Разработка ПО контроля метрологических характеристик плотномера

Описание системы Cropos. Требования к разрабатываемому модулю. Выбор средств реализации. Языки программирования, проектирование модели жизненного цикла системы. Отладка и тестирование системы. Тестирование модуля после внедрения в систему "Cropos".

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 07.08.2018
Размер файла 1,6 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

  • Введение
  • 1. Анализ предметной области
    • 1.1 Описание системы Cropos
    • 1.2. Интерфейс ПК «Cropos
    • 1.3 Требования к разрабатываемому модулю
  • 2. Выбор средств реализации
    • 2.1 Языки программирования
    • 2.2 Проектирование модели жизненного цикла системы
    • 2.3 Отладка системы
    • 2.4 Тестирование системы
  • 3. Разработка программного обеспечения
    • 3.1 Алгоритм работы
    • 3.2 Тестирование модуля после внедрения в систему «Cropos»
  • Заключение
  • Список использованных источников
  • cropos модуль программирование тестирование

Введение

На сегодняшний день использование программного обеспечения для нефте-газовой промышленности является основной составляющей успешной работы предприятия.

Модуль контроля метрологических характеристик входит в программный комплекс, предназначенный для использования в системе обработки информации узлов учета нефти.

  • Программный комплекс «Cropos» предназначен для приема, обработки и отображения информации, поступающей с первичных преобразователей, которые в свою очередь получают информацию непосредственно с приборов находящихся на технологических участках. Введение модуля контроля метрологических характеристик необходимо для проверки точности прибора и соответственно достоверности его показаний. Так как плотность является основополагающим показателем при учете нефти, контроль точности прибора просто необходим.
  • Из всего вышесказанного следует, что выбранная тема бакалаврской работы является актуальной.

Объектом данной бакалаврской работы является программное обеспечение модуля контроля метрологических характеристик плотномера.

Предметом является процесс создания программного обеспечения, принципы работы поточного плотномера и приведения плотности.

Таким образом, целью данной бакалаврской работы является разработка программного обеспечения модуля контроля метрологических характеристик плотномера. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

- изучить принципы работы поточного плотномера;

- изучить порядок и основные принципы приведения плотности;

- разработать программное обеспечение, учитывающее все необходимые данные для расчета и приведения плотности к условиям измерения;

- изучить язык программирования С#.

Языком программирования был выбран С#, его основы были прекрасно описаны в книге Троелсена Э. «Язык программирования C# 5.0 и платформа .NET 4.5». В рамках данной исследовательской работы использовались так же и другие книги, и электронные ресурсы удаленного доступа.

  • Бакалаврская работа состоит из введения, основной части, заключения, списка литературы и приложений. Основная часть диплома состоит из 3 глав. В первой главе представлен анализ предметной области, описание системы Cropos, требования к предъявляемому модулю. Во второй главе описан выбор средств реализации: язык программирования, способы разработки программного обеспечения, среда разработки. В третьей главе описана разработка программного обеспечения, алгоритм работы, разработанного модуля, тестирование модуля после внедрения в систему «Cropos». В Заключении приводятся основные результаты и выводы по работе. Приложения содержат: исходный код (Приложение А), презентационный материал (Приложение Б).
  • Разработанное программное обеспечение используется в реальных условиях на предприятии АО «Транснефть-Приволго» Самарское РНУ, о чем свидетельствует акт внедрения модуля контроля метрологических характеристик в программный комплекс «Cropos».

1 Анализ предметной области

  • Программный комплекс Cropos предназначен для использования в системе обработки информации (СОИ) систем измерения количества и показателей качества нефти (СИКН).

Система измерения количества и показателей качества нефти- это совокупность функционально объединенных измерительных преобразователей, измерительных показывающих приборов, системы обработки информации, технологического оборудования, предназначенная для:

- автоматизированного измерений массы брутто, измерений показателей качества нефти, отображения и регистрации результатов измерений в соответствии с ГОСТ Р 8.595-2004;

- автоматизированного измерения технологических и качественных параметров нефти;

- обработки, отображения (индикации) и регистрации результатов измерений.

Система измерения количества и показателей качества - это функционально объединенная совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенная для:

- косвенного измерения объема при стандартных условиях;

- автоматизированного выполнения функций сбора, обработки, отображения информации;

- регистрации информации по результатам измерений;

- управления режимами работы системы измерений количества и параметров нефти.

