饱和蒸汽计算机监控系统的设计及应用研究

【摘要】：本文以油田饱和蒸汽计算机监控系统为基础，具体说明了监控系统的设计及应用过程，以供参考。

【关键词】：饱和蒸汽计算机；监控系统；设计；应用

中图分类号：S611 文献标识码： A

1、前言

对于饱和蒸汽的流量测量，目前国内还大多采用传统的测量方法测量工况条件相对稳定的饱和蒸汽，对高温高压变工况蒸汽流量测量讨论较少。由于是间接测量并且是变工况，流量方程中的参数较多，需要分析各个参数对流量测量的影响，并进行必要的补偿研究建立高精度的流量补偿模型。近几年来随着计算机技术的飞速发展，使得实现饱和蒸汽测量系统的计算机化也成为了研究的重点。本文以油田饱和蒸汽计算机监控系统为基础，具体说明了监控系统的设计及应用过程，以供参考。

2、监控系统的整体设计

在进行监控系统的硬件设计时需要充分考虑到工业现场的实际情况，在满足现场要求的前提下，应尽量为企业节约资金，提高监控系统的性价比。计算机监控系统除下位机进行现场监控外，还要在上位机进行远程监视。在工业现场需要实时采集22个变量，所以只需3个8通道的数据采集模块：在监控系统中只控制2个液位变薰，所以只需1个D/A转换模块。在此监控系统中将操作室IPC作为下位机，将值班室IPC作为上位机。

对实时采集的工业现场数据，通过RS.485总线传送到下位机，在下位机中对需要补偿的变量进行在线补偿后将监控变量在主画面上显示出来；同时下位机把现场数据通过串口远程传送到上位机，实现对工业现场数据的远程监视。本监控系统分为三层：现场层、监控层、管理层。现场层完成现场的控制和数据采集功能，通过现场控制阀门和仪表来实现。监控层完成整个生产过程的监控和数据转发，由IPC和组态软件来实现。管理层用来完成对监控数据的存储、查询、报表打印等功能，由IFC、Delphi和SQLServer2000来实现。

3、监控系统的软件设计

饱和蒸汽计算机监控系统软件分为下位机监控系统和上位机远程监视系统，下位机主要实现对生产系统的实时监控和监控数据的转发，并对现场的控制参数实时调燕。为了形象的反映工业现场的运行情况，对下位机的开发采用组态软件来实现。上位机实现对监视数据的存储、查询及打印等操作，上位机采用面向对象语言并结合SQLServer2000数据库来实现。

3.1，上位机监控系统设计

考虑到本监控系统的具体情况，采用分布式结构。工控机通过RS.232/RS.485总线传送现场信息，并通过人机界面与用户交互。这样有利于小系统用户提高投入产出比，也为将来的系统扩展打下了基础。

人机界面应具有简约、美观、易操作的特点，界面风格有多种，如网页用户界面、图形用户界面等。这里的人机界面是图形用户界面，通过窗口、图标、菜单和鼠标完成人机交互。在具体的实现过程中还应该注意界面的一致性，重要操作的确认提示，操作的可逆性。

在对界面的操作上设置权限，权限低的用户不能进行相应的操作。对一些重要的菜单操作如自动/手动，清空数据库，退出系统等，在命令语言中设定只能是系统管理员才能操作。这样避免了普通操作员的误操作，确保了监控系统的安全。

3.2，下位机监控系统设计

监视系统是将下位机实时监控数据远传到值班室，实现工业现场的两级远程监视。上位机要实现的功能是：将组态王传送过来的数据在监视画面上实时显示并存入本机数据库，能够实现对存储数据的统计查询和报表打印，对监视变量的实时曲线和历史曲线显示。由于上位机不仅要完成对监控数据的传输，还要完成对数据的存储、查询等操作，为了保证各个功能的实现，采用多线程技术以提高系统效率。面向对象的程序设计（Object Oriented Programming简记为OOP）立意于创建软件重用代码，具备更好地模拟现实世界环境的能力，这使它被公认为是自上而下编程的优胜者。它通过给程序中加入扩展语句，把函数封装进Windows编程所必需的对象中，面向对象的编程语言使得复杂的工作条理清晰，编写容易。

当远程监视系统启动时，首先判断是否与本机上的数据库成功连接。如果连接成功，则向下位机发送第一个数据请求。此数据请求经过上位机的输出缓冲区发送到下位机的输入缓冲区，当下位机监控程序检测至Ⅱ本机输入缓冲区有数据时立即取出，根据上位机的请求序号回发对应的监控数据。下位机发送的数据经过下位机的输出缓冲区传送到上位机的输入缓冲区，当上位机监视程序检测到本机的输入缓冲区有数据时立即取出，送到相应画面上显示并存入到临时数组以便能够按时插入到数据库的小时表中。然后上位机再发送下一个数据请求，当第一次全部收到传送的30个变量时，上位机监视程序启动数据库存储线程，按指定的存储时间将监视数据存储到本机的数据库中。如果上位机连续99次未接收的下位机的数据或连续99次接收到无效数据，则提示画面进行故障报警提示，监视系统退出。

当上位机启动时，首先判断是否与本机数据库正确连接。如果未建立连接则给出错误提示，监视系统退出。如果成功连接则还应考虑到监视系统的非连续运行，即在上位机每次启动时，首先检查小时表中最后一条记录时间的小时数是否与日报表中最后一条记录时间的小时数相同，若不同则执行Dt 存储过程，将小时表中最后一小时的数据统计值插入到日报表。

4、结尾

本文以上内容对饱和蒸汽计算机监控系统的设计及应用进行了研究和探讨，但仍需进一步考虑如何实现将流量测量与蒸汽分配结合起来，实现对注汽系统的整体控制，提高锅炉燃油的利用效率。为各个生产部门提供有利的决策与优化手段，并将这些决策、优化方案与监控系统的实际控制紧密结合在一起，从而实现

整个注汽过程运行状态最优、注汽准确、成本最低，获得更大的经济效益。