一種煉油過(guò)程展示的動(dòng)態(tài)控制演示系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種煉油過(guò)程展示的動(dòng)態(tài)控制演示系統(tǒng)，它是由上位機(jī)、下位機(jī)和模型設(shè)備構(gòu)成；其中上位機(jī)采用組態(tài)王6.55組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)上位監(jiān)控界面，與下位機(jī)通過(guò)PC電纜連接，進(jìn)行相互通信，從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)下位機(jī)的運(yùn)行控制；下位機(jī)包括PLC、傳感器模塊、點(diǎn)陣液位顯示模塊、紅外收發(fā)模塊、無(wú)線通信模塊和管道控制模塊；PLC作為整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備系統(tǒng)的工作核心，并上位機(jī)的不同指令對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)演示煉油工藝的整個(gè)過(guò)程；模型設(shè)備包括常減壓裝置、催化裝置、加氫裂化裝置、重整裝置、焦化裝置和加氫精制裝置，用流水燈表示石油管道的流動(dòng)、用多個(gè)點(diǎn)陣演示各反應(yīng)器液位的變化。
【專利說(shuō)明】一種煉油過(guò)程展示的動(dòng)態(tài)控制演示系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煉油過(guò)程展示的動(dòng)態(tài)控制演示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前全國(guó)各大學(xué)對(duì)煉油工藝、石油和柴油的加工過(guò)程、天然氣的提取、油層物理等多門課程的教學(xué)，大部分只是以簡(jiǎn)單的圖文形式進(jìn)行教學(xué)。這種教學(xué)方式枯燥、乏味，也使得新接觸這些課程的學(xué)生對(duì)煉油過(guò)程沒(méi)有生動(dòng)、直觀的認(rèn)識(shí)；雖然部分大學(xué)在圖文教學(xué)的同時(shí)，增添了靜態(tài)模型，但靜態(tài)模型只能初步的向?qū)W生展示煉油廠的結(jié)構(gòu)，而不能讓學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)際操作，也不能直觀、動(dòng)態(tài)地展示煉油過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節(jié)，使得教學(xué)不能達(dá)到預(yù)期的效果。與此同時(shí)，當(dāng)前石油企業(yè)的煉油加工模型多以靜態(tài)的為主，而石油煉制過(guò)程復(fù)雜，使得企業(yè)人員對(duì)石油煉制的整個(gè)過(guò)程并沒(méi)有深刻、直觀的印象。隨著科技的發(fā)展，一切都開(kāi)始“自動(dòng)化”和“以人為本”，但是在相關(guān)的煉油過(guò)程展示方面卻很少體現(xiàn)到這一點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服【背景技術(shù)】中的不足之處，提供一種現(xiàn)代化的動(dòng)態(tài)控制演示系統(tǒng)，該系統(tǒng)既可用于各大學(xué)石油專業(yè)的教學(xué)方面，使課程變得更生動(dòng)、直觀、易于理解；也可用于各個(gè)石油企業(yè)，作為一個(gè)動(dòng)態(tài)的煉油過(guò)程演示模型。
[0004]為了解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種煉油過(guò)程展示的動(dòng)態(tài)控制演示系統(tǒng)，該演示系統(tǒng)采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它是由上位機(jī)、下位機(jī)和模型設(shè)備構(gòu)成；
[0006]所述的上位機(jī)采用組態(tài)王6.55組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)上位監(jiān)控界面，完成遠(yuǎn)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理任務(wù)，通過(guò)工控機(jī)的顯示屏顯示，并連接打印機(jī)實(shí)現(xiàn)報(bào)表、畫面的打印，與下位機(jī)通過(guò)PC電纜連接，進(jìn)行相互通信，從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)下位機(jī)的運(yùn)行控制；