Программный комплекс применяется с целью:

- измерения в автоматизированном режиме количества нефти, прошедшей через узел учёта нефти;

- автоматическое определение расхода и количества нефти, приведенного к стандартным условиям;

- определения в автоматизированном режиме качественных характеристик нефти;

- контроля и управления в автоматизированном режиме технологическими процессами узла учета нефти.

1.1 Описание системы Cropos

Программой верхнего уровня является ПК «CROPOS», который предназначен для использования в составе систем автоматизации технологического процесса учета нефти с целью:

-повышения качества ведения технологического процесса и его безопасности;

-повышения оперативности действий технического персонала минимизации негативного действия «человеческого фактора»;

-улучшения технико-экономических показателей работы, снижения трудоемкости по контролю и управлению технологическими процессами;

-улучшения условий труда технического персонала.

Программный комплекс в составе систем измерения количества и показателей качества нефти, оснащенных любыми типами преобразователей расхода, обеспечивает:

-двусторонний обмен данными между контроллерами (вычислителями расхода) и автоматизированным рабочим местом оператора;

-отображение метрологических и технологических параметров, состояний объектов автоматизации;

-выработку аварийных и предаварийных сигналов при отклонении технологических параметров за допустимые пределы со звуковой сигнализацией и наглядным оповещением;

-вычисление средневзвешенных значений параметров;

-управление пробоотборниками;

-формирование и архивирование отчетных документов (оперативных, сменных, суточных, месячных отчетов, журнала регистрации показании БИК и протоколов КМХ);

-архивацию, отображение, и вывод на печать графиков технологических параметров;

-вывод на печать протоколов и отчетных документов;

-подготовку информации для передачи в систему телемеханики;

-защиту от несанкционированного доступа.

По своему функциональному назначению программный комплекс является информационно-управляющим.

В качестве объектов автоматизации приняты:

-ультразвуковые преобразователи расхода;

-пробоотборники автоматические;

-поточные преобразователи плотности;

-поточные преобразователи вязкости;

-поточные преобразователи влагосодержания;

-поточные преобразователи серосодержания;

-задвижки.

Программный комплекс «Cropos» представляет собой набор модулей, различающихся по выполняемым функциям.

В состав программного комплекса входят следующие модули:

- SCADA-система Wonderware Intouch, занимающаяся отображением оперативной информации о технологических процессах, а также обработкой команд оператора, отправляемых на устройство;

- сервер значений - сертифицированная система вычислений и хранения текущих данных, занимающаяся выполнением расчетов на верхнем уровне;

менеджер базы данных, занимается передачей текущих данных в Microsoft SQL Server Express;

- архивная база данных Microsoft SQL Server Express, сохраняет полученные данные для последующего использования;

- модуль просмотра трендов, позволяющий отображать характер изменения значения какого-либо параметра в течение произвольного периода времени;

- модуль формирования отчетной документации;

- модуль просмотра отчетной документации;

- модуль ввода уставок технологических параметров;

- модуль безопасности для ограничения доступа;

- конфигуратор для редактирования файла конфигурации (файла, содержащего данные о конкретном проекте);

- модуль проверки целостности.

Связи между перечисленными модулями (рис. 1.1). При этом под тегами подразумеваются заведенные в программном комплексе переменные определенной структуры, которые служат для хранения данных о состоянии БИК и используются в алгоритмах расчетов.

Рис. 1.1 ------- Структура программного комплекса «Cropos»

1.1.1 Функционал SCADA-системы

SCADA-система является интерфейсом программы и предназначена для обмена информацией с оператором или иным пользователем программы. На экране выводится упрощенная мнемосхема БИК, на которой изображено оборудование БИК в виде пиктограмм. Каждая из пиктограмм характеризует текущее состояние устройства либо контролируемого им параметра, при этом состояние может быть представлено числовым либо строковым значением. Также SCADA-система обеспечивает обработку команд оператора, вводимых посредством манипуляций с пиктограммами.

