【自控型】基于PLC和组态软件的宝鸡中立油库罐区监控系统设计.doc

1、【自控型】基于 PLC 和组态软件的宝鸡中立油库罐区监控系统设计工业技术基于 PLC 和组态软件的宝鸡中立油库罐区监控系统设计张轲 1,2（1.西安石油大学机械工程学院 陕西西安 710061；2.陕西化建工程有限责任公司 陕西杨凌 712100）摘 要：该文采用美国罗克韦尔（RockWell）公司ControlLogix PLC 控制系统作为下位机，将其应用到陕西延长中立新能源有限责任公司宝鸡甲醇汽（柴）油调制中心油库罐区项目，实现对储油罐区各个阀门的远程控制，同时完成对储油罐区的液位，温度等参数的监控，完成对油库罐区的罐区工艺流程分析、罐区监控方案设计、监控系统的硬件设计、系统的组态设计与

2、实现，以较低的成本利用PLC 控制系统及组态软件实现罐区的监控系统。关键词：储油罐区 组态软件 PLC 监控系统 中图分类号：文献标识码：文章编号：TP277 A 1674-098X(2014)07(b)-0057-06Baoji neutral depot tank monitoring system based on PLC and Configuration SoftwareDesignAbstract：In this paper, the American Rockwell (RockWell) Company-ControlLogix PLC control system as th

3、e next crew, Shaanxi extend its application to establish a new energy limited liability company in Baoji methanol gasoline (diesel) oil depot tank farm project modulation centers to realize the oil remote Control tank each valve, while the completion of the tank area level, temperature and other par

4、ameters of the monitoring, the completion of the depots tank tank process analysis, hardware design tank monitoring program design, monitoring, system configuration design and implementation, in order to take advantage of low cost PLC control system and configuration software Tank monitoring system.

5、Key words：tank zone configuration software PLC control systems储油罐区是油库企业生产、储存、运输过程中的重要设备，因其储存的物质具有易燃、易爆和有毒等特点，一旦发生泄漏事故，不仅造成经济损失，环境污染，而且还可能引发更大的联锁失火、爆炸等恶性事故，给人们的生命财产带来重大的损失，甚至给社会带来灾难性的后果。因此设计安全科学的罐区监控系统具有重大的意义。采用 PLC 和组态软件的监控系统对罐区工艺过程进行实时监控、报警和控制，不仅可以有效的提高生产率、降低工人的劳动强度，更重要的是安全监控系统可以时刻监控着油罐和管道的油料运转的规律，

6、有针对性地监控发现问题，给监控人员发送警序号 12345678910 合计设备名称3 个 500m3 甲醇油罐 3 个 2000m 汽油罐 2 个 5000m 汽油罐 1个 2000m 柴油罐 2 个 5000m 柴油罐 11 个油罐出入口阀门 3 台气、柴油输转泵 1 台甲醇输转泵 5 台添加剂输转泵罐区3333报信息，及时采取相应措施解决处理并反馈导致问题发生的原因。从而保证油库的安全，避免级灾害事故的发生。由 3 个 500?m3 甲醇油罐、3 个 2000?m3 汽油罐、2 个 5000?m3汽油罐、1 个 2000?m3 柴油罐、2 个 5000?m3 柴油罐组成，每个油罐均设有伺服

7、液位计，多点温度计，液位开关，罐旁指示仪；T-2 罐组均采用卧式罐，由 4 个 60?m3 和 2 个 20?m3 添加剂罐组成，每个添加剂罐均设有磁翻板液位计。此外在罐区、泵房、等可能产生可燃气体泄漏点位置设置可燃气体报警装置以防范隐患。控制系统设备置于安全区域的综合办公楼，通过安全隔离栅将信号接入控制系统，进行防爆处理，保证系统安全。系统可对现场装置的信号进行采集和处理，并执行上位机的操作命令，完成对现场装置的控制。现场的一AI33322112222226622101016275140AODI3DO1 宝鸡中立油库罐区组成情况及工艺流程分析陕西延长中立新能源有限责任公司宝鸡甲醇汽（柴）油调

