油库阀位监控系统――用户管理设计

油库阀位监控系统――用户管理设计摘要摘要II摘 要生产过程也随之日趋复杂。生产的高强度和高密度对生产环境和生态环境的影响也日益突出，这些都对工业控制提出了越来越高的要求。工业化生产中加入信息产业技术可以企业的质量和效率都大大提高。ifix户可以通过填表的方式在功能专家的指引之下一步一步地完成自己期望的功ifixifix设计巡检图、工艺流程及详细参数的监控画面；设计实时曲线及历史曲线；设计实时报警及历史报警查询；设计导航条及用户登录部分。关键词：工业化生产，ifix，油库，监控系统，动画IIAbstractAbstractInrecentyears,modernindustryofprocesscontroldeveloptowardsthedirectionoflarge-scale,continuousandintegrated,theproductionprocesshasbecomeincreasinglycomplex.Productionofhighstrengthandhighdensityhasanincreasinginfluenceontheproductionenvironmentandtheecologicalenvironment.Theseareputtingforwardhigherandhigherrequirementstoindustrialcontrol.Addinformationindustrytechnologytoindustrializedproductioncanimprovethequalityandefficiencyofenterprisegreatly.Ifixoffersanumberofdrawingtoolssuchasawiderangeofdynamicfigure,figuregenerationwizardandanimationwizard;ThekeyinformationofproductioncanberunthroughtheentiremanagementsystemfromtheproductionsitetothedesktopofenterprisemanagersthroughiFix,tofacilitatemanagerstomakefasterandmoreefficientdecisions.Providesanumberofhighlyefficientfunctionalspecialiststhatcanhelpdeveloperstobuilduptherelevantapplicationquickly,undertheguidanceoffunctionalspecialists,userscanfinishtheirdesiredfunctionbycompletingsomeform.featuresmakeifixbeacceptedbymanyfactories.Forthemonitoringsystemofoilvalveposition,wecanachievesomefunctionsbyifix.Specificinclude:setupadatabase;designsomemonitoringpictures,includinginspectionfigure,processdetailedparameters;designthereal-timeandhistoricalcure;designthequeryofreal-timealarmandhistoricalalarm;designthesectionofthenavigationbaranduserlogin.KeyWords:Industrializedproduction,ifix,oildepot,monitoringsystem,animation目录目录11目 录摘 要 IAbstract I目 录 1第一章 绪论 1课题背景 1论文的任务 2第二章 iFIX3.0介绍以及学习 3组态软件的介绍 3组态软件概述 3组态软件的发展历史、现状及前景 3iFIX组态软件 4iFIX简介 4iFIX特性 4iFIX数据库 6第三章 软件设计 8总体设计 8建立SCADA系统 9SCADA系统概述 9建立SCADA系统的步骤 10画面设计 12巡检图 12工艺流程 14罐详细参数 16标签组 173.3.4 导航条 18设计历史曲线 19历史分配 20历史采集 21历史曲线 22设计报警查询 22实时报警查询 22历史报警查询 23在iFIX里增加角色信息 27第四章总结与展望 294.1 总结 294.2 展望 29致谢 30参考文献 31河海大学本科毕业设计（论文）河海大学本科毕业设计（论文）11第一章 绪论课题背景现代化的过程控制工业向着大型化、连续化和集成化的方向发展，生产过程也随之日趋复杂。