陳 亮，王從旭

（中國石化集團(tuán)石油工程機(jī)械有限公司沙市鋼管廠，湖北 荊州 434001）

在水壓機(jī)壓水試管過程中，水壓數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示給操作人員提供了水增壓、減壓的操作依據(jù)，水壓實(shí)時(shí)曲線顯示讓操作人員更直觀地了解到水壓變化的趨勢，歷史曲線和壓水試管數(shù)據(jù)存儲能為日后查詢壓水試管記錄提供方便，也能為鋼管生產(chǎn)車間將壓水試管工作責(zé)任到人提供參考數(shù)據(jù)。本文將從硬件和軟件兩方面介紹基于MCGS（Monitor and Control Generated System，是基于Windows平臺、用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測、前端數(shù)據(jù)的處理與控制，可運(yùn)行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/XP等操作系統(tǒng)）［1］組態(tài)平臺的鋼管水壓試驗(yàn)水壓采集、顯示及曲線形成系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。

1 硬件實(shí)現(xiàn)方法

鋼管水壓試驗(yàn)水壓采集、顯示及曲線形成系統(tǒng)的硬件主要作用是完成水壓信號的采集［2-4］。實(shí)現(xiàn)方法是：將經(jīng)過外圍電路處理的水壓傳感器信號接入到研華PLCD-880模擬信號轉(zhuǎn)接板的0通道，該轉(zhuǎn)接板通過ISA轉(zhuǎn)接線將信號傳輸給研華PCL-818HD［5］模擬量PCI采集板卡的0通道，該信號通過工控機(jī)的軟件MCGS的設(shè)備驅(qū)動管理窗口讀入，從而實(shí)現(xiàn)了水壓信號的采集。

水壓采集、顯示及曲線形成系統(tǒng)的信號采集硬件電路如圖1所示。

圖1 水壓采集、顯示及曲線形成系統(tǒng)的硬件組態(tài)示意

2 軟件設(shè)計(jì)

水壓采集、顯示及曲線形成系統(tǒng)的軟件主要作用是實(shí)現(xiàn)對水壓信號值的處理及顯示，水壓實(shí)時(shí)曲線的顯示，每根鋼管對應(yīng)的保壓段數(shù)據(jù)存儲，每根鋼管保壓段曲線的形成［6-7］。

2.1 水壓信號值的處理和窗口顯示

水壓傳感器的信號是0～10 V的直流模擬量，由MCGS組態(tài)軟件的設(shè)備驅(qū)動獲取后，對應(yīng)的是0～10 000的數(shù)字量，對應(yīng)現(xiàn)場實(shí)際水壓為0～30 MPa，數(shù)字量與實(shí)際水壓的關(guān)系式是：實(shí)際顯示水壓=數(shù)字量*0.003。

找出這個關(guān)系式，就可以在MCGS的循環(huán)策略里面添加如下SCRIPT程序語句：

K=0.003

水壓2=水壓1*K

其中，水壓1是采集得到的數(shù)字量，水壓2是界面顯示的實(shí)際水壓值；其設(shè)置界面如圖2～3所示。

2.2 水壓實(shí)時(shí)曲線功能的實(shí)現(xiàn)

水壓實(shí)時(shí)曲線是對實(shí)際水壓值變量水壓2進(jìn)行連續(xù)周期性采集，形成一個實(shí)時(shí)的水壓變化曲線。實(shí)現(xiàn)此功能的方法是：在MCGS軟件實(shí)時(shí)曲線組態(tài)窗口內(nèi)，添加實(shí)時(shí)曲線構(gòu)件，為該構(gòu)件連接一個實(shí)際水壓值變量水壓2。為了讓操作人員有一個直覺上的比較，在實(shí)時(shí)曲線構(gòu)件旁邊添加保壓值變量和保壓上限變量。

圖2 采集量水壓1的通道連接設(shè)置界面

圖3 實(shí)際水壓2界面顯示及通道連接設(shè)置界面

此部分具體軟件設(shè)計(jì)如圖4所示（以保壓值為15.6 MPa，保壓上限為16.1 MPa為例）。

此部分設(shè)計(jì)還需在MCGS組態(tài)軟件的循環(huán)策略窗口添加數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換作用的程序語句：

試壓值=水壓2

水壓上限=試壓值+0.5

圖4 實(shí)時(shí)曲線構(gòu)件軟件設(shè)置界面

2.3 壓水試管數(shù)據(jù)存儲功能的實(shí)現(xiàn)

