西门子公司SINAUTMICROGRPS远程监控系统介绍及在油气井SCADA系统的应用(4)

2．利用WinCC Function Trend实现示功图

示功图：
示功图可用于判断抽油井工作状况，达到优化抽油井控制模式和参数的目的。示功图的纵坐标为抽油机的悬点载荷W，横坐标为抽油机的冲程S，在抽油机一个抽吸周期内测取形成的封闭曲线。该线图所围成的面积即为抽油机一次循环的全功。示功图是油气采集系统需要观察的重要数据曲线。

WinCC Function Trend:
WinCC中的函数趋势控件提供了将某一变量显示为另一变量的函数的功能，即Function Trend控件。在Function Trend控件中，使位移作为横坐标，载荷作为纵坐标显示在坐标图中，即可以实现示功图。而且此控件还能实现形成的曲线可与目标趋势进行比较的功能。使用WinCC Function Trend形成以位移为X轴，载荷为Y轴的采油机示功图如图12所示。
 

图12  WinCC Function Trend形成的示功图

3．S7 -200利用配方功能实现本地数据存储本系统不仅要将示功图及数据同步、动态地显示出来，且要在远程采集通信中断的情况下，所采集的数据不丢失并进行本地存储，在通信恢复后仍能够查询及显示通信中断期间的数据本控制系统通过使用S7 -200控制器的配方存储功能，实现与上位机WinCC通信中断后控制器本地能实现短期归档（几天至3个月），保证在通信中断期间数据不丢失。在通信正常时，上位机随时归档，任意调取通信中断归档的某套示功图。

根据系统对于远程站本地存储功能的要求，故利用S7 -200的配方功能实现数据归档。S7 -200的配方数据归档功能有以下优点：

    1)配置归档功能有向导及功能块操作，编程组态简便。

    2)可以把所需数据永久存储在存储卡，并能通过程序控制数据的读写操作。

    3)节省S7 -200内部的存储数据V内存空间（V区容量有限）。

    4)在CPU损坏更换时数据仍然可以保持。

在本系统中，S7-200 PLC中需要采集两个模拟量：载荷和位移，取144对载荷位移数据，形成一班数据，并在WinCC中显示示功图曲线。用户需求一天三班，即一天需储3x144对数据。当通信中断后能够在PLC本地储存最多3个月的示功图数据，且在恢复通信后上位机可任意调用每套示功图数据并成图。

实现存储及读取思路：
化整为零，把一天3 x144 =432对数据作为一个整体，通过1~432的配方号可以索引三班内的任意一对数据。超过一天的数据，可以利用更大的配方来做，如12096组配方对应432 x7（天）×4（周），即为4周的数据。配方可由MircoWin向导生成，配方读写的指令分别为配方写RECPO_WRITE、读配方RECPO_READ。由于无论是读还是写配方数据都是一批一批地来实现，所以程序编写来实现每次触发读或是写配方都需要根据配方号作为索引来循环处理（如432次），按照批次来操作配方数据。故批量处理程序中需要有配方读／写操作触发变量、读／写操作频率变量、配方索引号变量、循环次数变量等。

以配方数据批量读取，按照批次为一班144对数据读出为例：
如果想读取一套示功图数据的配方归档数据，需要让VW104（配方号）从1N144扫一遍，所以需要有一个l N144循环加法的处理块来处理索引号。
VW114为读配方的索引起始号。
VW116为计数循环加法的次数，VW116相加144次作为偏移量，且VW116从初值相加143后加停止，即从1～144扫一遍。
VW104为实际当前配方号，1—144或是*~*+144的配方数就读了出来。
即VW104实际配方号=VW114索引起始号+VW116偏移量。
程序由名为Add_Read的程序块处理，计算后的实际配方号RcpN_Read变量的实参即为VW104，再由另外的读配方程序通过VW104为索引RECPO_READ按顺序读取配方数据。
Add-Read程序块处理循环相加计算实际配方号如图13所示。
 

图13 Add_ Read程序块处理循环相加计算实际配方号