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白  潔

京津塘輸油管道由塘沽南疆碼頭－天津－北京，全長(zhǎng)188公里。具有輸送航空煤油、汽油、石油等多種成品油的功能。首站塘沽泵站設(shè)在塘沽南疆津國(guó)油油庫(kù)的庫(kù)區(qū)內(nèi)；中間站天津泵站設(shè)在天津?yàn)I海國(guó)際機(jī)場(chǎng)使用油庫(kù)內(nèi)；北京末站設(shè)在北京首都機(jī)場(chǎng)崗山油庫(kù)內(nèi)。
本工程采用SCADA系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，共分三級(jí)：第一級(jí)為控制中心對(duì)京津塘全線進(jìn)行監(jiān)控；第二級(jí)為三地場(chǎng)站監(jiān)控；第三級(jí)為就地監(jiān)控。
作為場(chǎng)站監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面的組態(tài)軟件種類很多，組態(tài)軟件的友好性取決于人機(jī)界面是否直觀、可視，組態(tài)是否靈活。在該項(xiàng)目中，采用的是InTouch 7.0作為三個(gè)站控人機(jī)界面的組態(tài)軟件。Wonderware公司的InTouch軟件在人機(jī)界面領(lǐng)域具有領(lǐng)先的地位，同時(shí)也是第一個(gè)基于Windows平臺(tái)下的人機(jī)界面軟件。它能為用戶的控制及信息資料提供一個(gè)簡(jiǎn)單的集成的視圖，通過(guò)代表生產(chǎn)過(guò)程的圖形及數(shù)據(jù)，監(jiān)視及控制整個(gè)生產(chǎn)的過(guò)程。
1  人機(jī)界面的組態(tài)過(guò)程
在進(jìn)行三個(gè)站控人機(jī)界面的組態(tài)過(guò)程中，首先是建立數(shù)據(jù)庫(kù)（Tagname Dictonary），這些數(shù)據(jù)庫(kù)是InTouch運(yùn)行的關(guān)鍵。每個(gè)變量必須給出變量類型，包括：離散量（即開(kāi)關(guān)值0或1）、整數(shù)、實(shí)數(shù)及信息等。將所有的輸入輸出參數(shù)分類建立在運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)中，并給出參數(shù)的變化范圍、是否需要報(bào)警、上下限報(bào)警值、是否需要記錄等信息。這些信息在動(dòng)態(tài)鏈接報(bào)警表格時(shí)有用。在隨后進(jìn)行的動(dòng)態(tài)鏈接時(shí)會(huì)需要一些中間變量，可隨時(shí)對(duì)Tagname Dictonary進(jìn)行補(bǔ)充或完善。
繪制靜態(tài)圖形對(duì)象，InTouch有很強(qiáng)的圖形庫(kù)，也可方便地自行設(shè)計(jì)出各種圖形、線條，最終形成所需要的代表生產(chǎn)流程的圖形。圖1為工作人員自行設(shè)計(jì)代表工藝流程的InTouch畫面。

