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)，一般是以各種標準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)計匯總仍處于人工處理狀態(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)的生產裝置較多，其生產廠區(qū)規(guī)模大，裝置分散，距離遠，現(xiàn)場生產數(shù)據(jù)采集的工作量大。另外，目前企業(yè)在市場經濟規(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經營決策，企業(yè)信息網(lntranet)的建設日顯重要，而生產數(shù)據(jù)的自動采集及匯總上網，是企業(yè)信息網建設中最基礎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)構成
　　 目前，石油化工生產企業(yè)內原料、產品以及其它生產控制參量的計量大部分是使用標準常規(guī)儀表，一般情況下，一次儀表輸出信號為標準的4-20mA或1-5V模擬電信號，或者是標準的脈沖信號。一次儀表的輸出信號可以經調理后使用計算機構成自動采集控制系統(tǒng)。其中，如果是模擬信號，要經過A/D轉換后變?yōu)閿?shù)字信號，而脈沖信號經整型后可直接使用。所使用的計算機系統(tǒng)可以用單片機構成，也可以使用工控機構成。工控機在系統(tǒng)構成簡單、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。因此，數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)一般選用上下位機的結構，上位機負責數(shù)據(jù)采集及轉換計算等任務，下位機負責計算、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)計算機網絡等任務。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)上位機負責對一次表數(shù)據(jù)進行累積和傳送，下位機負責數(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，能夠對全廠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)體系結構
　 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，直到上位機恢復正常工作。
　　 2.計算機計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)軟件設計
　　 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，都要靠軟件設計實現(xiàn)。根據(jù)目前企業(yè)生產數(shù)據(jù)的管理方式，計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)應該完成包括：
　　 ●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??；
　　 ●計量回路最大最小流量設置；
　　 ●各計量回路儀表系數(shù)、管道比重等常數(shù)設置；
　　 ●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)標準時間日期、許量公式及常數(shù)修正、機器時鐘偏差自動調整、工藝流程圖繪制顯示、趨勢曲線繪制顯示、儀表模擬等。另外，在生產實際中，可能需要添加或刪除生產裝置或產品類別，因此，系統(tǒng)還應具有添加或刪除生產裝置或產品類別以及添加或刪除計量回路的功能，這種自適應式的工作方式，是當前先進計算機工業(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)了生產裝置或產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； 適用領域及情況:
　　 為企業(yè)及時了解生產情況和運行狀態(tài)做出正確的生產經營決策提供了可靠基礎。
　　 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、準確性，提高了工作效率和管理水平，為企業(yè)及時了解生產情況和運行狀態(tài)，以此做出正確的生產經營決策提供了可靠基礎。
　　 在本案例中使用到Witech的產品
　　 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