計算機流量計量及管理系統(tǒng)

石油煉廠及石油化工企業(yè)的原料和產(chǎn)品大部分都是氣體和液體，其計量類別都歸屬于流量計量。大部分企業(yè)都建立了較完善的流量計量系統(tǒng)，一般是以各種標(biāo)準(zhǔn)氣液計量儀表作為計量裝置。但不少企業(yè)的計量數(shù)據(jù)采集，以及統(tǒng)計匯總?cè)蕴幱谌斯ぬ幚頎顟B(tài)，大體可以分為兩種形式，一種是由人工定時到各個計量儀表安裝地點抄記計量數(shù)據(jù)，然后進統(tǒng)計匯總，另一種是建立了集中式計量管理中心，將二次儀表集中安裝在計量管理中心，一次儀表信號通過電纜集中到計量管理中心同二次儀表相連，由人工定時讀取二次儀表計量數(shù)據(jù)，然后進行統(tǒng)計匯總。這兩種方法都存在費時費力，容易造成人為數(shù)據(jù)錯誤的缺點，特別是前一種方法，由于大部分石油煉廠和石油化工企業(yè)的生產(chǎn)裝置較多，其生產(chǎn)廠區(qū)規(guī)模大，裝置分散，距離遠，現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集的工作量大。另外，目前企業(yè)在市場經(jīng)濟規(guī)律的環(huán)境下，要求能夠快速及時的信息綜合，并以此做正確的生產(chǎn)經(jīng)營決策，企業(yè)信息網(wǎng)(lntranet)的建設(shè)日顯重要，而生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動采集及匯總上網(wǎng)，是企業(yè)信息網(wǎng)建設(shè)中最基礎(chǔ)和最重要的部分之一。因此，石油煉廠及石油化工企業(yè)實現(xiàn)計量數(shù)據(jù)自動采集與管理，也是實現(xiàn)企業(yè)現(xiàn)代化管理所需要的。
　　 1.計算機數(shù)據(jù)自動采集的實現(xiàn)及系統(tǒng)構(gòu)成
　　 目前，石油化工生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)原料、產(chǎn)品以及其它生產(chǎn)控制參量的計量大部分是使用標(biāo)準(zhǔn)常規(guī)儀表，一般情況下，一次儀表輸出信號為標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA或1-5V模擬電信號，或者是標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號。一次儀表的輸出信號可以經(jīng)調(diào)理后使用計算機構(gòu)成自動采集控制系統(tǒng)。其中，如果是模擬信號，要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信號，而脈沖信號經(jīng)整型后可直接使用。所使用的計算機系統(tǒng)可以用單片機構(gòu)成，也可以使用工控機構(gòu)成。工控機在系統(tǒng)構(gòu)成簡單、性能穩(wěn)定、可采集的路數(shù)多、編程容易等方面，具有明顯的優(yōu)勢。數(shù)據(jù)采集計算機要對輸入信號進行實時采集，為保證數(shù)據(jù)計量的精度，要求足夠高的采樣頻率，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)路數(shù)較多時，沒有時間同時完成數(shù)據(jù)計算和管理的任務(wù)。因此，數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)一般選用上下位機的結(jié)構(gòu)，上位機負責(zé)數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換計算等任務(wù)，下位機負責(zé)計算、匯總統(tǒng)計、形成報表、顯示打印以及將計量數(shù)據(jù)送往企業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)等任務(wù)。上下位機采用通訊的方式傳送數(shù)據(jù)，一般使用RS-232串行口由上位機將采集的數(shù)據(jù)傳向下位機。實現(xiàn)這種方法時，必須將需要采集的一次表信號首先集中到數(shù)據(jù)采集計算機，即上位機。一種可行方法是將一次儀表信號通過屏蔽電纜集中到計量管理中心，在計量管理中心安置上位機和下位機。對于已經(jīng)建立起計量管理中心的企業(yè)，只需用計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)替換下二次計量儀表。按照以上技術(shù)方案，我們?yōu)閾犴樖投S建立和實現(xiàn)了流量計量計算機管理系統(tǒng)，系統(tǒng)由上下位機構(gòu)成，用于撫順石油二廠全廠原料和成品油的計量。系統(tǒng)上位機負責(zé)對一次表數(shù)據(jù)進行累積和傳送，下位機負責(zé)數(shù)據(jù)處理，上下位機各使用一臺工控機。由于該廠的一次儀表輸出信號都是脈沖信號，信號經(jīng)放大整形處理后接入PCL-782光電隔離板，然后送入PCL-836計數(shù)器板，上位機定時從計數(shù)器中取累積數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送到下位機進行計算統(tǒng)計。整個系統(tǒng)可對120路流量進行計量，能夠?qū)θ珡S原料和成品油以分鐘流量收率、班小時量、班量收率、日量收率、旬量收率、月量收率等形式進行報表顯示和打印。系統(tǒng)的組成框圖如圖1所示。