 
圖1  工藝流程圖

動(dòng)態(tài)鏈接，是讓“靜”的圖形“動(dòng)”起來(lái)，讓代表生產(chǎn)過(guò)程的圖形、數(shù)字、文字進(jìn)行顏色、大小、位置、形狀、閃爍、旋轉(zhuǎn)、流動(dòng)、隱藏等變化，能夠快速實(shí)時(shí)地反映生產(chǎn)過(guò)程的變化，形象而直觀地反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。如油罐的液位會(huì)隨著油品的注入直觀地觀察到液面的增長(zhǎng)，同時(shí)又有精確的數(shù)字顯示實(shí)時(shí)液位值。如需要報(bào)警，當(dāng)液位達(dá)到高限時(shí)，顏色變化、圖形閃動(dòng)，進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)還可以有聲音報(bào)警。
2  組態(tài)功能
(1)  圖表功能
利用InTouch強(qiáng)大的圖形庫(kù)功能制作圖表。InTouch的圖形庫(kù)包括有報(bào)警表格、趨勢(shì)圖、按鈕、時(shí)鐘、滑動(dòng)器、計(jì)量?jī)x、控制窗口、燈、開(kāi)關(guān)等。均可直接調(diào)用或稍加修改再進(jìn)行動(dòng)態(tài)鏈接。在該項(xiàng)目中，利用了圖形庫(kù)中的報(bào)警表格，動(dòng)態(tài)鏈接出實(shí)時(shí)報(bào)警表、歷史報(bào)警表及操作記錄表。三種表格上的參數(shù)是在建立數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定的。用圖庫(kù)中的趨勢(shì)圖鏈接出流量、液位、溫度、壓力及密度的趨勢(shì)圖。每張趨勢(shì)圖可表示多個(gè)參數(shù)的趨勢(shì)，時(shí)間可根據(jù)需要設(shè)定。
(2)  圖片功能
InTouch支持任何視頻圖形。將一張用數(shù)碼相機(jī)拍攝的場(chǎng)站外貌照片，通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接使之成為站控人機(jī)界面的InTouch畫面，當(dāng)點(diǎn)擊主菜單中的概貌按鈕時(shí)，這幅相片就展現(xiàn)在顯示屏上，操作者可以清楚地了解場(chǎng)站全貌。
(3)  嵌入其他應(yīng)用程序界面
在Micro-Excel中編寫程序，在每天的固定時(shí)間，需要形成報(bào)表的參數(shù)會(huì)自動(dòng)填入Excel表格，形成報(bào)表存檔。在主菜單中點(diǎn)擊打印報(bào)表，即可運(yùn)行Micro-Excel程序，查看或打印當(dāng)天或以前的報(bào)表。
(4)  全線概貌功能
在泵站與泵站串聯(lián)運(yùn)行的長(zhǎng)輸管道中，整個(gè)管線形成一個(gè)統(tǒng)一的密閉水利系統(tǒng)，在整個(gè)系統(tǒng)中，各泵站的工作狀況相互影響、相互制約。一處流量或壓力變化，都將引起全線操作的變化，這是液體輸送管道的共同的特點(diǎn)。因此在每個(gè)站控的人機(jī)界面中，設(shè)計(jì)了一幅全線概貌圖，通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接，可以在這幅圖上觀察到京津塘三個(gè)泵站的主要工況。
(5)  油品切換功能
由于京津塘輸油管道要輸送不同油品，在順序輸送過(guò)程中，不同油品或不同牌號(hào)的同種油品的界面必然發(fā)生混油現(xiàn)象，混油程度與油品的流速、地形地貌、兩種油品的密度差以及工藝流程的復(fù)雜程度有關(guān)。在將不同的介質(zhì)送往不同目的地的同時(shí)，需要將混油段輸出，并將不同的混油切換到不同的混油罐中。這樣，不同的兩種油品，其混油切換條件、動(dòng)作過(guò)程各不相同。切換的整個(gè)過(guò)程要操作的設(shè)備及要觀察的參數(shù)繁多。在天津泵站的站控人機(jī)界面，共設(shè)計(jì)了18種不同情況的油品切換流程及菜單，操作員只需確認(rèn)是哪兩種油品和輸送地點(diǎn)，則會(huì)出現(xiàn)油品切換菜單及切換流程，油品切換條件是否具備、切換過(guò)程參數(shù)是否正常便一目了然。
(6)  電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)功能
根據(jù)電力系統(tǒng)的配置，工作人員設(shè)計(jì)了一張電力系統(tǒng)圖，并將電力系統(tǒng)的重要參數(shù)，如進(jìn)線電壓、進(jìn)線電流、有功功率、無(wú)功功率等與之進(jìn)行鏈接，這樣在站控室即可了解整個(gè)油庫(kù)的電力系統(tǒng)情況。
(7)  站控系統(tǒng)狀態(tài)顯示
按各個(gè)站控系統(tǒng)的配置，畫出站控系統(tǒng)配置圖，進(jìn)行動(dòng)態(tài)鏈接，包括PLC的工作狀態(tài)及BM85與流量計(jì)、密度計(jì)、電力系統(tǒng)等的通訊狀態(tài)。當(dāng)某個(gè)參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)，即可利用系統(tǒng)配置圖幫助判斷問(wèn)題所在。
(8)  系統(tǒng)安全性設(shè)置
①  整個(gè)站控的安全操作 必須經(jīng)操作人員密碼輸入，確認(rèn)已獲授權(quán)許可的才可進(jìn)行設(shè)備操作，每個(gè)操作員都有自己的密碼代號(hào)，這樣計(jì)算機(jī)會(huì)在操作記錄中清楚地記錄下是哪位操作員何時(shí)進(jìn)行了某種操作，這對(duì)系統(tǒng)安全、操作人員的責(zé)任心及責(zé)任劃分均有益。
②  閥門及泵的安全操作 為了生產(chǎn)安全，防止誤動(dòng)作，每個(gè)閥門及泵的操作首先要點(diǎn)擊出閥門及泵的操作菜單，這個(gè)操作菜單上動(dòng)態(tài)鏈接了閥門及泵的工作狀態(tài)信息，在此菜單上才能進(jìn)行啟動(dòng)、停止的操作。特別是對(duì)于功率較大的泵，要在泵出入口閥門開(kāi)啟，泵的軸承、定子溫度、軸承振動(dòng)、泄漏、電機(jī)電流、進(jìn)出口壓力等參數(shù)均正常的情況下才能啟動(dòng)泵。相對(duì)于那些直接用鼠標(biāo)點(diǎn)擊閥門或泵的圖形來(lái)執(zhí)行它們啟動(dòng)和停止的操作，增加了安全性。
京津塘輸油管道到目前為止已運(yùn)行一年多了，操作人員普遍認(rèn)為站控的人機(jī)界面直觀、動(dòng)感、有很好的視覺(jué)效果及易操作性。隨著組態(tài)軟件的發(fā)展，會(huì)使人機(jī)界面朝著更直觀、更形象、更高水平的方向發(fā)展。