德士古水煤漿氣化爐爐溫監控系統的開(kāi)發(fā)

《自動(dòng)化儀表》第26卷第10期2005年 10月德士古水煤漿氣化爐爐溫監控系統的開(kāi)發(fā)Development of Monitoring System for Temperature in Texaco Slurry Gasifying Furnace陳程孫自強(華東理工大學(xué)自動(dòng)化研究所,上海200237)摘要介紹了基于DelaV、組態(tài)王等多種監控軟件混用的德士古水煤漿氣化爐爐溫監控系統。首先利用DelaV提供的Excel-Addin接口軟件將下位機DelaV系統采集的實(shí)時(shí)數據放在Excel中;然后采用NetDDE連接技術(shù)實(shí)現VB對Excel的數據訪(fǎng)問(wèn),并用VB編寫(xiě)數據采集以及爐溫軟測量程序。最后通過(guò)組態(tài)王提供的DDE實(shí)現VB和組態(tài)王的數據交換,運用組態(tài)王開(kāi)發(fā)爐溫監控系統操作界面,實(shí)現對爐溫的實(shí)時(shí)軟測量。關(guān)鍵詞組態(tài)王VB DDE DelaV ExcelAbstmact The monitoring syten for temperature in Texaco shury gasifying fumace based on Kingriew, DeltaV and multiple monitoring eofwure is pre-sented. First, by using Excel- Addin iterface sftware ofered by DeltaV, the real-time data gathered by DeltaV sytem are put into Excel. Then, by us-ing NetDDE connecting techmology , data acessing of VB to Excel is implemnented. The prograrmming of data acquisition and soft measurenent of terpera-ure in fumace are compiled by VB. Finally, data exchange between VB and Kingview is realized through DDE Provided by Kingview. The opernaing interface is developed with Kingview to inplement real time soft measurement of temperature of furace.Keywords Kingrvew VB DDE DeltaV Excel過(guò)Excel-Addin接口軟件將DeltaV 采集實(shí)時(shí)數據傳送0引言到Excel表中實(shí)時(shí)顯示。在上位計算機上利用VB和德士古水煤漿加壓氣化工藝簡(jiǎn)稱(chēng)TCGP,是美國德組態(tài)王工程組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)德士古氣化爐溫度監控系統士古石油公司TEXACO在重油氣化的基礎上發(fā)展起來(lái)應用軟件,采用NetDDE 連接技術(shù)實(shí)現VB對Excel 的的,是具有代表性的第二代煤氣化工藝,其技術(shù)趨于成數據訪(fǎng)問(wèn)。VB 編寫(xiě)軟測量數據的采集、模型運算、輸熟。其中德士古氣化爐是水煤漿氣化工藝流程的關(guān)鍵出結果程序,利用VB的DDE功能完成組態(tài)王與VB之設備,其爐內溫度高達1300C~1500C。生產(chǎn)中常用間的動(dòng)態(tài)數據交換。這樣就把從下位機DeltaV工作站熱電偶來(lái)測量爐膛溫度,但由于熱電偶在1400C左右采集到相應數據以及軟測量運算的結果通過(guò)VB間接受氣流沖刷及熔渣腐蝕,其工作壽命很短,無(wú)法長(cháng)期準動(dòng)態(tài)地顯示在組態(tài)畫(huà)面上。組態(tài)王工程組態(tài)軟件則用確指示爐內溫度。而氣化爐的反應溫度是控制氣化工來(lái)編制操作運行界面。