[0007]所述的下位機(jī)包括PLC、傳感器模塊、點(diǎn)陣液位顯示模塊、紅外收發(fā)模塊、無(wú)線通信模塊和管道控制模塊；所述的下位機(jī)以所述的PLC作為整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備系統(tǒng)的工作核心，所述的PLC根據(jù)所述上位機(jī)的不同指令對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)演示煉油工藝的整個(gè)過(guò)程；所述的PLC分別與傳感器模塊、點(diǎn)陣液位顯示模塊、紅外收發(fā)模塊、無(wú)線通信模塊和管道控制模塊進(jìn)行連接通信，并通過(guò)不同的協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的顯示控制；所述的無(wú)線通信模塊是由遠(yuǎn)程控制器組成，完成超視場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)任務(wù)；
[0008]所述的傳感器模塊包括溫度傳感器、壓力傳感器和濕度傳感器；所述的溫度傳感器用于檢測(cè)加熱爐、換熱系統(tǒng)等裝置的溫度；所述的壓力傳感器用于檢測(cè)常壓塔、減壓塔、分餾塔等裝置的壓力；所述的濕度傳感器用于檢測(cè)脫水塔的濕度；
[0009]所述的模型設(shè)備包括常減壓裝置、催化裝置、加氫裂化裝置、重整裝置、焦化裝置和加氫精制裝置，用流水燈表示石油管道的流動(dòng)、用多個(gè)點(diǎn)陣演示各反應(yīng)器液位的變化。
[0010]所述的PLC還可以與無(wú)線通信模塊、紅外收發(fā)模塊和以太網(wǎng)控制模塊連接，根據(jù)紅外收發(fā)模塊、無(wú)線通訊模塊或以太網(wǎng)控制模塊的不同指令對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、紅外遙控以及網(wǎng)絡(luò)控制的功能。
[0011]更進(jìn)一步，所述的上位機(jī)可以采用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和動(dòng)態(tài)語(yǔ)言制作Web瀏覽器監(jiān)控界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)演示系統(tǒng)乃至工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)、異地監(jiān)測(cè)，與下位機(jī)的連接主要由以太網(wǎng)控制模塊實(shí)現(xiàn)。
[0012]本發(fā)明配有組態(tài)王軟件設(shè)計(jì)的上位機(jī)界面，可實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)的同步控制，通過(guò)組態(tài)王的控制界面能夠生動(dòng)的展示出煉油系統(tǒng)的工作情況。本發(fā)明還配備了紅外接收系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程紅外控制；利用無(wú)線通信技術(shù)和FPGA技術(shù)，實(shí)現(xiàn)超視場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；利用以太網(wǎng)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)網(wǎng)上監(jiān)測(cè)；模型設(shè)備中的各個(gè)工序可與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工序進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)煉油過(guò)程的工程控制以及實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)展示。
[0013]本發(fā)明在運(yùn)行時(shí)，上位機(jī)實(shí)時(shí)的采集由下位機(jī)的PLC所傳遞來(lái)的煉油系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)信息(包括管道的流動(dòng)、液位的變化、溫度、濕度、壓力傳感器的預(yù)警等)，并將其在組態(tài)王上位機(jī)界面上顯示出來(lái)；同時(shí)，上位機(jī)可以向下位機(jī)的PLC發(fā)送運(yùn)行和停止等信息，并由下位機(jī)的PLC對(duì)整個(gè)模型設(shè)備進(jìn)行控制。下位機(jī)的PLC又與無(wú)線通信模塊、紅外收發(fā)模塊和以太網(wǎng)控制模塊連接，分別實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、紅外遙控以及網(wǎng)絡(luò)控制的功能。