生产的高强度和高密度对生产环境和生态环境的影响也日可靠性和稳定性，生产企业的经济效益都成为衡量当今自动控制水平的重要指PLC过程控制技术和组态软件实时监控技术应运而生。随着改革开放的逐渐深入，以及我国加入WTO后经济的巨大发展，使得石油成品油作为一种重要的能源和化工原料，在很大程度上摆脱了“计划供给、物资调拨”的性质，逐步走向了市场。油库在石油产品的流转过程中，担负着物流集散的重要职能，在最终实现石油商品物质形态空间转移的整个过程中，发挥着衔接产销的关键作用。而各级油库在作业、经营、管理的各个层面上都越来越明显地表现出了品种增加、交易密集、进出频繁、信息量大且错综复杂等特点。这种形势，对油库的工艺条件、安全保障、关键设备的技术含量及可靠性、基于自动化，信息化基础之上的监控管理手段等方面客观上提出了更高iFIX保障油库安全、真实而准确地掌握进、出、存信息、改进和提高油库内部管理水平。iFIX是全球最领先的HMI／SCADA自动化监控组态软件，是基于WindowsNT／2000平台上的功能强大的自动化监视与控制的软件解决方案。iFIX缝集成，增强生产力。故各种集PLC一体的工业过程自动控制系统便得到了工业界的青睐。河海大学本科毕业设计（论文）河海大学本科毕业设计（论文）PAGEPAGE9论文的任务本文紧密结合iFIX3.0工控组态软件下的模拟环境和演示系统，对油库系统进行总体设计规划并对数采系统进行设计。主要完成下面的工作：1、设计数据采集系统即数据库的建立；2、设计巡检图、工艺流程及罐详细参数的监控画面；3、设计实时曲线及历史曲线；4、设计实时报警及历史报警查询；5、设计导航条及用户登录部分。第二章 iFIX3.0介绍以及学习组态软件的介绍组态软件即工控软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件。它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。以前，HMI可靠性差，且很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。特别是随着工业控制系统应用的深入，在面临规模更大、控制更复杂的控制系统时，原有的上位机编程的开发方式，对项目来说是费时费力、得不偿失。组态软件的出现，把用户从这些困境中解脱出来，利用组态软件的功能，构建一SCADA（监控与数据采集，SupervisoryControlAndDataAcquisition输入/输出，Input/Output）成为它的主要内容。随着技术的发展，组态软件将会不断被赋予新的内容。组态软件的发展历史、现状及前景一、发展历史2080Onspec、Paragon500DOS90Windows3.0WonderwareIntouchWindowsWonderwareDOSOS/2操作系统上，而且实时性已经大大提高，基本满足工业上的控制要求了。二、发展现状9%20675%WonderwareCitech，SimensWinCCControx2000ForceControl，GECimplicity，RockwellRsView，NILookOut，PCSoftWizcon等等。iFIX组态软件iFIX简介iFIX是美国爱默生集团Intellution公司与2000年推出的工业界第一套完全集成组件对象的自动化软件IntellutionDynamicsTM它的推出使得工业控制领域的自动化软件水平进入崭新时代。IntellutionDynamics的核心技术被称为提供对网络和因特网上的第三方应用程序的无缝集成，可实现真正的分布式客户/iFIX软件只支持WindowsNT/2000/XP操作系统。iFIX特性一、易于扩展和集成们的生产过程创建高性能的过程窗口。无论是简单的单机人机界面(HMI)，满足各种应用类型和应用规模的需要。iFIX灵活的系统结构意味着：iFIX统规模。二、分布式网络结构iFIX/无论是Server和Client功能运行在单一计算机，实现简单的单机人机界面(HMI)Server和多Client数据采集和控制系统iFIX都可以保证优异的性能。三、HMI/SCADA服务器iFIXserver直接连接到物理I/O点，并维护过程数据库。过程数据库中累计块、计时器块、连续控制块、统计块及SQL功能块等。Intellution客户端应用包括：实时动态画面、趋势、报表、批次控制、MES等。