SCADA-система участвует в решении следующих задач:

- отображение упрощенной мнемосхемы БИК согласно проектной технологической схеме;

- отображение значений измеряемых величин на упрощенной мнемосхеме;

- автоматический контроль, индикацию и сигнализацию предельных значений измеряемых и контролируемых параметров;

- звуковое и визуальное оповещение об аварийных ситуациях в ходе технологического процесса;

- автоматизированное и ручное управление измерительными линиями блока измерения показателей качества - модуль занимается обработкой команд пользователя;

- автоматизированное и ручное управление насосами блока измерения показателей качества (включение и выключение, поддерживание введенной скорости оборотов) - модуль занимается обработкой команд пользователя;

- ввод коэффициентов и постоянных величин средств измерений, участвующих в учетно-расчетных операциях;

- управление объектами автоматизации (пробоотборники, регуляторы, насосы, задвижки) - модуль занимается обработкой команд пользователя;

- формирование оперативных сообщений о состоянии системы.

Дли использования в программном комплексе «Cropos» была выбрана SCADA-система Wonderware Intouch, так как она является довольно распространенной в АСУТП системой, стабильна, а предлагаемые ей возможности удовлетворяют требованиям, предъявляемым программному комплексу «Cropos».

1.1.2 Функционал сервера значений

Сервер значений занимается обработкой принимаемых с устройства данных. Он используется в случае, если на мнемосхему требуется выводить не значения параметров непосредственно, а некий результат анализа этих данных. Например, при проведении КМХ оборудования требуется выводить не показания датчиков, а результат КМХ, подсчитанный по алгоритмам методики измерений. Используемые в системе алгоритмы расчетов приведены в документе «Описание алгоритмов».

Сервер значений участвует в решении следующих задач:

- двусторонний обмен информацией (считывание и запись) между установленными в БИК устройствами и компьютером, на котором установлен программа;

- регистрация результатов измерений и их хранение;

- измерение или вычисление объемного и массового расходов нефти по каждой измерительной линии и БИК в целом;

- измерение или вычисление плотности нефти при рабочих давлении и температуре в измерительных линиях и блоке измерений показателей качества нефти;

- измерение или вычисление массы брутто нефти с использованием измеренных значений плотности и объема нефти и вычисление массы нетто нефти с использованием значений составляющих балласта, полученных измерением влагосодержания нефти поточными анализаторами и в аналитической лаборатории, за установленные интервалы времени (2 часа, смену, сутки);

- измерение объемной доли воды в нефти в линии измерений показателей качества нефти, при наличии влагомера;

- измерение динамической вязкости нефти в линии измерений показателей качества нефти при рабочих давлении и температуре, при наличии вискозиметра;

- измерение давления в измерительных линиях, на входном и выходном коллекторах БИК, в линии измерений показателей качества нефти, при наличии датчиков;

- измерение температуры нефти в измерительной линии, в блоке измерений показателей качества, при наличии датчиков;

- измерение перепада давления на фильтрах измерительных линий и блока измерений показателей качества, при наличии датчиков;

- вычисление средневзвешенного значения массовой доли воды в нефти за установленные промежутки времени;

- вычисление средневзвешенного значения температуры и давления нефти по измерительным линиям и БИК в целом за установленные промежутки времени;

- автоматический отбор объединённой пробы по заданной программе пропорционально количеству перекачанной нефти или времени перекачки;

- автоматизированное и ручное управление измерительными линиями (ввод в учет и вывод из учета), линиями блока измерения показателей качества, линии поверочной установки;

- автоматизированное и ручное управление насосами блока измерения показателей качества (включение и выключение, поддерживание введенной скорости оборотов);

- формирование и архивирование документов, определенных действующими нормативными документами отрасли;

- формирование в автоматическом режиме и хранение отчетов по учету нефти (за 2 часа, смену, сутки), актов приема-сдачи нефти и паспортов качества нефти, в соответствии с «Рекомендациями по определению массы нефти при учетных операциях с применением систем измерений количества и показателей качества нефти», формирование текущих отчетов по запросу, печать отчетов;

- автоматизированное выполнение поверки и контроля метрологических характеристик преобразователей расхода по поверочной установке без нарушения функции учета нефти режима откачки, дальнейшее формирование и печать протоколов этих процедур;

- формирование и архивирование трендов измеренных величин.

При этом выполнением измерений модуль занимается только в том случае, если подобные расчеты не реализованы на устройствах БИК производителями устройств, в противном случае сервер значений просто считывает результаты расчетов с устройств. При решении задач по автоматизированному и ручному управлению устройствами модуль действует по заложенным на этапе проектирования алгоритмам, формируя выходные сигналы согласно командам пользователя и текущему состоянию системы. Например, при подаче команды на включение устройства, модуль может проанализировать состояние устройства и не формировать выходной сигнал, если устройство уже включено. Подобные подробности оговариваются при проектировании конкретных БИК и описываются в их документации.

