上位机和下位机控制技术在发油系统中的应用

    1 引言
    以前的大型油库发油，都是依靠工人在现场对每台定量仪进行参数设置，手动发油，对于多个货位，需要多名操作员同时工作，工作效率较低，对发油情况的了解也只能靠操作者直接观察现场设备运行情况。随着自动化和计算机技术的发展，逐渐将发油的参数设置、操作和监控集中到一台工控机内，将现场的状况实时传入上位机，并及时显示在上位机的显示界面中。而现在，随着网络信息技术和工业软、硬件的不断发展，开发出以上位机和下位机组成的大型油库发油控制系统，它能更及时、全面地反映现场信息，并且只用在一台上位机上操作，就可以对所有的定量仪进行设置和发油的控制。本文以大型油库发油系统项目来对此作一个介绍。

    2 大型油库发油系统简介
    大型油库发油系统由工控机、定量控制仪等组成，工控机为上位机，定量控制仪作为下位机。一台工控机能管理多台定量控制，工控机与局域网或开票系统相联，实现数据共享。在工控机上可以实现系统设置、发油参数设置、调试参数设置、系统编辑、发油实时控制等

，并记录历史数据；同时下位机实时向上位机传送发油数据，在显示界面上实时显示发油情况，发油现场油泵和阀的开关也可以在界面上显示出来；故障发生时会有报警提示。还可以对历史数据进行查询，并打印报表。

    3 系统结构及功能说明

    3.1系统结构 
 

图1  系统结构示意图                    

    图2  上位机系统结构示意图

    开票系统与上位机实现数据共享，每次发油之前核对单据号；发油前，上位机将设置好的参数，如发油货位号、油品、定量值、定量单位等信息发送到下位机；上位机在发油过程中实时接受定量仪发来的发油数据，如实发重量，实发体积，油温等等，并将这些实时信息在显示界面上显示出来，在有报警提示出现时，可以由操作员采取措施，如暂停发油，取消发油等；对于发油历史记录，可以进行查询，打印等。

    上位机要求安装有USB通信板卡，才能与下位机交换数据。上位机与开票系统用RS232串口传输数据。

    3.2功能说明
    上位机开发软件采用Visual C++，数据库采用Microsoft Access，实现信息的存储，读取等等。Visual C++自诞生以来就一直是Windows环境下最主要的应用开发系统之一，可以完成各种各样的应用程序的开发，从底层软件直到上层直接面向用户的软件。它作为很好的可视化编程工具，缩短了开发时间，而且界面更友好，便于程序员操作。
 
    根据需求分析，在系统中配置了1台上位机，USB通信模板，以及16个定量仪控制，每个定量仪控制2个货位。上位机分为操作员、管理员和超级管理员三级，通过不同的帐户名登录系统，享有不同的操作权限。操作员的权限最低，能打开发油、编辑、统计查询、参数设置等菜单； 管理员能打开上述菜单，以及系统设置；超级管理员享有最高权限，可以进行主菜单里的所有操作，并且可以对其他操作人员进行管理。操作员可以修改自己的密码，只有超级管理员才能进行权限设置，即为其他人员分配新的用户代号和密码。

    根据发油现场的情况，发油方式可以分为单机发油和联网发油：联网发油时，上位机和开票系统实现数据共享；单机发油时，和开票系统断开。 控制方式可以分为主机控制和定量仪控制：主机控制指由上位机控制定量仪进行发油操作；定量仪控制则是在网络断开的情况下，由下位机直接控制发油，此时下位机保存发油时的重要数据，一旦网络接通，立即将发油信息传送至上位机。大多数情况下，都是采用主机控制的方式。在上位机启动发油之前，需要先进行系统设置，包括：设置货位总数（本文以32个货位为例），每个货位的情况，如所属定量仪号、是否配比发油、泵提前量、阀提前量等；参数设置，包括：调试参数设置，油品设置等；设置好以后，才可以进行现场的发油参数设置，包括：具体的发油货位号、油品、定量值、定量单位、是否配比、车装或桶装等，并将这些设置好的值发送到下位机。

    在上位机中根

据现场的情况，设计了油库发油系统显示界面，有单个货位显示以及总体发油情况的表格显示：在单个货位显示界面上，一屏可以同时显示八个货位，以标签页的形式分四页，一共可以显示32个货位，包括每个货位的油品、是否配比发油、定量值、定量单位、状态、泵和伐的开或关、车装或桶装等，以及报警信息，在此界面中，可以进行单个货位的操作：开始发油、暂停、继续和取消；另外还有所有正在发油货位的整体情况显示在一张表格中，方便监控发油的总体情况，但该界面只用于显示，不能对其进行控制。
 

图3   货位1—8发油显示界面

    发油结束后，其重要数据，如当时的操作员，发油货位号，油品，购油单位，单据号等，将被保存在数据库中，作为长时间的备份，并且用于日后的查询。有三种查询方式：按时间查询，按油品查询，按单据号查询。查询的结果可以报表的形式打印出来。

    4 结束语
    本文详细阐述了工业控制计算机的油库发油系统。系统具有友好的人机交互界面，操作直观、方便，减轻了操作员的工作

强度，提高了工作效率，实现了发油的自动化。 目前，该项目已经通过调试。

    参考文献：
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