8、制中心油库罐区项目共有两个子罐区，分别为 T-1 罐组和 T-2 罐组，T-1罐组采用内浮顶罐，内浮顶罐的浮顶随油面的升降而升降，浮顶与液面之间不存在气体空间，油品蒸发量小，因而基本上消除了大小呼吸损耗，即降低了油品损耗，又减少了对大气的污染。其中 T-1罐组表 1总点数 66424441242016118控制量甲醇储罐平均温度指示甲醇储罐液位指示报警汽油储罐平均温度指示汽油储罐液位指示报警汽油储罐平均温度指示汽油储罐液位指示报警柴油储罐平均温度指示柴油储罐液位指示报警柴油储罐平均温度指示柴油储罐液位指示报警电动阀门远程控制电控阀门运行状态转输泵远程控制转输泵运行状态转输泵远程控制转输泵运行状

9、态转输泵远程控制转输泵运行状态罐区可燃气体浓度监测科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald57些检测系统和执行机构，选用较为先进的油品出库工艺流程如图 2 所示。且均为本质安全的产品。每个储罐上控制油罐内所装油料为易燃易爆、有毒有油料出入的阀门均为电动阀，根据功能要求害、污染环境的危险品，在日常运输的过程不同，共设有两个通道两个阀门。工艺流程中一般均采用专用的运输工具和管道进行分为油品进库流程和油品出库流程两部分。运输装卸。根据分析现场作业情况可以分油品进库工艺流程如图 1 所示。?为三大类六大流程，分别为：输转类，包括罐区管理人员在收到调

10、度中心的收油指燃料油输转和甲醇输转；装车类，包括燃令后，通过控制室内的操作站将相应的阀门和料油铁路公路装车和甲醇装车铁路公路装泵打开，并通过阀门和泵回讯信号确认阀门是车；卸车类，包括燃料油铁路公路卸车和甲否已经打开，同时对油罐的液位及油品的温度醇装车铁路公路卸车。状态进行动态的监视，如果没有收到调度中心停止收油的指令则继续收油，若收到调度中心 2 宝鸡中立油库罐区监控方案设计停止收油的指令或油罐已经有高高位的报警 2.1 监控系统设计原则信号则关闭相应的阀门停止收油。监控系统是为了解整个油库罐区设备运行图 1 油品进库工艺流程58科技创新导报 Science and Technology In

11、novation Herald工业技术和状态的关键系统，对保证安全生产、高效运作起着十分关键的作用。因此在系统设计与实施过程中，应主要遵循以下设计原则：先进性：系统需在了解国内外发展动态，吸收其经验和成果的基础上进行方案的设计，使系统的技术性能和水平具有明显的先进性。可靠性：系统运行安全可靠，性能稳定，可以在恶劣环境长期连续工作。通用性：在设计开发监控系统时应尽量考虑采用积木式的模块化结构。在此基础上，再根据各种不同设备和不同控制对象的控制要求，灵活地构成系统。这样设计出的系统便于随时进行系统的扩充或改造，通用性好。扩展性：系统的设计容量要考虑富余量，满足系统今后的扩充需要。经济性：系统的造价

12、经济合理，性能价格比高。操作维护方便性：在软件方面，要求人机界面友好，操作简便，易学易懂；在硬件方面，要求维护检修方便。PLC 控制监控系统的设计与调试应遵循一定的步骤。整体的设计步骤如图 3 所示。2.2 监控内容及功能油库罐区监控系统主要针对罐区的安全设计。所以必须监测罐区的液位、温度、液位报警以及阀门和泵的运行状态，为了防止油罐发生泄漏，还要对罐区进行气体浓度的监测。内容包括：监测罐区共 16 点可燃气体浓度；监测 3 个 500?m3 甲醇油罐、3 个2000?m3 汽油罐、2 个 5000?m3 汽油罐、1 个 2000?m3 柴油罐、2个 5000?m3 柴油罐温度、液位高低报警；