四、客户端iClientiClient是GEFanuciFIXViewServerView构造SCADAServer中的数据库。iClientTSiClientTS是具有iClient功能的Internet的Windows2000终端服务(TerminalServer)技术。利用iClient技术，ActiveX控件及VBAiClientTS可以连接到网络中任意ServeriWebServeriWebServerGEFanucInternetiWebServer将iFIX画面转换成HTMLWeb浏览器就能看到SCADAServer据。五、iFIX系统结构的优点iFIX/服务器结构包括了可灵活构造的服务器(SCADA和客户端(iCIientiCIientTS和iWebServer)iFIX却是一iFIX网络中数据的读取都通过标识SCADAServer节点名、数据点名及数据域（如CV表示当前值）来识别。六、新技术1、VBA（VisualBasicforApplications）VBA是iFIXIntellutionDynamics的VBA性：a.可以访问所有列出的对象的属性、方法和事件。b.支持多种数据源，包括过程数据库、任何OPC和SQL数据库。c.ODBC的支持。d.ActiveX控件支持。工作台提供了访问VisualBasicEditor（VBE器，允许观看、停止、暂停和恢复当前程序的运行。在VBE对象生成VBA可以使用VBA为工具条按钮写程序等。2、OPC（OLEforProcessControl）OPCOPC的目标是基于Microsoft之间相互操作。使用OPC，iFIX工作台能与任何本地OPC服务器直接通讯。3、ActiveXActiveX是由微软发明的一种编程技术，允许用不同编程语言生成的软件组件在一个网络环境中互相作用。它是从OLE的开发标准演化过来的，在最近几年中，对象的连接与嵌入的概念已经发展得很广泛。IntellutionDynamics就是一个ActiveX控件的容器。iFIX数据库一、 数据库的介绍到，并可以为多个应用程序所使用，以达到共享数据的目的。为了维护数据库中数据与实际的一致性，关系数据库中的数据在进行插入、删除与更新操作时，必须遵循数据完整性规则。求。用户使用数据库的数据是目的，数据库管理系统是帮助达到这一目的的工具和手段。在本文的用户管理系统中，其实也建立了一个小型的MIS。二、数据库的建立数据库应用技术在VB应用方向中占80%MS络数据库MSSQLServerOracle和SybaseAccess据库是微软公司发布的Office面友善易于学习和操作等优点，拥有广泛用户群体。Access数据库应用系统的理想工具。本文就是采用它。三、数据库访问技术介绍微软提供了3种访问数据库的开发模块:数据访问对象模块DAO（DataAccessObjectmodel、远程数据对象模块RDO（RemoteDataObject和控件数据对象模块AD（ActiveXDataObjectmodelDAO最早是被用来连接和访问微软的桌面数据库，后来微软扩充了DAO并把它用在ODBC上，ODBC则允许它连接到其它数据库，诸如Oracle和SQLServer等。在这之后，微软开发了RDO模块。RDO与DAO有类似之处，但增加了一些如异ADOOLEDB技术之VB访问访问数据库的主流技术是ADOADO控件结合了DAO和RDODAO或RDO更多类型的数据。ADO和OLEDB是目前应用非常广泛的数据库访问技术，它们实际OLEDB提供的是通过COM而ADO提供的是一个对象模型，它建立在OLEDB基础之上，相当于OLEDB的ADO也就间接地调用了OLEDB与数据库建立连接，打开数据库。从数据库中读取数据并在适当的控件中显示。据存入数据库。第三章系统结构3.1系统总体架构3.2上位机监控系统结构第四章 软件设计总体设计总体的开发流程如下图：1确定I/O21确定I/O2、建立scada系统3及罐详细参数的画面6、设计用户登录界面 5、设计实时报警及历史报警查询46、设计用户登录界面5、设计实时报警及历史报警查询4、设计实时曲线及历史曲线图3.1软件总体开发流程（以上步骤可以交叉进行）重要的一环。设计数据采集系统，需启用iFIX内强有力的编程工具VBA，而数据采集的设计则包括基于iFIX实时数据库的DDEODBC和OPC感器，而是来自SIM信号发生寄存器，也就是说系统，因此没有考虑OPC发。对于流程画面监控设计，我们需要对组态画面进行动画连接，将巡检图、工艺流程、罐详细参数以图形、图像、动画等方式显示给用户。当系统的某个指标超过了限定值的时候，监控系统还需要有报警指示，这是一个重要而又必需的一环。