[0014]本發(fā)明分為軟件和硬件兩個(gè)部分，軟件部分主要涉及組態(tài)王軟件的應(yīng)用以及互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)界面的設(shè)計(jì)，軟件部分設(shè)計(jì)了用戶登錄、聯(lián)機(jī)系統(tǒng)、流程展示、歷史曲線、報(bào)表查詢以及報(bào)警窗口等多個(gè)功能，用戶可根據(jù)自己的需求注冊(cè)用戶以及使用權(quán)限，不同的用戶權(quán)限可使用不同的系統(tǒng)功能，也可通過(guò)聯(lián)機(jī)系統(tǒng)與硬件部分進(jìn)行實(shí)時(shí)的對(duì)接監(jiān)控，并通過(guò)歷史曲線、報(bào)表查詢等功能查詢各個(gè)反應(yīng)器溫度、壓強(qiáng)等參數(shù)的信息；硬件部分包括上位機(jī)、下位機(jī)和模型設(shè)備，用流水燈表示石油管道的流動(dòng)、用多個(gè)點(diǎn)陣演示模型設(shè)備中各反應(yīng)器液位的變化，以PLC為控制核心，結(jié)合FPGA以及多種單片機(jī)的設(shè)計(jì)與通信，構(gòu)成一個(gè)完整的動(dòng)態(tài)演示模型設(shè)備。
[0015]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有這樣的有益效果:
[0016]當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于各個(gè)煉油企業(yè)作為動(dòng)態(tài)演示模型時(shí)，可以真實(shí)的與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的工序進(jìn)行對(duì)接，對(duì)整個(gè)煉油現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視。當(dāng)應(yīng)用于石油加工工程等課程的教學(xué)時(shí)，學(xué)生或石油企業(yè)員工不但可以清楚地看到煉油的具體過(guò)程，從而對(duì)整個(gè)環(huán)節(jié)有一個(gè)更直觀的認(rèn)識(shí)，且有助于學(xué)習(xí)者對(duì)相關(guān)專業(yè)的學(xué)習(xí)和掌握。同時(shí)其還具備實(shí)際操作、控制的機(jī)制，可以讓學(xué)生或石油企業(yè)員工利用紅外、無(wú)線模塊或網(wǎng)絡(luò)自己操作石油加工的各個(gè)環(huán)節(jié)。該系統(tǒng)還具有學(xué)習(xí)PLC、單片機(jī)、無(wú)線通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)操作，具有一機(jī)多能的功能。
[0017]本發(fā)明各演示工序可與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的工序相對(duì)接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)煉油過(guò)程的工程控制以及實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)展示。
[0018]本發(fā)明因配備了紅外接收系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程紅外控制；利用無(wú)線通信技術(shù)和FPGA技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)超視場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；利用以太網(wǎng)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)網(wǎng)上監(jiān)測(cè)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0019]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的軟件工作流程圖；
[0021]圖3是本發(fā)明的組態(tài)軟件制作的上位機(jī)控制系統(tǒng)功能圖；
[0022]圖4是本發(fā)明的Web瀏覽器控制界面的系統(tǒng)功能圖；[0023]圖5是本發(fā)明實(shí)施例整體煉油工藝結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖6是本發(fā)明中所選用實(shí)施例的煉油工藝流程示意圖；
[0025]圖7是本發(fā)明的組態(tài)功能的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)界面圖；
[0026]圖8是本發(fā)明的外部電氣結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖9是本發(fā)明的運(yùn)行展示圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0028]以下結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做更為詳細(xì)的說(shuō)明:
[0029]一種煉油過(guò)程展示的動(dòng)態(tài)控制演示系統(tǒng)，如圖1該演示系統(tǒng)采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它是由上位機(jī)、下位機(jī)和模型設(shè)備構(gòu)成；煉油過(guò)程工藝選取的是大慶某煉油廠的整體煉油流程，如圖6、圖7和圖9所示，因此所述的模型設(shè)備包括常減壓裝置、催化裝置、加氫裂化裝置、重整裝置、焦化裝置、加氫精制裝置等多個(gè)部分，構(gòu)成一個(gè)完整的煉油工藝流程。當(dāng)本發(fā)明系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，學(xué)生可以通過(guò)所述的模型設(shè)備直觀地看到煉油廠的結(jié)構(gòu)以及各裝置的分布；所述的模型設(shè)備以流水燈代表管道的流動(dòng)，用點(diǎn)陣來(lái)演示反應(yīng)罐液位的變化，通過(guò)所述的下位機(jī)對(duì)所述的模型設(shè)備進(jìn)行控制，完成整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演示過(guò)程；在所述的模型設(shè)備上還布置有多個(gè)傳感器，分別用來(lái)觀測(cè)在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的溫度、壓力以及粉塵等參數(shù)的變化，在應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，也可向?qū)W生展示各反應(yīng)罐周邊的環(huán)境參數(shù)變化以及報(bào)警參數(shù)的大小；所述的上位機(jī)通過(guò)PC電纜與所述的下位機(jī)進(jìn)行通信，組態(tài)界面可實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)軟件教學(xué)與硬件教學(xué)相結(jié)合，方便學(xué)生理解；在整體系統(tǒng)動(dòng)態(tài)展示之余，本系統(tǒng)還對(duì)常減壓裝置、催化裝置等多個(gè)流程進(jìn)行了模擬，在教學(xué)演示中可針對(duì)這些流程對(duì)學(xué)生進(jìn)行更為詳細(xì)全面的講解。
[0030]所述的上位機(jī)采用組態(tài)王6.55組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)上位監(jiān)控界面，完成遠(yuǎn)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理任務(wù)，通過(guò)工控機(jī)的顯示屏顯示，并連接打印機(jī)實(shí)現(xiàn)報(bào)表、畫面的打印，與下位機(jī)通過(guò)PC電纜連接，進(jìn)行相互通信，從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)下位機(jī)的運(yùn)行控制；所述的上位機(jī)還采用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和動(dòng)態(tài)語(yǔ)言制作Web瀏覽器監(jiān)控界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)演示系統(tǒng)乃至工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)、異地監(jiān)測(cè)，與下位機(jī)的連接主要由以太網(wǎng)控制模塊實(shí)現(xiàn)；
[0031]所述的下位機(jī)包括PLC、傳感器模塊、點(diǎn)陣液位顯示模塊、紅外收發(fā)模塊、無(wú)線通信模塊和管道控制模塊，所述的下位機(jī)以PLC作為整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備系統(tǒng)的工作核心，采用三菱FX2N型PLC作為該煉油工程演示系統(tǒng)的下位機(jī)使用，該P(yáng)LC根據(jù)上位機(jī)的不同指令對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，利用PLC系統(tǒng)演示煉油工藝的整個(gè)過(guò)程，所述的PLC分別與由51系列單片機(jī)控制的點(diǎn)陣液位顯示模塊、由AVR單片機(jī)控制的管道控制模塊、傳感器控制模塊、紅外接收模塊、無(wú)線通信模塊以及以太網(wǎng)控制模塊進(jìn)行連接通信，并通過(guò)不同的協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的顯示控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、紅外遙控以及網(wǎng)絡(luò)控制的功能；
[0032]所述的無(wú)線通信模塊是由遠(yuǎn)程控制器組成，完成超視場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)工作任務(wù)；
[0033]所述的傳感器模塊包括溫度傳感器、壓力傳感器和濕度傳感器，所述的溫度傳感器用于檢測(cè)加熱爐、換熱系統(tǒng)等裝置的溫度，所述的壓力傳感器用于檢測(cè)常壓塔、減壓塔、分餾塔等裝置的壓力，所述的濕度傳感器用于檢測(cè)脫水塔的濕度。