13、控制和监控 11 个油罐出入口阀门的运行和运行状态；控制和监控 3 台气、柴油输转泵、1台甲醇输转泵、5 台添加剂输转泵的运行和运行状态。功能包括：(1)对现场仪表及模块信号的采集和转换处理；(2)实现对现场各个设备参数及状态的检测；(3)动态流程画面显示；(4)通过操作画面查询和管理工艺过程。2.3 初步分析监测罐区的可燃气体浓度和监测 3 个 500?m3 甲醇油罐、3 个2000?m3 汽油罐、2 个 5000?m3 汽油罐、1 个 2000?m3 柴油罐、2个 5000?m3 柴油罐温度共 27 路信号经过相应的变送器后都会转换为与现场最大、最小值对应的 420?mA 电流信号，都是模

14、拟量输入信号。监测 11 个油罐出入口阀门和 3 台汽、柴油输转泵、1 台甲醇输转泵、5 台添加剂输转泵的运行开关状态及 3 个 500?m3 甲醇油罐、3 个 2000?m3 汽油罐、2 个 5000?m3 汽油罐、1 个2000?m3 柴油罐、2 个 5000?m3 柴油罐液位高低报警共 51 路信号对应数字量输入信号。控制 11 个油罐出入阀门和 3 台汽、柴油输转泵、1 台甲醇输转泵、5 台添加剂输转泵的运行控制共 40 路是数字量输出信号。工 业 技 术开 始 结 束2014 NO.20 Science and Technology Innovation Herald科技创新导报2.

15、4 系统 I/O 统计 系统的 I/O 点数如表 1 所示。 2.5 监控方案确定组态设计控制要求分析模拟调试依 据 监 控 系统设 计原则与宝 鸡中立 油 库 罐区 监 控系统 监 控的内容和应具 有的功 能， 以及整个监控系统的规模和成本预算， 综 上考虑决定 设 计 选用如 今得 到广泛 应 用 的上位 机 加 R S 4 85 总 线 加 PLC 和工业仪 表 的监控方案。确定输入输出设备PLC 程序设计选择合适的 PLCI/O 点数分配图 3 设计步骤流程图3 宝鸡中立油库罐区监控系统硬件设计3.1 PLC 系统的选型 方案确定后， 下面就我们需要对监控系 统 的 硬 件 进行 一

16、个 详 细 的 设 计。 硬件设 计 首先 应该 根 据 现 场 控制 对 象的特点和 具体 的控制任务来确定合适的PLC 系统。 (1) 确 定 P LC 厂家。 通 过 对市场 的 考察 研 究， 美国罗克 韦尔 （R o c kWe l l） 公司 是 世 界上 最 大 的 电气 和 电子 公司 之一， 尤其 在自动 化 与 控 制 领 域，R o c kWe l l 是 世 界 上 著 名 的 工业自动 化 科 技 领 域 的 产品、 系 统、 解 决 方 案 和 服 务 的 供 应 商。 其 P LC 产 品 在 全 世 界 有 很 高 的 市 场占有 率。 尤 其是 Control

17、 Log i x 集成控制平台是罗克韦尔公 司的主力产品。 Co nt r ol L o g i x 控制系统 将 高速离散 控制、 过 程 控制、 协调传 动 控制、 图 4 宝鸡中立油库罐区监控系统拓扑结构图 ? 运 动 控 制、 批次 控制和安 全 控制融合 于一 个 控 制引擎 上 （L o g i x 控 制 平台） ， 同事 兼 顾不同规模和 具体应用特点， 使用相同的编 程工具 （RSL og i x 50 0 0 编程 软件） ， 风格一 致， 相同的开放网络 体系结 构 （Ne t L i n x 架 构） ， 保证总体成本降至最低， 代表了新一代 控制系统的发展方向。 它具

18、 有先进、 高效、 灵 活的系统 结 构 和强大 的处 理器以及高性能 的智能 I/O 模 块等特点，综上所述本次 PLC 控制系统选用 Control Log i x 控制系统。 图 5 图 6 图 7 图 8 (2) 确 定 P LC 型 号。 在 P LC 厂家确 定 以 后， 接下来就要从该 厂家的众多产品中选择 一款 适合本 项目的 PLC产品。 基本原则是从 控 制 要求、 控 制回路 类 型、 控 制 点 数、 存储 容量等几个方面来确 定。 控制参 数介绍： 通 过以 上 对宝 鸡中立油库 罐区 监 控内容和 功能 以及 I /0 点 数 的统计可以得出， 该 罐区 的 控制