Все метрологические функции для алгоритмов вынесены в отдельный файл metrology.dll для удовлетворения требований метрологической аттестации.

1.1.3 Функционал менеджера базы данных

Менеджер базы данных служит для обеспечения связи всех прочих модулей Программного комплекса «Cropos» с архивной базой данных. Он принимает отсылаемые ему сервером значений и SCADA-системой сообщения, генерирует на их основе запросы и передает их в архивную базу данных. Если в настройках Программного комплекса указано, что существуют две архивные базы данных, то модуль попытается передать запросы в обе базы.

Менеджер базы данных в качестве посредника участвует в решении следующих задач:

- регистрация результатов измерений и их хранение;

- формирование и архивирование документов, определенных действующими нормативными документами отрасли;

- формирование в автоматическом режиме и хранение отчетов по учету нефти (за 2 часа, смену, сутки), формирование текущих отчетов по запросу, печать отчетов;

- формирование и архивирование трендов измеренных величин;

- формирование оперативных сообщений о состоянии системы, хранение журнала событий системы.

1.1.4 Функционал архивной базы данных

База данных служит для оптимизированного хранения больших объемов информации, а также облегчения процедуры созданий и восстановлений резервных копий. Кроме того, в ней используется язык SQL, что позволяет выполнять простые операции над документами, например, генерировать отчеты на основе хранящихся при каждом запросе, сортировать данные, игнорировать неактуальные отчеты, не удаляя их из системы и т.п.

Архивная база данных участвует в решении следующих задач:

- регистрация результатов измерений и их хранение;

- формирование и архивирование документов, определенных действующими нормативными документами отрасли;

- формирование в автоматическом режиме и хранение отчетов по учету нефти (за 2 часа, смену, сутки), актов приема-сдачи нефти и паспортов качества нефти, в соответствии с «Рекомендациями по определению массы нефти при учетных операциях с применением систем измерений количества и показателей качества нефти», формирование текущих отчетов по запросу, печать отчетов;

- автоматизированное выполнение поверки и контроля метрологических характеристик преобразователей расхода по поверочной установке без нарушения функции учета нефти режима откачки, дальнейшее формирование и печать протоколов этих процедур - в качестве хранителя протоколов;

- формирование и архивирование трендов измеренных величин;

- отображение на мониторе отчетных документов - в качестве хранителя документов;

- вывод на печать отчетных документов, сообщений и трендов - в качестве хранителя информации;

- защита от несанкционированного доступа к изменению настроек с помощью многоуровневой системы доступа с паролями - в качестве хранителя паролей.

- формирование оперативных сообщений о состоянии системы, хранение журнала событий системы.

Для использования в Программном комплексе «Cropos» была выбрана СУБД Microsoft SQL Server Express, так как она является широко распространенной базой, сопровождается средой управления Microsoft SQL Server Management Studio Express и подробной документацией, стабильна и бесплатна.

1.1.5 Функционал модуля просмотра трендов

Модуль просмотра трендов используется для вывода на экран или печать характера изменения какого-либо численного параметра за произвольный период. Период и параметр указывается пользователем, а в результате на экран выводится график, отражающий значения выбранного параметра в моменты времени, попадающие в указанный интервал.

Модель просмотра трендов участвует в решении следующих задач:

- формирование и архивирование трендов измеренных величин;

- вывод на печать отчетных документов, сообщений и трендов.

1.1.6 Функционал модуля формирования отчетной документации

Модуль формирования отчетной документации служит для оформления паспортов качества, актов приема-сдачи и прочих формируемых вручную документов. Пользователь выбирает тип формируемого документа, заполняет требуемые данные и формирует документ.

Модуль формирования документов участвует в решении следующих задач:

- формирование и архивирование документов, определенных действующими нормативными документами отрасли;

- формирование актов приема-сдачи нефти и паспортов качества нефти, в соответствии с «Рекомендациями по определению массы нефти при учетных операциях с применением систем измерений количества и показателей качества нефти».

Полный перечень формируемых документов, их внешний вид и порядок заполнения определяется и согласовывается на этапе проектирования.