該部分設(shè)計(jì)的目的是將每根鋼管對應(yīng)的數(shù)據(jù)以微軟ACCESS數(shù)據(jù)庫的MDB文件存儲起來。

具體實(shí)現(xiàn)過程：①由于MCGS軟件的數(shù)據(jù)存儲都是通過對數(shù)據(jù)組對象進(jìn)行操作的，故先建立一個存盤數(shù)據(jù)組1，將需要存儲的壓水試管數(shù)據(jù)對象內(nèi)置于該數(shù)組1內(nèi)（包括管號、管材質(zhì)、管長、班次、保壓值、保壓時(shí)間、日期、質(zhì)量評價(jià)）；②在已組態(tài)好的參數(shù)輸入界面內(nèi)置一個數(shù)據(jù)存儲開始按鈕（該按鈕有一個開啟數(shù)據(jù)組1存儲功能的腳本程序開關(guān)），在質(zhì)量評價(jià)窗口內(nèi)置一個關(guān)閉數(shù)據(jù)存儲按鈕（該按鈕有一個關(guān)閉數(shù)據(jù)組1功能的腳本程序開關(guān)），這樣就可以實(shí)現(xiàn)壓水試管數(shù)據(jù)的存儲，并且可以每根鋼管開始起壓時(shí)刻作為存盤開啟時(shí)刻，每根鋼管水壓試驗(yàn)完畢作為存盤關(guān)閉時(shí)刻，節(jié)省硬盤空間；③將存盤數(shù)據(jù)組1與存盤數(shù)據(jù)庫MDB文件之間進(jìn)行軟件轉(zhuǎn)移。

壓水試管數(shù)據(jù)存儲功能的實(shí)現(xiàn)邏輯如5所示，其中存盤數(shù)據(jù)組1的軟件設(shè)置界面如圖6所示。

數(shù)據(jù)存盤控制SCRIPT程序如下（開關(guān)1為存盤開始觸發(fā)按鈕，開關(guān)3為存盤關(guān)閉按鈕）：

IF開關(guān)1=1 THEN

!EnableDataSave（存盤數(shù)據(jù)組 1，1）

!SaveData（存盤數(shù)據(jù)組 1）

endif

if開關(guān)3=1 then

!EnableDataSave（存盤數(shù)據(jù)組 1，0）

該部分設(shè)計(jì)中，還涉及到存盤數(shù)據(jù)組1轉(zhuǎn)移至存盤數(shù)據(jù)庫MDB文件的設(shè)置，這需要在MCGS中建立用戶策略，這里取名為“運(yùn)行數(shù)據(jù)歸檔”，使用存盤數(shù)據(jù)拷貝構(gòu)件。存盤數(shù)據(jù)組1與微軟件MDB文件關(guān)聯(lián)界面如圖7所示。

圖5 壓水試管數(shù)據(jù)存儲功能的實(shí)現(xiàn)邏輯

圖6 存盤數(shù)據(jù)組1的軟件設(shè)置界面

圖7 存盤數(shù)據(jù)組1與微軟MDB文件關(guān)聯(lián)界面

2.4 水壓歷史曲線查詢功能實(shí)現(xiàn)

這部分軟件設(shè)計(jì)的目的是：在上位機(jī)界面上設(shè)置一個歷史曲線查詢子菜單項(xiàng)，操作人員輸入管號，按確定鍵，就可調(diào)出水壓試驗(yàn)過的鋼管的保壓段曲線。

具體實(shí)現(xiàn)步驟：通過將MCGS數(shù)據(jù)庫文件關(guān)聯(lián)至微軟公司開發(fā)的ACCESS2003數(shù)據(jù)庫中，再將ACCESS數(shù)據(jù)庫鏈接至自建的VB歷史曲線形成文件（該VB歷史曲線文件主要將保壓段每秒的保壓值連接成線段），通過VB的.EXE生成工具生成MCGS能執(zhí)行的外部文件。這樣就能在歷史曲線窗口，通過調(diào)用這個外部可執(zhí)行文件來查詢歷史曲線。每查詢一次，就調(diào)用一次VB生成的外部文件。

水壓歷史曲線查詢功能實(shí)現(xiàn)原理如圖8所示。

圖8 水壓歷史曲線查詢功能實(shí)現(xiàn)原理

該部分設(shè)計(jì)中水壓歷史曲線查詢SCRIPT程序語句（其中即時(shí)曲線.exe就是VB可執(zhí)行文件）如下：

!Shell（"c：查詢報(bào)表vbqxxs_c即時(shí)曲線.exe"，1）

2.5 軟件主界面展示

最終做成的水壓采集、顯示及曲線形成系統(tǒng)的軟件主界面如圖9所示。

3 結(jié) 語

基于研華硬件采集卡的水壓信號采集，以及基于MCGS工業(yè)組態(tài)軟件的水壓實(shí)時(shí)顯示、實(shí)時(shí)曲線顯示、歷史曲線查詢及壓管數(shù)據(jù)存儲的鋼管水壓試驗(yàn)水壓采集、顯示及曲線形成系統(tǒng)，已在中國石化集團(tuán)石油工程機(jī)械有限公司沙市鋼管廠直縫鋼管分廠試用兩年多，效果較好。對鋼管行業(yè)來說，鋼管水壓試驗(yàn)機(jī)的水壓曲線系統(tǒng)可以借鑒上述方法，有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

圖9 水壓采集、顯示及曲線形成系統(tǒng)的軟件主界面

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