[0034]圖1所示是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。該圖清晰地展示了整個(gè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。上位機(jī)有兩部分:采用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)的組態(tài)王界面，通過(guò)工控機(jī)的顯示屏顯示，界面簡(jiǎn)潔友好，并可連接打印機(jī)實(shí)現(xiàn)報(bào)表和畫面的打印。上位機(jī)與下位機(jī)通過(guò)PC電纜連接，可進(jìn)行相互通信，從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)下位機(jī)的運(yùn)行控制；采用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和動(dòng)態(tài)語(yǔ)言制作Web瀏覽器監(jiān)控界面，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)演示系統(tǒng)乃至工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)、異地監(jiān)測(cè)，與下位機(jī)的連接主要由以太網(wǎng)控制模塊實(shí)現(xiàn)。下位機(jī)及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備方面，以PLC作為整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備系統(tǒng)的工作核心，分別與傳感器模塊、點(diǎn)陣液位顯示模塊、紅外收發(fā)模塊、無(wú)線通信模塊、管道控制模塊進(jìn)行連接通信，通過(guò)不同的協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的顯示控制。
[0035]圖2是本發(fā)明的軟件工作流程圖，用戶通過(guò)用戶登陸進(jìn)入軟件系統(tǒng)的主界面，若下位機(jī)與模型設(shè)備正常供電，則系統(tǒng)自動(dòng)與下位機(jī)進(jìn)行對(duì)接。用戶發(fā)出開(kāi)始運(yùn)行命令后，下位機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，動(dòng)態(tài)演示煉油系統(tǒng)的整個(gè)流程。軟件系統(tǒng)根據(jù)采集的下位機(jī)運(yùn)行信號(hào)，構(gòu)建實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)下位機(jī)的工作流程進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；根據(jù)采集的傳感器信號(hào)，在運(yùn)行界面上實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的工作參數(shù)；根據(jù)采集的液位信號(hào)，構(gòu)建歷史曲線，便于用戶對(duì)歷史工作狀態(tài)進(jìn)行查詢；制定報(bào)警參數(shù)，當(dāng)下位機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的環(huán)境溫度、氣壓等參數(shù)超過(guò)報(bào)警參數(shù)時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)入報(bào)警界面，進(jìn)行報(bào)警提示；軟件系統(tǒng)還具備流程展示功能，該功能詳細(xì)介紹了常減壓、催化裂化等五個(gè)部分的工作流程。軟件運(yùn)行停止后可手動(dòng)退出系統(tǒng)。
[0036]圖3所示是本發(fā)明的組態(tài)軟件制作的上位機(jī)控制系統(tǒng)功能圖。組態(tài)系統(tǒng)通過(guò)工控機(jī)與遠(yuǎn)程PLC終端連接，在組態(tài)界面上設(shè)置有啟動(dòng)停止按鈕和暫停按鈕，可實(shí)時(shí)同步的對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。整個(gè)組態(tài)界面又包括用戶登錄、聯(lián)機(jī)系統(tǒng)、流程展示、歷史曲線、報(bào)表查詢以及報(bào)警窗口等多個(gè)功能。其中用戶登錄部分，用戶可根據(jù)自己的需求注冊(cè)用戶以及使用權(quán)限，不同的用戶權(quán)限可使用不同的系統(tǒng)功能。聯(lián)機(jī)系統(tǒng)部分是上位機(jī)組態(tài)王對(duì)現(xiàn)場(chǎng)模型進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控界面，二者流程同步。流程展示部分詳細(xì)的介紹了常減壓、催化裂化等五個(gè)部分的工作流程。歷史曲線、報(bào)表查詢以及報(bào)警窗口部分，可分別對(duì)各傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使整個(gè)系統(tǒng)更加友好、完善。