1.1.7 Функционал модуля просмотра отчетной документации

Модуль просмотра отчетной документации используется для вывода на экран или печать сформированной автоматически либо вручную отчетной документации. Пользователь указывает необходимый документ (день, время формирования, номер) и он выводится на экран либо принтер.

Модуль просмотра отчетной документации участвует в решении следующих задач:

- формирование и архивирование документов, определенных действующими нормативными документами отрасли;

- формирование в автоматическом режиме и хранение отчетов по учету нефти (за 2 часа, смену, сутки), формирование текущих отчетов по запросу, печать отчетов;

- отображение на мониторе отчетных документов;

- вывод на печать отчетных документов, сообщений и трендов;

- хранение журнала событий системы - для отображения журнала.

1.1.8 Функционал модуля ввода уставок

Модуль ввода уставок используется для ввода технологических уставок в сервер значений и архивную базу данных. В сервере значений технологические уставки используются для корректного преобразования аналоговых сигнала в цифровые, а архивная база данных по запросу передает их модулю просмотра трендов для отображения на графиках.

Модуль ввода уставок участвует в решении следующих задач:

- автоматический контроль, индикацию и сигнализацию предельных значений измеряемых и контролируемых параметров;

- измерение объемной доли воды в нефти в линии измерений показателей качества нефти, при наличии влагомера;

- измерение динамической вязкости нефти в линии измерений показателей качества нефти при рабочих давлении и температуре, при наличии вискозиметра;

- измерение давления в измерительных линиях, на входном и выходном коллекторах БИК, в линии измерений показателей качества нефти, при наличии датчиков;

- измерение температуры нефти в измерительной линии, в блоке измерений показателей качества, при наличии датчиков;

- измерение перепада давления на фильтрах измерительных линий и блока измерений показателей качества, при наличии датчиков;

- ввод коэффициентов и постоянных величин средств измерений, участвующих в учетно-расчетных операциях;

- формирование и архивирование трендов измеренных величин.

1.1.9 Функционал модуля безопасности

Модуль безопасности позволяет редактировать учетные записи пользователей. Данные шифруются с помощью модифицированного метода base64.

Модуль безопасности участвует в решении следующих задач:

- автоматизированное и ручное управление измерительными линиями (ввод в учет и вывод из учета), линиями блока измерения показателей качества, линии поверочной установки;

- ввод коэффициентов и постоянных величин средств измерений, участвующих в учетно-расчетных операциях;

- формирование и архивирование документов, определенных действующими нормативными документами отрасли;

- формирование в автоматическом режиме и хранение отчетов по учету нефти (за 2 часа, смену, сутки), актов приема-сдачи нефти и паспортов качества нефти, в соответствии с «Рекомендациями по определению массы нефти при учетных операциях с применением систем измерений количества и показателей качества нефти», формирование текущих отчетов по запросу, печать отчетов;

- защита от несанкционированного доступа к изменению настроек с помощью многоуровневой системы доступа с паролями.

- при решении задач управления оборудованием и формирования документации модуль безопасности отвечает за ограничение возможностей пользователя. Например, пользователь с низким уровнем доступа может сформировать акт приема-сдачи, но для переоформления в случае ошибок Программный комплекс может потребовать более высокий уровень доступа. Как и в случае с алгоритмами, подробности работы модуля безопасности уточняются во время проектирования.

1.1.10 Функционал конфигуратора

Конфигуратор служит для первичного редактирования файла конфигурации, на основе которого будет работать сервер значений. Данный модуль является вспомогательным и служит только для первоначальной разработки и тестирования и не применяется в нормальном режиме работы БИК.

1.1.11 Функционал модуля проверки целостности

Модуль проверки целостности используется для контроля целостности файла метрологической библиотеки, содержащего метрологические функции программного комплекса “Cropos”.

1.2 Интерфейс ПК «Cropos

1.2.1 Главное меню

Интерфейс ПК «CROPOS» представляет собой набор главных экранных форм. Переключение между этими формами осуществляется с помощью главного меню (рис. 1. 1.2). Главное меню ПК «CROPOS» всегда находится на экране монитора.

Рис. 1.2 - Главное меню ПО АРМ БИК ПК «Cropos»

При нажатии на кнопку «Схема СИКН» на экране монитора АРМ отображается упрощенная технологическая схема СИКН (далее мнемосхема).

