横河SCADA系统在海上油井数据采集和监控中的应用(6)

如下图所示，是Item ：AZRB_A15.FCN.AB15PI01A 的属性窗口，这个Item 所对应的是AB15PI01A这个压力的PV值。

图6.2 Item 属性窗口

该属性窗口中可以定义Item 的名称、描述；工程单位、数据类型、输入输出属性、OPC属性；报警限、报警区域；所属Station属性、扫描周期、对应的 Stardom 工位号等。 有了Station和Item 的定义，就能得到从下位机 Stardom 控制器上传上来的实时数据，再利用Historisation 选项功能，就能将这些数据存储下来。

6.1.2 Processing

Processing 意为过程处理，也就是将从 Stardom 控制器拿上来的数据经过后期的处理，加上一些控制算法，以便图形界面上更好的使用，或者为了报表数据所用。

这里面最核心的两个概念是Class 和Object ，类似于 C++ 语言里面的类和对象。其中主要工作又是在Class 的建立，所用的语言是 FASTTOOLS 自带的PROCESS/FAST 语言。

下图所示是一个PVI 显示的 Class，图中只截取了一段程序：

图6.3 Class 定义窗口

一般Class 的定义需要大量的编程工作，定义完 Class 之后就可以用 Object 来调用。如上面所说的PVI 的类，就可以被多个过程量显示的对象来调用，只要是模拟量指示的都可以调用这个类。

将I/O processing 和Processing 这两部分工作做完，这样SCADA 服务器的数据库结构基本建立起来，其它的如Alarming ，Reporting，Historisation 是一些后期的工作。

以上的数据库组态是SCADA 服务器的主要组态内容，SCADA 服务器上不需要图形画面。

6.2  图形界面组态

图形界面的组态将在操作员工作站（OWS）中完成和运行。操作员站安装FASTTOOLS 客户端软件，当建立起与 FASTTOOLS 服务器端的连接之后，所有数据将从服务器读取，OWS只提供图形操作界面，用于显示流程数据，趋势图等，并提供给操作员操作界面。

先着重介绍一下一些典型的图符和操作面板，这些都需要按照客户的具体要求预先设计好。其次会列举几个流程图画面的例子。

6.2.1  典型图符和操作面板

下面是PVI 指示图符：

图6.4 PVI指示图符

以下是图符的注释：

鼠标左键点击该图符，系统将弹出PVI 指示的操作面板：

图6.5 PVI指示面板

以下是面板的注释：

所有报警确认后都停止闪烁。

6.2.2  流程图画面

流程图画面的设计主要按照客户的要求，并也遵从横河公司一些传统图形画面标准。下面列举了一个具有代表性的流程图例子，并对整个画面的结构作了解释。

图6.6 示例性流程图画面

上图是一个典型的示例性的操作流程画面，FastTools 的人机接口界面在启动后会先提示用户名和密码，不同的用户登陆后操作权限不一样。操作员用户只能对工艺数据进行监控，对现场设备如阀门等进行远程操作等；工程师用户则可以进行相关系统调节参数的整定；管理员用户登录后则直接进入FastTools 的组态画面，可以对系统的组态进行修改。操作员和工程师登录后系统将显示全屏的流程画面，没有Windows的窗口标题栏。

画面最顶部是标题区，用户可以通过标题区的常规按钮来实现界面的退出和与主菜单之间的切换，同时标题区还显示当前画面的名称和当前系统时间。

画面最底部是公用按钮区，通过这些按钮可以切换到其它系统画面和其它井的工艺画面，这些按钮将始终保留在画面下方不变，除非用户退出整个操作界面。

公用按钮区上方是实时报警显示区域，该区域将实时显示最近发生的3 条报警信息。

7   通讯实现

本项目中通讯的实现也是一个难点，因为距离远且控制点分散，而且受现场客观环境的限制，绝大部分油井平台都采用无线电广播来实现与生产平台的通讯。

因为横河SCADA/RTU 系统是以标准以太网为通讯基础的，而本项目中提供的通讯链路是无线电广播模式，而且是串口的无线调制解调器，因此 Stardom RTU与上位机FASTTOOLS 之间只能采用Modbus的通讯协议。

画面中间的黑色为底色的区域就是主的工艺过程画面的区域。

这样，由于 RTU配置的是RS485通讯模块，所以在油井平台还需要配置 RS232-RS485的接口转换模块。而在生产平台，由于所有SCADA 设备都处于局域网内，所以无线电信号经天线接受后再经串口无线调制解调器，还需要配置RS232转以太网的转换模块。

在软件组态上，Stardom 要作为Modbus RTU 模式的通讯从站，而FASTTOOLS 作为Modbus TCP 模式的通讯主站。

生产平台与控制中心都安装了卫星接受装置，所以它们之间还是采用标准的以太网TCP/IP协议来通讯。