19、属于简单控制， 回路多以模 拟 量、 数 字量 输入为主， 带 有少 量数字量 输出回路。 控制点数统计： I/O 点数是决定 PLC 规模 大小的重要因素， 而在 PLC控制系统设计中 对 I /O 模 块 进行 选 择 的原则 是在 满 足控 制 系统功能要求的前 提下适当留有余量。 如果 I /O 模 块 数 量 选 择 不够则 达不 到系统 的 控 制要求， I/O 模 块预留过多则会增加系统的 硬件成本， 通常的做法是留有实际需要点数 的1015 的余 量。 储存容量的计算存 储容量的大小基本反应了 CPU 的控制能力， 而用户程 序设 计所 需 要 的 存储 容量不仅与 CPU 模

20、 块的控制能力有关， 还与实现该工程 控制功能的方法、 程 序设计人员的编程 水平 图 9 有关。 P LC 模 块 I /O 点 数 的多少， 可 以很 大科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald59科技创新导报2014 NO.20 Science and Technology Innovation Herald工 业 技 术操 作员站 还 可具 备系 统 组 态 功 能， 并具备 10 0 M b p s 通讯 接口。 操 作员站 使 操 作员可 在正常或异常情况下对全线设备进行控制， 并可监 视 全线各现 场 控制 站的 操作 数 据

21、和 状 态。 工 程 师 可使 用 安 全 密 码 在 操 作员站 上对本站进行组态或改变组态。 (2) 控制 站 设 计： 现 场 控制 站系统 主要 完 成 对 现 场设 备 的 数 据 采 集 和 监 控。 本次 设 计 的 P LC 控制系统 所有 I /O 模 块 安 装 于 控 制 机 柜 内， 用于 连 接 现 场 变 送器或 执 行 机 构。 系 统 I /O 模 块 将 现 场 设 备 的 状 态 通 过冗余的 Control Net 总线传 送到主控制器 L o g i x 处 理器， 由主 控制器处 理， 同时 接受 控制站的控制信号， 驱动现 场执行机构。 选 用的 C

22、ont r ol L og i x系列系列 PLC 的主控 制器支持冗余以太网接口， 支持标 准的工业 以太网协议 Ether net/I P 通信协议， 同时该 设备支持串口实现有线拨号 （如 ADSL 等） 、 无 线 G P R S/C D M A 及 短 信 告 警 和 数 据 传 送功能。 为了提高系统 的可靠性， 系统 配 置 了冗 余 的两 个 控 制 站。 每 个控制站包括一 个 1756 -PA72 电源模 块， 一个 1756 -L71 中 央 处 理单元， 一个 175 6 -E N2 T 以太网通讯 模 块， 一 个 175 6 -CN2 R I /O 分站 通讯 模

23、块， 一个1756 -R M 2 冗余模 块 组 成。 两个中 央 处 理器单元 通 过 175 6 -R M 2 模 块实现了 硬件冗余， 通 过 175 6 -E N2 T 以太网通讯 模 块连接上位机， 构成了上位机的监控 软件冗 余。 I /O 分站与PLC 之间采用 C o nt r ol N e t 网络进行通讯。 主要硬件参数。 C PU： 175 6 -L71 C o n t r o l L o g i x 控图 10 阀门的控制、 状态反馈及液位联锁报警逻辑梯形图图 11 泵的控制、 状态反馈逻辑梯形图图 12用来调用子程序的主程序 （功能模块图） 据， 打印输出各种 报 表

24、等的作用， 是系统 功 能 对 外 体 现 的 重要窗口。工作 站 分 为工 程 师 站 和 操 作员站 两 部 分， 工程师站和操作 员站 均 采用高性能 的 D E L L O P T I P L E X 3 9 0 M T（C P U:四 核 强 3 GH z /4 G M B 内 存/1T 硬 盘 /21”LCD 显 示器/10 0 0 M 网卡 /16X DV D/键盘/鼠标） 计算机为工控机， 安 装 W i n d o w s X P 操 作系统 。 其 中工 程 师 站负责整 个系统 的 通信网络 连 接 与 安 全 控 制、 通讯 接口配 置、 人 机 界面 （H M I）