为了更加明显的看出油库实时数据的变化，需要对系统的实时曲线进行设计。在油库的进出油运行过程中，油库历史数据需要及时被调阅查询，这样就需要对系统的历史曲线进行设计。油库的报警情况同样需要及时的被调阅查询，这样就需要设计油库的实时报警及历史报警查询。这样才能保证系统安全、稳定、高效地运行。SCADA系统SCADA系统概述一、基本概念SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)监视控制系统。SCADA统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。iFIXOPCiFIX从这些SCADA在iFIX中，用于创建和管理过程数据库的主要工具是数据库管理器。数iFIX也可以向现场下位机写数据，这样就建立了控制软件所需要的双向连接。iFIX通过OPCIFIXiFIX可以使用现场已经装配的I/O数据管理包括通过扫描、报警和控制程序(SAC,scanalarmcontrol)从驱动程序映像列表（DIT,diverimagetable）中读取数据，对数据进行处理，再将数据传过程数据库(PDB,processdatabase)以及通过建立SQD和SQT触发器把采集的数据存储到数据库（如：ORACLE）相应的表中，来进行对数据的统计、分析。HMI是iFIXiFIX采用IntellutionWorkspace作为HMI。IntellutionWorkspace是iCare的一个重要组件，它以直观的界面把所有的系统组件都集成在一个单独的开发环境（IDE）中，具有MicrosoftExplorer界面风格。无论是开发程序、安全组态、数据库访问，都可以在IntellutionWorkspace中完成，甚至直接嵌入OLE应用程序。IntellutionWorkspace特有的动画向导、智能图符生成向导等强大的图形工具方便了系统开发，标签组编辑器大量节省系统开发时间。利用SCADA和HMI组件，可方便实现过程监控、报警、数据采集、报表等功能。图3.2iFIX基本结构二、在iFIX中建立SCADA系统每个SCADA服务器通常都使用两种类型的块：初级块和二级块。这两种类型的块的主要区别在于，初级块有扫描时间并且可位于链首；二级块没有扫描时间并且从不位于链首。除此以外，还有其它块，比如：控制块、统计过程控制等等。由于本文不需要太多的二级块，因此简略介绍。SCADA系统的步骤一、参数归纳本次设计涉及六个油罐的许多参数，首先加以归纳：（Quality(Pressure)(Level)。这些量中液位是直接由仪器仪表中测出来的，并且是模拟量，因此把它定义为AI二、实现步骤然而，由于本系统只是一个仿真系统，也就是说数据点的值并不是直接来自现场，而是由系统模拟仿真产生的。即：这些点的值来自SIM信号发生寄存器。如图3.3及3.4所示：图3.3图3.4由于是仿真，因此，把I/O地址分得不同，将有利于图像观看。除此以外，还有一个非常重要的功能：报警。随着现场的运转，过程条件是不断变化的。操作员需要监控这些条件来确保现场安全运转，并且避免浪费原料或损坏设备。通过允许iFIX报警系统，您能够安全高效地管理您的现场。一旦您允许报警，iFIX将发送报警来报告需要做出应答的潜在有害过程条件。这通常会在过程值超出其预定义的界限时发生。例如，储罐的液位过高，就是一个操作员必须作出回应的报警条件。在iFIX里做报警非常简单：方法如图3.5所示：图3.5数据块报警设置画面设计巡检图在巡检图（如图3.6所示）中，绘制了本次设计的六个油罐，各自的参数不同，在运行的过程中会显示出数据库中定义的模拟数值。罐表面的蓝条显示的是罐中油品的液位变化，在液位变化到不同的位置时会显示出不同的颜色，可以根据自己的需要进行设定，例如液位低于10或高于90显示红色，其他情况显示为绿色。设计中为每个罐都设计了具体参数的按钮，以方便在运行过程中查看其的具体参数。图3.6油库的巡检图在ifix充专家与前景颜色专家，具体做法如图3.7、3.8及3.9所示：图3.7基本动画对话框图3.8前景颜色专家图3.9填充专家工艺流程（如图3.10所示情况。图3.10油库的工艺流程对于开关阀的控制设计了对应的画面（如图3.11所示。图3.11阀门开度在运行过程中点击开关阀，会实现阀门开度以每秒2.00%阀门开度为0时，阀关到位显示为红色，当阀门开度为1ifix数据管理库里面的PG（如图3.12所示用if句来实现。还用到了数据量输入的DI块（如图3.13所示）来改变阀门的开闭状态。图3.12PG图3.13DI罐详细参数（如图3.14所示由于只是模拟量，所以各个参数没有刻意的去研究，只是设定了一些特定的数值（如图3.15所示。