量）: 本站点电脱罐液位 填充颜色：绿色 最小值：0 占据百分比：0 最大值：100 占据百分比：100 2、单击“确定”按钮，完成电脱罐的动画连接。这样建立连接后电脱罐液位的高度随着变量“电脱罐液位”的值变化而变化。用同样的方法设置催化剂罐和成品油罐的动画连接，连接变量分别为：本站点游离水脱除器液位、本站点净化油缓冲罐液位。 作为一个实际可用的监控程序，操作者可能需要知道罐液面的准确高度而不仅是形象的表示，这个功能由“模拟值动画连接”来实现。3、在工具箱中选择文本工具，在电脱罐旁边输入字符“#”，这个字符串是任意的，当工程运行时，字符串的内容将被您需要输出的模拟值所取代。4、双击文本对象“

52、#”，弹出动画连接对话框，在此对话框中选择“模拟量输出”选项弹出模拟量输出动画连接对话框，如图3-16 所示： 图3-16 模拟值输出画面 对话框设置如下：表达式：本站点原料油液位 整数位数：2 小数位数：0 对齐方式：居左 5、单击“确定”按钮完成动画连接的设置。当系统处于运行状态时在文本框“#”中将显示原料油罐的实际液位值。用同样方法设置催化剂罐和成品油罐的动画连接，连接变量分别为：本站点净化油缓冲罐液位、本站点游离水脱除器油液位。其他动画连接仿照上述过程，基本设置过程大致相同，就不再具体陈述。图3-14 监控系统主画面监控整体画面如图3-14，在此画面运行时，即可了解整个系统的运行情况，

53、包括一次沉降罐界面、二次沉降罐和净化罐液位、加热炉温度、外输温度、入口阀组温度、电脱温度、外输压力、电脱压力、外输流量等各项运行参数，当运行参数出现异常时（如超出正常运行允许的上下限），在画面上就可了解出现问题的部位，这时单击报警窗口按钮，就可了解报警的具体情况，并记录报警值、时间等信息。另外，点击这个画面上的图素，进入该图素的详细的运行情况画面，也可切换到实时或历史曲线部分，可以了解当前实时运行曲线图或任何一段记录的历史运行曲线图, 进入报表画面,可以了解各参数的实时及历史信息, 以及报表的定义和输出, 并可进行实时打印等。3.6 本章小结本章着重对于联合站电脱罐油水分析系统的软件监控设计做出了详细的介绍，并且在文中列出了组态王软件如何建立在监控画面的使用方法。第4章 运行与调试4.1基本调试在运行组态王工程之前首先要在开发系统中对运行系统环境进行配置。在开发系统中单击菜单栏“配置运行环境”命令或工具条“运行”按钮或工程浏览器“工程目录显示区系统配置设置运行系统”按钮后，弹出“运行系统设置”对话框，如图4-1所示。图4-1 运行调试画面主画面配置属性页规定TouchVew画面运行系统启动时自动调入的画面，如果几个画面互相重叠，最后调入的画面在前面。