25、的组 态 、用户 权 限 库 维 护， 分析系统 事件 记 录 等， 以保证系统按照设 计要求来正确 运行， 工程师站 能 够连 接 到系统 主 站网络上 的任 何 一 台 计 算 机； 而 操 作员 站 是 操 作人员 监 视、 控制生产 过程、 维护设备和处理事故的 人 机 接口。 其任 务 是 在 标 准 画 面 和 用户 组 态画面上， 汇集和显 示有关的运行信息， 运 行人员据 此 对 站内工艺 生 产 的 运 行工况 数 据 进行 监 视 和 控 制。 操 作员站 通 过 以 太网 接口连 接 现 场 控 制 站 站 控 系统， 工程师可 以 直 接 对 控 制 器 进行 编 程、

26、 修 改、 下 装， 并 完成 监控管 理、控制流程的页面组态、 系统 维 护 以 及 担负 通 讯 功 能 。 操 作员站 是 独 立 的 单元， 可 独 立 存 取每 幅 流 程 图画 面 以 及 独 立 控 制 系 统中的 每 个点。 操 作画 面 调出 时间 1?s， 操作画面数据刷新速度1?s。制 器。 控 制 器内存 2 M， 扩展 用户内存 1G； 系 统 容量， 支 持 数 字量 最多 I /O 2 5 6 0 0 0 个， 模拟 量 I /O 8 0 0 0 个； 支 持 E t h e rN e t / I P、 C o nt r ol N e t、 D e v i c e

27、 N e t、 Mo d u b u s 等通讯协议； 多主总 线； 背板 通讯 采用生产 者/客户模 式。 可靠 的 控 制 性 能， 使 用环 境 如下： 工作 温 度： 06 0 ? ， 储 存 温 度： 4 0 8 5 ? ，相 对 湿 度：5 9 5 （无冷 凝） ， 振 动:1 0 5 0 0 ? H z ,2 .0 G 峰 值 加 速 度， 冲 击:工作 时:3 0 G 峰 值， 11 ? m s ， 存储 时:5 0 G 峰 值， 11 ? m s ， 隔 离:4 3 5 0 V D C 或 18 0 0 ? VAC 持 续 1秒， 程 序 扫 描 时间 （/ k 指 令） ：

28、 0.03?m s， 工作电压:852 65?VAC， 频 率 范围:4 76 3 ? H z， 模 块 化、 可扩展 的 结 构 单一 机 架 中可 放 置多 个 控 制 器,均 衡 负荷, 提高系统 性能， 处 理器位 置无 槽位 限 制，通 讯 处 理 器 独 立 于 控 制 器 （通 讯 无 需 控制器介入） ， 背 板符合生 产 者消费 者 协 议， 所有 模 块 带电 拔 插 ( R I U P)， 在 线添 加 I / O 模 块、 变 频 器，模 板 的 软 件 组 态 可 达 到点 级， 高性能带诊 断 和 隔离的 I /O， 电子 键 控， 单一处 理器的多种 控制能力 （

29、离散、 过程、 批 次、 传 动、 运动及安 全）， 分布式 控 制 解 决方案， C P U 和 I /O 可 以 连 接 在 同 一 Cont r ol Net 网络,实现 I/O 数 据共享， 处理 器与处理器间的通讯不需要编写应用代码。 (见图 5)工程上反应 PLC 系统的功能要求， 所以存储 容量也是考虑 PLC 型号的一个方面。 一般来 说， 存储容量的计算是在 I/O 点数确定的基 础 上， 按下 面的公式估 算 存储容量 后， 再加 2 030 的富余 量。 存储容量 （字节） =开 关量 I/O 点数10+模拟量 I/O 通道数100， 另外， 在 存储容量 选 择 的同时