图3.14罐详细参数图3.15罐具体参数值的设定标签组上面的巡检图中有说过建立具体参数的按钮，以方便在运行过程中查看其的具体参数。这样一来为保证能查看到每一个罐的情况，画面的数量要增加6个，而且开发时间将会变长，磁盘空间也会大大增加。这里iFIX提供了一个非常有用的工具：标签组。标签组允许通过创建一幅画面显示多个类似的控制过程。而且，每个罐的这样根据想显示的油罐使用不同的标签组。通过标签组，我们就可以只做一个画面，但是可以让这个画面表示六个罐（如图3.16所示只是改变不一样的数值。图3.16标签组c_1_Biaoqian.TGD“name“1#“2#是与各自罐的液位数据源“C_01_level“C_01_level”……实现替换。画面的其他参数相同的地方就不必做改动。4.3. 导航条本系统具有很多个画面，在运行过程中为了方便它们的切换，便设计了一个导航条(如图3.17所示)。在该画面里插入几个按钮控件，每一个按钮对应着打开相应的一个画面。每一个对应画面的正下方都有着对应导航条的按钮。图3.17导航条设计历史曲线历史趋势记录提供了生产过程数据的采集、存储和显示的功能。数据从SCADA（或者SCADA节点工作台中查询、显示历史数据。历史趋势包括：一、历史分配定义你的采集策略。在这里用户定义：所需采集数据的标签名（或者数据源，并定义采集组。每个采集组的参数(节点、采集速度、相位、控制标签、状态和标签每个历史数据文件存储多长时间，以小时或分钟为单位。二、历史采集采集历史分配中定义的每个采集组。三、图表在工作台使用图表对象显示iFIX的历史和实时数据。历史分配图3.18定义历史采集组历史采集图3.19启动历史采集任务历史曲线图3.20历史曲线设计报警查询实时报警查询ifix（3.21所示“报警一览”便成功了。可以双击画面设置自己所需要的各个项目。图3.21实时报警查询在这里可以清晰的看出当前哪些项目的输入值在报警的区间，需要被重视。历史报警查询一、ifix报警ODBC配置前面看到iFIX但是这些报警数据iFIX也就是说我们想把报警数据存放到一个数据库里。在这里我们需要解决两个问题：1、配置一根用于提取数据的“管道”2、将iFIX报警数据存放到建好的数据库内。首先是建立数据源（管道。Windows“控制面板”—“管理工具”—“数据源（ODBC)”—“用户DSN”接下来的过程如图3.22所示：图3.22ODBC配置cxy_ifix向数据库ifix1_Data.mdb的另外一端接到iFIX数据点的报警数据上。其次将iFIX报警数据连到“管道”SCU如图所示：图3.23报警服务配置在数据库标识符里选择我们已经配好的“管道”，报警数据最终应该存放ifix1_Data.mdbifix来创建。至此，运行iFIXf:\graduation\ifix1_Data.mdb的表fixalarmifix报警数据的问题。iFIX报警报表3DA（DataAccessObjectmodeleamodel）和控件数据对象模块ADO（ActiveXDataObjectmodel。其实VisiconX就是基于ADOVB单。VisiconX为iFIX提供了Intellution即插即解决的软件解决方案，是易配置，可访问任何数据库数据并创建简单的或复杂的SQL查询，以获得所需信息。在IntellutionDynamics工作台中，VisiconXIntellution控件集。这些控件可直接访问和处理ADO对象（Microsoft'sActiveXDataObjects）的数据，避免用MicrosoftVisualBasic钟就可以完成了！VisiconXActiveXOLEDB报表查询用到了其中两个控件：数据控件和网络控件。使用VisiconXOLEDB首先必须知道所要访问的是哪个数据提供者。VisiconX包括SQLServer和ODBC为了在Intellution工作台中获得OLEDB数据提供者的数据并显示数据：1、在工作台画面中插入“数据控件”。2OLEDB测试连接。3（或多个表VisiconX提供的方法建立查询。4（如图3.24所示。图3.24历史报警查询图在这个查询表里，我们可以根据自己的需要查看出某段时间某个参数的报警情况。iFIX里增加角色信息iFIXiFIXiFIX只有被授权的人才能访问它们。iFIX图3.25所示图3.25用户帐户配置方法在这里，我们便可以动态地增加、修改、删除用户信息。第四章总结与展望总结iFIX3.0统进行总体设计规划并对数采系统进行设计。在设计数据采集系统即数据库的建立方面，设定了许多符合系统要求的参数；在设计巡检图、工艺流程及罐详细参数的监控画面