白  潔

京津塘輸油管道由塘沽南疆碼頭－天津－北京，全長(cháng)188公里。具有輸送航空煤油、汽油、石油等多種成品油的功能。首站塘沽泵站設在塘沽南疆津國油油庫的庫區內；中間站天津泵站設在天津濱海國際機場(chǎng)使用油庫內；北京末站設在北京首都機場(chǎng)崗山油庫內。
本工程采用SCADA系統進(jìn)行監控，共分三級：第一級為控制中心對京津塘全線(xiàn)進(jìn)行監控；第二級為三地場(chǎng)站監控；第三級為就地監控。
作為場(chǎng)站監控系統人機界面的組態(tài)軟件種類(lèi)很多，組態(tài)軟件的友好性取決于人機界面是否直觀(guān)、可視，組態(tài)是否靈活。在該項目中，采用的是InTouch 7.0作為三個(gè)站控人機界面的組態(tài)軟件。Wonderware公司的InTouch軟件在人機界面領(lǐng)域具有領(lǐng)先的地位，同時(shí)也是第一個(gè)基于Windows平臺下的人機界面軟件。它能為用戶(hù)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)程的圖形及數據，監視及控制整個(gè)生產(chǎn)的過(guò)程。
1  人機界面的組態(tài)過(guò)程
在進(jìn)行三個(gè)站控人機界面的組態(tài)過(guò)程中，首先是建立數據庫（Tagname Dictonary），這些數據庫是InTouch運行的關(guān)鍵。每個(gè)變量必須給出變量類(lèi)型，包括：離散量（即開(kāi)關(guān)值0或1）、整數、實(shí)數及信息等。將所有的輸入輸出參數分類(lèi)建立在運行數據庫中，并給出參數的變化范圍、是否需要報警、上下限報警值、是否需要記錄等信息。這些信息在動(dòng)態(tài)鏈接報警表格時(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Tagname Dictonary進(jìn)行補充或完善。
繪制靜態(tài)圖形對象，InTouch有很強的圖形庫，也可方便地自行設計出各種圖形、線(xiàn)條，最終形成所需要的代表生產(chǎn)流程的圖形。圖1為工作人員自行設計代表工藝流程的InTouch畫(huà)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、數字、文字進(jìn)行顏色、大小、位置、形狀、閃爍、旋轉、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(guān)地反映現場(chǎng)實(shí)際情況。如油罐的液位會(huì )隨著(zhù)油品的注入直觀(guān)地觀(guān)察到液面的增長(cháng)，同時(shí)又有精確的數字顯示實(shí)時(shí)液位值。如需要報警，當液位達到高限時(shí)，顏色變化、圖形閃動(dòng)，進(jìn)行報警，同時(shí)還可以有聲音報警。
2  組態(tài)功能
(1)  圖表功能
利用InTouch強大的圖形庫功能制作圖表。InTouch的圖形庫包括有報警表格、趨勢圖、按鈕、時(shí)鐘、滑動(dòng)器、計量?jì)x、控制窗口、燈、開(kāi)關(guān)等。均可直接調用或稍加修改再進(jìn)行動(dòng)態(tài)鏈接。在該項目中，利用了圖形庫中的報警表格，動(dòng)態(tài)鏈接出實(shí)時(shí)報警表、歷史報警表及操作記錄表。三種表格上的參數是在建立數據庫中設定的。用圖庫中的趨勢圖鏈接出流量、液位、溫度、壓力及密度的趨勢圖。每張趨勢圖可表示多個(gè)參數的趨勢，時(shí)間可根據需要設定。
(2)  圖片功能
InTouch支持任何視頻圖形。將一張用數碼相機拍攝的場(chǎng)站外貌照片，通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接使之成為站控人機界面的InTouch畫(huà)面，當點(diǎn)擊主菜單中的概貌按鈕時(shí)，這幅相片就展現在顯示屏上，操作者可以清楚地了解場(chǎng)站全貌。
(3)  嵌入其他應用程序界面
在Micro-Excel中編寫(xiě)程序，在每天的固定時(shí)間，需要形成報表的參數會(huì )自動(dòng)填入Excel表格，形成報表存檔。在主菜單中點(diǎn)擊打印報表，即可運行Micro-Excel程序，查看或打印當天或以前的報表。
(4)  全線(xiàn)概貌功能
在泵站與泵站串聯(lián)運行的長(cháng)輸管道中，整個(gè)管線(xiàn)形成一個(gè)統一的密閉水利系統，在整個(gè)系統中，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(xiàn)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)站控的人機界面中，設計了一幅全線(xiàn)概貌圖，通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接，可以在這幅圖上觀(guān)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的同種油品的界面必然發(fā)生混油現象，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)程要操作的設備及要觀(guān)察的參數繁多。在天津泵站的站控人機界面，共設計了18種不同情況的油品切換流程及菜單，操作員只需確認是哪兩種油品和輸送地點(diǎn)，則會(huì )出現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)程參數是否正常便一目了然。
(6)  電力系統的動(dòng)態(tài)功能
根據電力系統的配置，工作人員設計了一張電力系統圖，并將電力系統的重要參數，如進(jìn)線(xiàn)電壓、進(jìn)線(xiàn)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)油庫的電力系統情況。
(7)  站控系統狀態(tài)顯示
按各個(gè)站控系統的配置，畫(huà)出站控系統配置圖，進(jìn)行動(dòng)態(tài)鏈接，包括PLC的工作狀態(tài)及BM85與流量計、密度計、電力系統等的通訊狀態(tài)。當某個(gè)參數出現異常時(shí)，即可利用系統配置圖幫助判斷問(wèn)題所在。
(8)  系統安全性設置
①  整個(gè)站控的安全操作 必須經(jīng)操作人員密碼輸入，確認已獲授權許可的才可進(jìn)行設備操作，每個(gè)操作員都有自己的密碼代號，這樣計算機會(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，這對系統安全、操作人員的責任心及責任劃分均有益。
②  閥門(mén)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(mén)及泵的操作首先要點(diǎn)擊出閥門(mén)及泵的操作菜單，這個(gè)操作菜單上動(dòng)態(tài)鏈接了閥門(mén)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。特別是對于功率較大的泵，要在泵出入口閥門(mén)開(kāi)啟，泵的軸承、定子溫度、軸承振動(dòng)、泄漏、電機電流、進(jìn)出口壓力等參數均正常的情況下才能啟動(dòng)泵。相對于那些直接用鼠標點(diǎn)擊閥門(mén)或泵的圖形來(lái)執行它們啟動(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行一年多了，操作人員普遍認為站控的人機界面直觀(guān)、動(dòng)感、有很好的視覺(jué)效果及易操作性。隨著(zhù)組態(tài)軟件的發(fā)展，會(huì )使人機界面朝著(zhù)更直觀(guān)、更形象、更高水平的方向發(fā)展。