操作界面包括工藝流程圖、爐藝指標和維持系統安全運行的重要參數,為了能夠實(shí)溫軟測量結果顯示、實(shí)時(shí)記錄曲線(xiàn)和實(shí)時(shí)報表、歷史紀現實(shí)時(shí)監控氣化爐的反應溫度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)錄曲線(xiàn)和歷史報表、報警及歷史報警查詢(xún)、數據庫等。品產(chǎn)量、優(yōu)化生產(chǎn)操作等目標。本系統則根據水煤漿監控系統結構圖如圖1所示。氣化生產(chǎn)裝置的反應機理,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、回歸模型等DetaV工作站-Esel工作表一VB服務(wù)程序}] 一組春王監控畫(huà)面Excel-Addin_NetDDEDDE建立水煤漿氣化爐爐溫的軟測量模型。軟測量系統模圍1監控系統結構框架圖型采用VB編寫(xiě)。1監控系統構成2 VB 與DeltaV的數據交換在該系統中,上位機采用PC機,系統監控采用組2.1 Excel-Addin 接口軟件態(tài)王軟件,下位機為DeltaV Presional Plus 工作站,操Excel-Addin 是DeltaV系統給Microsoft Excel 提供的作系統采用Windows NT4.0。上 位機與下位機DeltaV中國煤化工實(shí)時(shí)數據庫與Exel工作站通過(guò)TCP/IP局域網(wǎng)相連,通過(guò)TCP/P協(xié)議使工:HCNMHG,用戶(hù)可以將DeltaVDeltaV工作站與上位機進(jìn)行通信。系統中各種過(guò)程數據、報警事件紀錄等實(shí)時(shí)信息導出利用現有DCS數據采集功能和網(wǎng)絡(luò )通信功能,通到Excel表格中,導出的數據會(huì )自動(dòng)跟隨DeltaV系統的44PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION Vol.26 No. 10 October 2005德士古水煤漿氣化爐爐溫監控系統的開(kāi)發(fā)陳程,等數據變化進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。配置的具體做法如下:①建的共享名“excell sheet" ,并在“受信任的共享”的屬性對立DeltaV Excel Add-in 窗口。在Excel表單的工具菜單話(huà)框中把excell sheetl設為信任共享。下選擇Add-Ins, 在對話(huà)框中查找C:/DeltaV/Excel/2.2.2 NetDDE 客戶(hù)端程序DelaV . xla后確認;②使用DeltaV Excel Add-in。在ExcelVB的DDE通過(guò)對話(huà)完成應用程序間的數據交換表單中選擇-個(gè)單元格用來(lái)顯示某變量的實(shí)時(shí)數據,來(lái)實(shí)現數據共享。VB 把對話(huà)的雙方分別稱(chēng)為客戶(hù)方選擇好單元格后選擇功能塊(DeltaV Function Wizard)的(lient)和服務(wù)方(server),提出對話(huà)的對象即為客戶(hù)第一個(gè)按鈕,根據對話(huà)框提示選擇所需變量;按照此方方,作出響應的對象即為服務(wù)方。法依次在單元格中添加相應的變量;③將需要的相關(guān)當客戶(hù)與服務(wù)器要進(jìn)行數據交換時(shí),建立DDE對變量添加完畢后,把Microsoft Excel 的應用程序名設為話(huà)管道的過(guò)程如下?！癊xcel"。①屬性設置。設置鏈接標題(Iink Topic) ,格式為2.2 Excel 與VB的數據交換服務(wù)器名稱(chēng)|標題,其中服務(wù)器名稱(chēng)指的是提供DDE動(dòng)態(tài)數據交換DDE( dynanic data exchange)是Micr-的應用軟件名稱(chēng),標題則指該服務(wù)器下所建立的文件soft Windows 運行環(huán)境下的一個(gè)顯著(zhù)特性。通過(guò)動(dòng)態(tài)名稱(chēng),如“// DelaV/Excel Iheet”?？蛻?hù)與服務(wù)器的鏈數據交換協(xié)議,應用程序之間可以進(jìn)行各種類(lèi)型的數接模式(LinkMode)如1- hot(熱式)。當相應軟件數據據變換。