30、， 主意 对存储 器类型的选 择。 通 过估 算， 本 项目的存储容 量在 10KB 以内。 通 过 对 以 上 几个 方 面 的 研 究 发 现，整 个罐区测量的点数并不是很多， 以数字量输 入 和 数 字量 输出为主， 还 有少 量 的 模 拟 量 输 人， 控 制 也 相 对 简单， I /O 点 总 数在 10 0 点左右， 在 适当预留扩展空间后， 总点数在 150 点以内， 所以对系统 CPU 的要求不算太 高， 总 的 来说 属于中小 型系统， 因此， 我们 选 择了 C o n t r o l L o g i x 控 制系统 的 175 6 L7X 系列 PLC。 3.2 P

31、LC 硬件配 置拓扑结 构图及硬件 配 置 设计 宝 鸡中立油 库 罐区 监 控系统拓扑 结 构 图如图 4 所示。 硬件配置设计主要包括工程站的设计、 控制站的设计、 现场仪表选择。 （1） 工作站设计： 工作站除了起到人机 界面的作用之外， 还可起到保留系统历史数60科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald工业技术图 13 T-1 罐区工艺流程监控画面图 14 报警和事件监控画面Exia，电气接口：M20*1.5，测量变量：液体/气体温度测量范围：-40+100，RTD 信号，罐底水位测量范围：1m 或 2m，电容信号，数据传输：二线，

32、E+H?HART 协议至主测量仪表，连接：最多可连接16 个测温元件，铸铝外壳。 （见图 7）液位报警：FTL 音叉限位开关。应用于各种液体的限位监测，带抗腐涂层，适用于易爆危险区、食品和药品行业，一体化设计，适用于管道安装或难于安装的地方，温度范围：FTL50（H） ，FTL51（H）：-40 +150?（特殊要求可到-50+150?）FTL51C：?-50150?（特殊要求可到 230，介质压力：FTL50(H)，FTL51(H)：64?bar，FTL51C:40?bar，介质粘度：10000?mm/s，介质密度：0.5?g/cm 或 0.7?g/cm，无需标定：快捷、低耗启动，无机械移动

33、部件：免维护，不磨损，使用寿命长，叉体腐蚀监视：具有保证功能。(见图 8)图 15 罐区参数历史趋势图以太网通讯模块：1756-EN2T 。通/命令/ 编辑等,?被自动地送入从控制器。讯速度：10/100Mbps ，每秒 10,000 个信息，链接数：64个 TCP/IP 链接，128 个 Logix(I/O)最大功耗： 3.65W，背板电流：700?mA/5?V。ControlNet 通讯模块：1756-CN2R。接口：2BNC 接口；1NAP（RF-45?8-pin 带保护） ，模块安装位置：1756?ControlLogix 框架，背板电流：1A（5V?DC） ，1.7?mA（24V?D

34、C） ，电力耗散：5.14?W，热耗散：17.5BTU/小时，环境条件：工作温度：060?，存储温度：-4085 ，相对湿度：5% 95% 无冷凝，通讯速率：5Mbps，连接数：128 个，电缆：RG-6 同轴电缆 1786-RG6，分接头:?1786-TPS。 （见图 6）冗余通讯模块：1756-RM2。冗余通讯模块：1756-RM2，电缆介质：光线，连接电缆：1756-RMC1，电压：最大 30?V 直流/ 交流，电流：100?MA，背板电流：0.75?A，功率：1?A/5?V，环境条件：工作温度：060?，存储温度：-40 85?，相对湿度：5%95% 无冷凝。冗余系统的构建无需编程，对

35、于 EtherNet/IP、ControlNet 网络上的设备来说，都是透明的。通过 1756-RM 来保持一对冗余框架的通讯。对任一通过网络连接到冗余控制器机架的设备,切换是透明的，应用程序从主控制器装入到从控制器的过程是透明的，工作站对主控制器的组态现场仪表选择：根据设计的技术要求和参数，我们全部选Endress+Hauser（恩德斯 +豪斯，简称 E+H 公司）公司的智能仪表对罐区的温度监控、液位报警监控进行测量。E+H 公司拥有品种齐全的罐区专用仪表，涵盖各种应用需求，包括精度高达0.7?mm 的智能型伺服液位计系列，控制级雷达 M 系列、高精度 1?mm 的 S 系列智能雷达液位计，

