计量仪表实时监控系统 计量仪表

　　【摘 要】对炼油化工企业计量系统的运行现状进行了分析。利用先进的自动化控制技术，结合计算机网络应用技术，对计量器具的相对准确性和误差进行记录，并进行评估，以达到检测计量器具使用状态，评估计量系统的误差产生。
　　【关键词】炼油化工；计量；网络
　　一、系统概述
　　某国有大型炼油化工企业计量数据主要包括：成品油出厂计量数据、烃类出厂数据（流量、密度、温度、累计量、液位、温度等）、装置物料计量数据等。炼化公司内部网络比较完善，对已接入原系统的计量仪表，通过网络联接可实现数据共享，对没有接入原系统的计量仪表，则需要通过数据采集或将计量仪表信号通过转换接口上网，最终实现计量数据实时监控功能。
　　目前在公司内没有接入原系统的计量装置大都是将一次仪表信号通过电缆集中到安装在各部门控制室内的二次仪表，再由人工定时读取二次仪表的计量数据，然后进行统计汇总。对于这些仪表装置的计量统计费时费力，容易造成人为数据错误。
　　对于已接入原系统的计量仪表，虽然通过网络可以读到这些数据，但这些数据分布在网络上各个部分，数据的查阅、统计、对比、核查也比较不方便。因此，为了提高计量数据监管工作质量和效率，利用工业现场智能仪表、RS485通讯总线/工业以太环网、数据库及Internet/intranet技术建立的计量仪表实时数据监控网络，具有重要意义。
　　整个计量仪表实时数据监控网络由变送器、二次计量仪表、RS485总线、FCS控制站、Citect操作站、MIS以太网和PI、ERP等管理网络组成。由变送器将现场的油品等物料的流量、压力、温度等信号送至二次计量仪表，通过RS485接口将信号通过总线送到控制站，同时控制站又接入网络交换机，通过MIS以太网与企业PI、ERP网联成一体，将此数据供各客户端共享，且可以通过WEB网页对外远程发布。
　　二、系统实现
　　1.BnR PCC为主控制单元的FCS
　　随着计算机、通信、网络和控制技术的发展,数字化作为一种趋势正在迅速地覆盖工业自动化的各个层次。控制仪表逐渐地由模拟化向数字化、智能化，以及网络化发展。现代过程控制系统也由分散控制系统（DCS）向现场总线控制系统(FCS)过渡。
　　DCS（Distributed Control System）是目前工业过程控制领域里应用很成熟的一类控制系统，具有完善的控制能力，但是DCS是一个封闭独立的系统，与其它系统或智能设备连接较为复杂。随着控制技术和计算机技术的发展，DCS的开放性成为其发展的最大瓶颈。
　　因此,以工业现场总线(Fieldbus)为基础，以可编程工业计算机控制器(Programmable industrial Computer Controller简称PCC)为处理核心，以数字通信为变送方式的新一代过程控制系统——现场总线控制系统（Fieldbus Control System，FCS）应运而生。现场总线技术将专用的CPU置入传统的测控仪表，使它们各自都具有了数字计算和通信能力；采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作为联系的纽带，把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络，并按公开、规范的通信协议，使现场测控仪表与PCC之间实现数据传输与信息交换，形成多种适应实际需要的控制系统；FCS拥有很多的优点，其中最为突出的就是系统具有很好的开放性。一个开放的系统可以与世界上任何地方遵守相同标准的其他设备和系统连接，不同厂家的设备之间可实现信息交换。因此，我们可以说FCS是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。
　　因为在企业的计量仪表设备种类众多、系统复杂，对开放性、互联性的要求较高。所以在我们在计量数据实时监控系统的控制层使用BnR PCC为主控制单元的FCS。
　　2.Citect HMI控制软件
　　Citect是澳大利亚西雅特公司开发的工控软件。Citect最大的特点是All in One（全集成），每一套Citect都拥有完整的通讯功能、OPC链路、数据库连接、报警、趋势、报表等功能。
　　具体特点：
　　1）人机界面直观、美观、易操作。可以以方框图或位置图表示仪表分布情况，有系统总貌、分貌图。仪表实时数据，内部设定参数及主要特征（管径、介质、流向、供受关系等）调出快捷，查询方便。
　　2）具有实时数据监测（包括流量、压力、温度、密度等）、流程图、趋势图、棒图、峰值图、历史曲线图、多媒体声音报警、平衡数据分析，打开容易，相互切换方便。
　　3）每台工作站均可以查看其它工作站的所有信息，即所有采集数据、信息共享。可以设置用户权限，一般操作人员为只读，管理员为完全控制。
　　4）能够做到累积量、瞬时量实时平衡计算功能。可实现计量表总量、差量、单台表百分比、差量百分比、平衡系数的动态显示以及历史曲线记录。
　　5）可以实现报表自动生成，定时输出。也可生成任意时间段的报表（包括仪表读数，累积量）。
　　6）可赋予权限进行远程监控现场仪表的运行。
　　7）可以在不退出运行状态的前提下进行修改，使系统在不停机的情况下进行升级，从而把系统维护对生产的影响降到最小。
　　8）可以使用Cicode（高级语言功能）和VBA编程方式来完成复杂的现场调度，新的语言功能和编程方式使得完成复杂的现场调度功能更为简单。这是随着企业自动化水平提高操作站所应具备的功能。
　　9）支持Web网页发布功能，可以将系统中的实时数据、流程画面、报表等以Web的形式在internet/intranet发布，使数据能够实现完全共享。
　　10）具有开放的串口、对OPC的支持、ODBC的数据库链路方式：这些的功能让Citect成为一个开放的、可重用的人机界面系统，数据共享更加简单，系统升级更加方便。
　　3.安全、可重用的数据库系统
　　数据库系统存放了计量监控网络所有的历史数据、系统参数，数据库系统的开放性、安全性直接关系到整个系统运行质量和维护工作的强度。系统中采用了基于Windows 2003 Server的Oracle 9i数据库。Oracle是世界最大的数据库管理软件的生产商，它强大的数据功能和安全性、易维护性等诸多特性得到了广泛的认可。多种连接方式使其本身的数据链路灵活方便，并使整个系统能更加简单地进行数据操作。在Oracle中存在的多种安全策略有效地管理由企业主干网对数据库的访问，从而杜绝对数据库的有害操作。