NetDDE是使用DDE共享特性來(lái)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)變動(dòng)時(shí),控件上的數據會(huì )隨時(shí)被更新;2 - cold(冷式)，行程序通信和共享數據的方式。下位機上的Excel與控件上的數據只有當被請求時(shí)才更新。鏈接項目上位機.上的VB程序就是通過(guò)NetDDE進(jìn)行數據交換(Linkltem) ,這是實(shí)現動(dòng)態(tài)數據交換的一個(gè)重要屬性，指的是由服務(wù)器傳遞到客戶(hù)的數據所在的控件單.要使兩臺計算機之間能夠利用NetDDE交換數據，位;需要滿(mǎn)足3個(gè)條件:①兩臺計算機聯(lián)網(wǎng),運行Windows②鏈接方法。當VB與其他軟件的DDE對話(huà)管系列操作系統;②-臺計算機運行NetDDE服務(wù)器程序道建立后,動(dòng)態(tài)數據交換有請求數據、傳送數據或傳遞(支持DDE服務(wù)的程序都可以作為NetDDE服務(wù)器程命令,并可隨時(shí)通知對方更新數據。當向對方傳送數序),一臺運行NetDDE客戶(hù)機程序。服務(wù)器程序是數據時(shí),用“Linkpoke";當向對方要求數據傳送時(shí)用據和服務(wù)的提供者,客戶(hù)機程序是數據和服務(wù)的接收"LinkReques" ;傳送執行命令的請求用"IinkExcute”。者;③兩臺計算機都裝有NetDDE 服務(wù)器。在VB窗體中設置一個(gè)標簽labell,用以啟動(dòng)DDE2.2.1服務(wù) 器端設置對話(huà)管道,接受從服務(wù)器端Excel返回的數據,并編寫(xiě)下位機DeltaV工作站(服務(wù)器端)操作系統采用以下程序(軟測量模型輔助變量數為14):Windows NT4.0,上位機(客戶(hù)端)操作系統為Win-Fori=1 To 14dows2000,兩者之間的網(wǎng)絡(luò )通信使用其自帶的NetDDElabell. IinkTopic =功能。服務(wù)器端運行excel程序,客戶(hù)端運行VB程序,“// DeltaV/excell sheetl"通過(guò)NetDDE實(shí)現兩個(gè)程序之間的動(dòng)態(tài)數據交換。str=“r"&1 &"c"&i+1點(diǎn)擊服務(wù)器端“開(kāi)始”菜單運行DDEShare,打開(kāi)Labell. Linkltem = strDDE共享服務(wù)程序。在DDEShare的菜單共享中,還有Labell. LinkMode= 1菜單項“DDE共享”和“受信任的共享”，分別對應對話(huà)Labell. LinkRequest框“DDE共享”和“DDE受信任的共享”。使用“DDE共Varia(i) = labell. Caption享”對話(huà)框(- -般至少有Chat $、 Hearts $、CLPBK$這3Next i個(gè)DDE共享名)中的添加共享,填人共享名、應用程序VB程序還實(shí)現了另一個(gè)重要功能,就是把采集到名、主題名、權限。的輔助變量數據代入到軟測量模型中去,通過(guò)- -系列共享名是-字符串,代表服務(wù)器端的應用程序名計算得出爐溫的軟測量結果。在窗體中加入15個(gè)文和主題名,設置為excell seet。o本框Text1~Text15.用干顯示輔助變量數據以及爐溫應用程序名和主題名則分別對應excel和sheetlo的軟測中國煤化工其傳送給組態(tài)王權限用來(lái)限制使用該共享名代表的DDE服務(wù),提顯示。TYHCNMHG供安全機制?？梢愿鶕约旱囊笤O定訪(fǎng)問(wèn)權限。NetDDE和普通的DDE的一個(gè)重要不同點(diǎn)是,系統定義完畢后便可在“DDE共享”對話(huà)框中看到建立先建立DDE連接,再建立應用程序的連接。如圖2所45《自動(dòng)化儀表》第26卷第10期2005年 10月示,服務(wù)器要求客戶(hù)機輸人用戶(hù)名和密碼。只有在用生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬顯示。同時(shí)采用組態(tài)王提供的戶(hù)名和密碼正確的情況下,VB和Excel兩者之間才能圖形對象與變量之間豐富的動(dòng)畫(huà)連接類(lèi)型實(shí)現了對進(jìn)行數據交換。而運行客戶(hù)程序時(shí),需先打開(kāi)服務(wù)端氣化爐現場(chǎng)運行狀態(tài)的監視。