36、储罐平均温度计，音叉式液位开关系列，电容式液位开关系列，品质精良的质量流量计系列，涡街流量计系列，以及压力变送器、温度变送器系列。这些仪表应用成熟，在中国拥有广泛的用户。主要仪表及技术参数：温度仪表：平均温度计-NMT539 。Prothermo?NMT?539 智能HART 信号转换器可集成平均温度传感器和罐底水位传感器。平均温度传感器是由多点高精度 Pt100 测量元件组成。 NMT?539 适用于各种储罐，可同时提供连续的平均温度和罐底水位测量值，并通过HART 协议与主设备通信。适用于连接 Endress+Hauser 的Proservo?NMS?5 系列伺服液位计或 NRF?590

37、罐旁指示仪及Micropilot 系列雷达液位计，组成高精度的总量管理测量系统。技术参数：精度（温度）：0.1?(参考条件下)，精度（水位）：2?mm(带 1?m 探头,参考条件下 )，环境温度:-40+85(转换器外壳)，防护等级:IP65，防爆等级：4 系统的组态设计与实现4.1 组态软件的选择目前的计算机监控系统里，制作上位机监控程序的方法有多种，如利用 VB、VC 等可视化编程工具制作控制界面，调用 MSCOMM 软件或利用 Windows?API 函数上位机串口通讯；或直接利用工业组态软件来制作上位机监控程序。由于本油库罐区监控系统涉及的变量较多，功能要求齐全，所以选用工业组态软件来

38、进行设计。上位机组态软件选用罗克韦尔(RockWell)公司自主研发的企业级的分布式HMI 解决方案 FactoryTalk?View?Site?Edition 软件集成包中的FactoryTalk?ViewStudio 组态软件。下位机程序选用 ControlLogix 控制系统的 32 位编程软件 RSLogix5000。4.2 组态软件介绍FactoryTalk?ViewStudio 上位机组态软件是用于开发或测试机器级或者监控管理级人机交互界面（HMI）应用程序的组态软件。包含用于创建完整人机交互界面项目的编辑器，还包含用于测试应用程序科技创新导报 Science and Techno

39、logy Innovation Herald61工业技术关变量数据逐一映射对应，上位机监控画面即可正常显示监控测量到的工业数据。上位机工艺流程监控画面如图 13、14 、15 所示。的软件。使用该编辑器可以创建所需的任何简单或者复杂的应用程序。软件组态包括输入输出端口与现场仪表信号的对应、实现控制功能及控制回路连接、工艺流程图的输入及与现场仪表的对应。下位机编程软件 RSLogix5000 具有相当友好的界面，并可通过网络进行远程编程。运行环境为 Windows?XP,学习使用方便，并可结合中文描述。软件易于使用，符号化编程把文档和编程功能集成在一起加快了编程速度，自动地址分配管理数据表并跟踪

40、 I/O 使用信息，交叉参考信息可显示与某一地址相关的所有指令，梯级数和程序文件的列表，自定义显示屏幕可从数据表中选择最多 40 个不同的地址，并将其显示在一个屏幕上，高级诊断利用 PageTitle/SectionHeader 将您的程序分割成多个较小的逻辑部分，以便于错误检查。利用 I/O偏移进行块剪切/复制/粘贴在梯形图间可拷贝及粘贴梯级块，多次使用重复性的梯级程序，I/O 模块的布局和组态在编程完成前后完全定义 I/O，智能块传送模块可使用组态和监视屏幕，梯级和数据表程序比较。 （见图 9）4.3 下位机 PLC 程序设计与组态本监控系统主要实现的逻辑控制有 11 个油罐出入口阀门的启

41、动停止，3 台汽、柴油输转泵、 1 台甲醇输转泵、 5 台添加剂输转泵的启动停止，液位开关高位报警后的联锁关阀；状态监控包括 11 个油罐出入口阀门的运行状态，3 台汽、柴油输转泵、1 台甲醇输转泵、5 台添加剂输转泵的运行状态，这部分逻辑控制与状态监控涉及的变量主要是数字量输入输出。因此在编程时，采用逻辑梯形图进行编程。具体程序如图 10、11 所示。监控测量罐区的 16 点可燃气体浓度和 3(上接 56 页）4.3 高压旋喷桩施工本工程旋喷桩采用二重管法，二重管主要施工技术参数：法浆液压力 2040?MPa，压缩空气压力 0.70.8?MPa。旋喷桩设计直径 0.8?m，桩间距 1.5?m