　　 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
　 圖示中的PCL-836計數(shù)器板在實際系統(tǒng)中直接插在上位機的母板上。系統(tǒng)的上位機除負責(zé)采集數(shù)據(jù)并送往下位機外，在下位機因某種原因不能接受數(shù)據(jù)時，還可以將采集的數(shù)據(jù)暫時存儲于本機中，直到上位機恢復(fù)正常工作。
　　 2.計算機計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)軟件設(shè)計
　　 計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)完善的功能實現(xiàn)，良好的容錯能力，友好的界面及易操作性，都要靠軟件設(shè)計實現(xiàn)。根據(jù)目前企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的管理方式，計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)應(yīng)該完成包括：
　　 ●數(shù)據(jù)采集及通訊；
　　 ●數(shù)據(jù)計算統(tǒng)計；
　　 ●報表形成及顯示，包括分、時、班、日、旬、月報表；
　　 ●報表打印；
　　 ●計量回路最大最小流量設(shè)置；
　　 ●各計量回路儀表系數(shù)、管道比重等常數(shù)設(shè)置；
　　 ●數(shù)據(jù)修改后記錄備查；
　　 ●異常狀態(tài)報警；
　　 ●數(shù)據(jù)備份，數(shù)據(jù)恢復(fù)等基本功能。
　　 為了使系統(tǒng)高效可靠地工作，數(shù)據(jù)采集及通訊一般選用某種高級編程語言為好，而其它功能的實現(xiàn)選用某種數(shù)據(jù)庫語言更方便。我們在編程時分別選用了C語言和FOX-PRO。除完成以上基本功能外，一個功能完善的系統(tǒng)還需要一些附加功能，包括設(shè)置各報表是否定時自動打印、許量回路序號修改、修改系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時間日期、許量公式及常數(shù)修正、機器時鐘偏差自動調(diào)整、工藝流程圖繪制顯示、趨勢曲線繪制顯示、儀表模擬等。另外，在生產(chǎn)實際中，可能需要添加或刪除生產(chǎn)裝置或產(chǎn)品類別，因此，系統(tǒng)還應(yīng)具有添加或刪除生產(chǎn)裝置或產(chǎn)品類別以及添加或刪除計量回路的功能，這種自適應(yīng)式的工作方式，是當(dāng)前先進計算機工業(yè)控制管理系統(tǒng)的突出優(yōu)點。我們按照組態(tài)的方式實現(xiàn)了生產(chǎn)裝置或產(chǎn)品類別以及計量回路的自由添減，從而大大提高了系統(tǒng)的靈活性，減少了系統(tǒng)維護運行的工作量和費用。
　　 產(chǎn)品配置:
　　 計算機數(shù)據(jù)自動采集的實現(xiàn)及系統(tǒng)；計算機計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)軟件； 適用領(lǐng)域及情況:
　　 為企業(yè)及時了解生產(chǎn)情況和運行狀態(tài)做出正確的生產(chǎn)經(jīng)營決策提供了可靠基礎(chǔ)。
　　 案例提示
　　 在這個案例中的上位機和下位機都使用到了Witech的產(chǎn)品，這樣保證了系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)功能完善。做到了全廠計量數(shù)據(jù)實時采集、許算和統(tǒng)計，集中管理，大大提高了數(shù)據(jù)處理的及時性、準(zhǔn)確性，提高了工作效率和管理水平，為企業(yè)及時了解生產(chǎn)情況和運行狀態(tài)，以此做出正確的生產(chǎn)經(jīng)營決策提供了可靠基礎(chǔ)。
　　 在本案例中使用到Witech的產(chǎn)品
　　 工控機箱、工控電源、工控板卡、數(shù)據(jù)采集模塊、工業(yè)鍵盤、LCD顯示器