系統主界面如圖4所程序Excelo示。服務(wù)器DelaVt業(yè)確定D0E共享名: EXCEISHEETI圖2網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn) 密碼框圖4系統主界面3組態(tài)王 監控程序的設計為了形象地表示變量的實(shí)時(shí)數值,使用曲線(xiàn)圖3.1組態(tài)王與 VB的DDE通信和棒圖來(lái)顯示參數的變化;實(shí)時(shí)顯示故障報警畫(huà)面、組態(tài)王與VB的通信是通過(guò)組態(tài)王提供的DDE來(lái)查詢(xún)歷史報警,并可以設置報警的極限值;可以進(jìn)行實(shí)現的, VB作為服務(wù)程序,組態(tài)王作為客戶(hù)程序從VB實(shí)時(shí)曲線(xiàn)監測和歷史曲線(xiàn)查詢(xún);可生成系統實(shí)時(shí)報得到數據。VB作為服務(wù)程序很簡(jiǎn)單。把VB應用程序中提.表和歷史報表(包括日報表和月報表),可以進(jìn)行定時(shí)打印及召喚打印;可對實(shí)時(shí)數據庫和歷史數據庫供數據的窗體的LinkMode屬性設置為1(即作為數據進(jìn)行方便的管理。此外,針對不同的操作人員設置源),以及窗體的IinkTopic屬性設為FormTopie, 這個(gè)值不同的系統操作權限及密碼,并給予系統操作幫助要在組態(tài)王中使用,使VB中不用添加任何程序。等等。此外,在組態(tài)王中定義DDE設備，連接對象名設為vbdde,服務(wù)器名即VB應用程序名VBDDE,話(huà)題名4結束語(yǔ)為VBDDE窗體的LinkTopic屬性FomTopic,如圖3所當系統開(kāi)始運行時(shí),先運行下位機服務(wù)程序Ex-cel,并在上位機運行VBDDE可執行文件作為后臺運行售歷量安福的世品恒息:程序,然后才能運行組態(tài)王監控系統。當DeltaV采集00設備， 連續明象名為，數據,通過(guò)Excel Add-in 接口軟件在Excel中顯示重務(wù)程序名，uaDelaV采集的實(shí)時(shí)數據，再由VB接受到此數據進(jìn)行模型運算得出爐溫軟測量結果,通過(guò)組態(tài)王提供的DDE上中面道」]」功能將數據顯示到組態(tài)王監控界面上去。這樣就把圖3定義DDE設備DeltaV采集的外部信號以及軟測量結果通過(guò)Excel以及VB間接動(dòng)態(tài)地顯示在主控界面上。在工程瀏覽器中定義變量如軟測量爐溫,連接設系統投人運行后,反應良好。爐溫軟測量結果備名為DDE設備的連接對象名vbdde, 項目名則為VB精確,實(shí)時(shí)快速地顯示了爐溫的變化,對維持系統安應用程序中的文本框控件Text15。在組態(tài)王畫(huà)面中新全運行以及優(yōu)化生產(chǎn)操作起到重要的指導作用。本增文本對象,并設置動(dòng)畫(huà)連接中的“模擬值輸出”,依次系統解決了。上位機工控組態(tài)軟件組態(tài)王和下位機定義其他的變量。設置完畢后,先運行VBDDE程序，DeltaV DCS控制系統之間的通信問(wèn)題,具有推廣應用再運行組態(tài)王,即可顯示VB中的數值。價(jià)值。3.2組態(tài)王的 監控程序參考文獻組態(tài)王軟件包是目前比較常見(jiàn)的一種工業(yè)控制通1組態(tài)王 6.5使用手冊.北京亞控科技發(fā)展有限公司,2003用組態(tài)軟件。利用組態(tài)王軟件包可以十分方便地構建2 Bob Reselman, Richard Pealey著(zhù),何健輝,等譯.實(shí)用Visual Besic 6整個(gè)系統的監控畫(huà)面,以動(dòng)畫(huà)的方式顯示設備的狀態(tài)、中國煤化工報警、實(shí)時(shí)和歷史趨勢曲線(xiàn)等。CNMHG根據現場(chǎng)的實(shí)際情況,使用組態(tài)王圖庫中提供第一作者陳程,男,1983年生,現為華東理工大學(xué)在讀碩士研究生;的各類(lèi)圖形和超級文本顯示控件及相關(guān)函數完成對主要研究方向為檢測技術(shù)與自動(dòng)化裝置。46PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION Vol.26 No. 10 October 2005