[0037]圖4所示是本發(fā)明的Web瀏覽器控制系統(tǒng)功能圖。Web瀏覽器控制系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與Internet連接，并最終通過(guò)以太網(wǎng)控制模塊與PLC終端連接，在Web瀏覽器控制界面上設(shè)置有啟動(dòng)停止按鈕和暫停按鈕，可實(shí)時(shí)同步的對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。整個(gè)組態(tài)界面又包括用戶登錄、聯(lián)機(jī)系統(tǒng)、流程展示、歷史曲線、報(bào)表查詢以及報(bào)警窗口等多個(gè)功能。其中用戶登錄部分，用戶可根據(jù)自己的需求注冊(cè)用戶以及使用權(quán)限，不同的用戶權(quán)限可使用不同的系統(tǒng)功能。目前涉及的一般用戶只登陸觀看，不能監(jiān)控；而管理員既可以觀看也可以實(shí)現(xiàn)異地監(jiān)控。流程展示部分詳細(xì)的介紹了常減壓、催化裂化等五個(gè)部分的工作流程。歷史曲線、報(bào)表查詢以及報(bào)警窗口部分。聯(lián)機(jī)系統(tǒng)部分是通過(guò)以太網(wǎng)控制模塊對(duì)現(xiàn)場(chǎng)模型進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控界面，二者流程同步。這對(duì)本發(fā)明的功能擴(kuò)展和實(shí)用性的提高具有很重大意義。
[0038]圖5所示是本發(fā)明實(shí)施例整體煉油工藝結(jié)構(gòu)圖。該圖是所選煉油廠的整體煉油過(guò)程結(jié)構(gòu)圖，該圖將整個(gè)煉油過(guò)程分成6個(gè)大的環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)均產(chǎn)生不同成分的中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)不同的加工環(huán)節(jié)之后，最終提煉出汽油和柴油。
[0039]圖6所示是本發(fā)明中所選用實(shí)施例的煉油工藝流程圖。該圖展示了原油在經(jīng)過(guò)初餾塔、加熱爐、換熱系統(tǒng)等多個(gè)環(huán)節(jié)的加工、提煉后，產(chǎn)生柴油、汽油以及芳烴化合物的整個(gè)過(guò)程。
[0040]圖7所示是本發(fā)明的組態(tài)功能的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)界面圖。在圖中設(shè)置了啟動(dòng)停止按鈕和暫停按鈕。畫面中各個(gè)管道與流水燈對(duì)應(yīng)，用AVR進(jìn)行統(tǒng)一控制，各反應(yīng)罐液位變化與點(diǎn)陣變化一致。當(dāng)啟動(dòng)按鈕按下時(shí)，組態(tài)王演示系統(tǒng)與外圍展示板同時(shí)同步啟動(dòng)運(yùn)行，運(yùn)行指示燈變?yōu)榫G色，流水燈管道以及反應(yīng)罐液位按照煉油過(guò)程依次變化。當(dāng)暫停按鈕按下時(shí)，組態(tài)王演示系統(tǒng)與外圍展示板同時(shí)進(jìn)入暫停狀態(tài)，暫停指示燈變?yōu)辄S色。而且在組態(tài)界面上設(shè)置了實(shí)時(shí)曲線、報(bào)表和報(bào)警燈多種功能，能夠及時(shí)反映整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的工作狀態(tài)。
[0041]圖8所示是本發(fā)明的外部電氣結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)在組態(tài)王界面上按下開(kāi)始開(kāi)關(guān)或者用紅外遙控按下開(kāi)始開(kāi)關(guān)時(shí)，PLC程序運(yùn)行，通過(guò)Y21至Y25五個(gè)輸出引腳向AVR傳遞需要控制的管道信息，AVR接收數(shù)據(jù)之后，控制相應(yīng)的流水燈閃爍。PLC通過(guò)不同的輸入輸出引腳與89C52單片機(jī)進(jìn)行通信，在經(jīng)過(guò)單片機(jī)控制點(diǎn)陣的亮滅，用以表示各反應(yīng)器液位的上升、反應(yīng)、下降。
[0042]圖9所示是本發(fā)明的運(yùn)行展示圖。其中左側(cè)的PC機(jī)為上位機(jī)部分，其展示界面由組態(tài)王6.55軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)，界面友好，功能齊備，可操作性強(qiáng)。右側(cè)為本發(fā)明的模型設(shè)備，由流水燈和點(diǎn)陣液位的變化展示煉油過(guò)程的進(jìn)程，生動(dòng)直觀。另外模型設(shè)備還配備多個(gè)傳感器和紅外設(shè)備、射頻設(shè)備等，使得整個(gè)系統(tǒng)功能更齊全，更貼近工業(yè)實(shí)際情況。
【權(quán)利要求】