42、，即支护桩间打入高压旋喷桩，高压旋喷桩与支护桩结合起来形成堵水帷幕。旋喷桩在灌注桩桩芯砼达到设计强度 70%以后、冠梁施工前进行施工。施喷桩采用双重管法，成孔采用 XY-100 型地质钻机，再用 GS500-4 高台喷车进行旋转喷浆。4.4 冠梁施工支护桩顶部设冠梁，冠梁采用 C30 砼，冠梁纵筋采用 12 根16，箍筋采用圆 10 间距 200?mm，排桩主筋锚入冠梁内为冠梁高度。4.5 钢绞线锚索施工(1）锚索采用螺旋钻杆钻机施工，锚索注浆采用水泥浆，水泥强度等级 P.O42.5，水灰比取 0.5，采用二次注浆工艺。(2）锚孔内插入钢绞线，应进入锚孔底个 500?m3 甲醇油罐、3 个 2

43、000?m3 汽油罐、2 个 5000?m3 汽油罐、1 个 2000?m3 柴油罐、2 个 5000?m 柴油罐温度所涉及的变量主要模拟量输入。一般现场仪表的 420?mA 模拟量信号进入模拟量通道后，首先经过模块采集数据的模式将电流信号转换成016000 的整型数据类型，整型数据是可以直接被计算机识别的，但是不能被用户直接使用，必须要使用功能模块图中的量程转换模块将 016000 的整定成为各种不同单位的实型数据。而ControlLogix 控制系统配置的 1756-IB32 模拟量输入模块十分方便和人性化，具备自整定功能，因此只需要在硬件组态时，对需要整定的模拟量进行设置即可，无需在使用

44、功能模块图中的量程转换模块进行整定。然后将所有变量标签同上位机的变量逐一进行映射，上位机画面即可正常显示监控测量到的工业数据。以上逻辑编程完成后，用功能模块图编写出主程序，主程序主要用来调用逻辑控制和监控的子程序，通过调用，可以自动实现程序的运行，主程序如图 12 所示。4.4 上位机 PLC 程序设计与组态上位机组态使用 FactoryTalk?ViewStudio 软件。主要功能包括 T-1 罐区、T-2 罐区动态工艺流程监控画面的显示、报警和事件监控画面、罐区参数历史趋势图、以及各个画面之间的跳转切换、通过工艺流程监控画面查询和管理工艺过程。有了这些功能，可以很直观的实现对整个宝鸡中立油

45、库罐区的监控。监控画面的制作可以直接从上位机编程软件 FactoryTalk?ViewStudio 中自带的图库选择调用，也可以通过强大的绘图软件自主绘制位图，然后插入到监控画面中，然后定义相关变量，同下位机采集到的相部，待注浆养护 7?d 后施加张拉预应力，然后锁定。(3）锚索施工时土方开挖应按设计工况分段分层开挖，下层土方开挖时，上层锚索必须有 7?d 以上的养护时间并已张拉锁定。锚索钻孔定位误差小于 50?mm，孔斜误差小于 3，锚孔孔径偏差20?mm。(4）腰梁采用双拼 25a 工字钢焊接，连接板采用300?mm100?mm20?mm 钢板，锚具采用 QVM15-2 型，锚具钢垫板采用 300?mm250?mm20?mm 钢板，钢垫板中心开直径50?mm 孔，用于钢绞线穿过。(5）钢绞线采用 1*7 直径 15.2?mm 钢绞线，桩外预留 1.0?m 以便张拉。采用高压油泵和 100?t 穿心千斤顶进行张拉锁定。当注浆体的强度达到设计及强度的 75%且不小于 15?MPa，方可张拉锁定。正式张拉前先用 20%锁定荷载预张拉一次，再以 50%，100% 的锁定荷载分级张拉，然后超张拉至 110%锁定荷载，在超张拉荷载下保持5?min，观测锚头无位移现象后再按锁定荷载锁定。35 结语该文在对油库罐区监控系