1.一種煉油過(guò)程展示的動(dòng)態(tài)控制演示系統(tǒng)，其特征在于:該演示系統(tǒng)采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它是由上位機(jī)、下位機(jī)和模型設(shè)備構(gòu)成； 所述的上位機(jī)采用組態(tài)王6.55組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)上位監(jiān)控界面，完成遠(yuǎn)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理任務(wù)，通過(guò)工控機(jī)的顯示屏顯示，并連接打印機(jī)實(shí)現(xiàn)報(bào)表、畫面的打印，與下位機(jī)通過(guò)PC電纜連接，進(jìn)行相互通信，從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)下位機(jī)的運(yùn)行控制； 所述的下位機(jī)包括PLC、傳感器模塊、點(diǎn)陣液位顯示模塊、紅外收發(fā)模塊、無(wú)線通信模塊和管道控制模塊；所述的下位機(jī)以所述的PLC作為整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備系統(tǒng)的工作核心，所述的PLC根據(jù)所述上位機(jī)的不同指令對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)演示煉油工藝的整個(gè)過(guò)程；所述的PLC分別與傳感器模塊、點(diǎn)陣液位顯示模塊、紅外收發(fā)模塊、無(wú)線通信模塊和管道控制模塊進(jìn)行連接通信，并通過(guò)不同的協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的顯示控制；所述的無(wú)線通信模塊是由遠(yuǎn)程控制器組成，完成超視場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)任務(wù)； 所述的傳感器模塊包括溫度傳感器、壓力傳感器和濕度傳感器；所述的溫度傳感器用于檢測(cè)加熱爐、換熱系統(tǒng)等裝置的溫度；所述的壓力傳感器用于檢測(cè)常壓塔、減壓塔、分餾塔等裝置的壓力；所述的濕度傳感器用于檢測(cè)脫水塔的濕度； 所述的模型設(shè)備包括常減壓裝置、催化裝置、加氫裂化裝置、重整裝置、焦化裝置和加氫精制裝置，用流水燈表示石油管道的流動(dòng)、用多個(gè)點(diǎn)陣演示各反應(yīng)器液位的變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煉油過(guò)程展示的動(dòng)態(tài)控制演示系統(tǒng)，其特征在于:所述的上位機(jī)可以采用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和動(dòng)態(tài)語(yǔ)言制作Web瀏覽器監(jiān)控界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)演示系統(tǒng)乃至工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)、異地監(jiān)測(cè)，與下位機(jī)的連接主要由以太網(wǎng)控制模塊實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種煉油過(guò)程展示的動(dòng)態(tài)控制演示系統(tǒng)，其特征在于:所述的上位機(jī)可以采用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和動(dòng)態(tài)語(yǔ)言制作Web瀏覽器監(jiān)控界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)演示系統(tǒng)乃至工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)、異地監(jiān)測(cè)，與下位機(jī)的連接主要由以太網(wǎng)控制模塊實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種煉油過(guò)程展示的動(dòng)態(tài)控制演示系統(tǒng)，其特征在于:還配備了紅外接收系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程紅外控制；利用無(wú)線通信技術(shù)和FPGA技術(shù)，實(shí)現(xiàn)超視場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；利用以太網(wǎng)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)網(wǎng)上監(jiān)測(cè)。
【文檔編號(hào)】G05B19/05GK104020709SQ201410171515
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】張立國(guó), 趙金閣, 朱浩, 金梅, 黃海超 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)