При нажатии на кнопку «Шкафы и сигналы» отображается окно с показаниями датчиков шкафов (рис. 1.3).

Рис. 1.3 - Шкафы и сигналы

При нажатии на кнопку «Защиты» отображается окно позволяющее замаскировать защиты в СИКН (рис. 1.4). Нажатием на кнопку «Маск.» можно замаскировать защиту, либо снять маскирование. Кнопка «Дебл.» деблокирует защиту после срабатывания. Включение и отключение маскирования, а также деблокировка защит доступно под уровнем доступа «Оператор + Инженер». Описание всех уровней доступа приведено в главе 1.2.3.

Рис. 1.4 - Карта защит СИКН

При нажатии на кнопку «Метрология» отображается меню:

- «КМХ плотномера» - проведение контроля метрологических характеристик плотномера по лабораторному плотномеру и пикнометру;

При нажатии на кнопку «Документы» - «Текущие отчеты» отображается окно просмотра и печати текущих несформированных отчетов.

При нажатии на кнопку «Архив» отображается меню:

- «Архив документов» - просмотр архива документов;

- «Архив трендов» - просмотр архивных значений параметров.

При нажатии на кнопку «Настройка» отображается меню:

- «Настройка пользователей» - настройка данных пользователей, изменение паролей;

- «Уставки аналоговых сигналов» - просмотр и изменение уставок аналоговых сигналов.

В нижней части экрана располагается окно событий, необходимое для отображения текущих событий (рис. 1.5), а также текущая дата и время.

Рис. 1.5 - Окно событий

В строке событий всегда отображаются время и дата соответствующего события. Нажав на строки событий можно увеличить окно и просмотреть последние 100 событий (рис. 1.6). Время во втором столбце показывает время квитирования события оператором, «-» - что событие не было квитировано оператором. Цветовая гамма оперативных сообщений:

- красный фон, черные буквы - аварийное сообщение, требующее квитирования;

- желтый фон, черные буквы - предаварийное сообщение, квитирования не требуется;

- зеленый фон, черные буквы - информативное сообщение, квитирования не требуется;

- серый фон, черные буквы - системное сообщение, квитирования не требуется.

Рис. 1.6 - Расширенное окно событий

В правом нижнем углу основной мнемосхемы имеется кнопка «Квитировать» (рис. 1.7), нажатием на которую квитируются все аварийные события. Также квитирование может быть осуществлено нажатием правой кнопкой мыши на аварийном сообщением в окне событий.

Рис. 1.7 - Кнопка квитирования

1.2.2 Мнемосхема СИКН

Общий вид упрощенной технологической схемы (мнемосхемы) представлен ниже (рис. 1.8).

В программном комплексе реализован наглядный и функциональный интерфейс. На главной мнемосхеме осуществляется регулярное отображение измеренных параметров датчиков, установленных в БИК:

- давление и температура;

- расход;

- плотность;

- процент заполнения пробоотборников;

- показания серомера;

- показания влогомера;

- вязкость;

- а так же состояние запорной арматуры и состояние насоса.

Рис. 1.8 - Мнемосхема ПО АРМ СИКН.

В левом верхнем углу экрана отображаются статусы контроллеров:

- «Floboss» - связь с учетными измерительным контроллером;

- «Siemens» - связь с программируемый логическим контроллером;

- «Связь с БД» - связь c сервером значений (работа ПК «Cropos»).

При наличии связи индикатор имеет зеленый цвет, при неполадках - красный.

Графические объекты, присутствующие на мнемосхеме, приведены ниже (таблица).

В основном окне программы можно наблюдать текущий режим работы БИК. Подача нефти по линиям определяется по показаниям датчиков расхода, а также по анимации изображений преобразователей расхода в блоке измерительных линий (БИЛ) и в блоке измерения качества (БИК).

Значения параметров элемента технологической схемы расположены около его графического изображения в виде метки. Кроме того, на схеме отображается состояние технологического процесса путем изменения цвета метки.

Цветовая политика для меток, отображающих значения технологических параметров:

- зеленый - значение в норме;

- желтый - предаварийное значение параметра;

- красный - аварийное значение параметра;

- фиолетовый - симулированное значение параметра.

Таблица Графические элементы мнемосхемы

При отсутствии расхода в БИЛ или в БИК, ПК «CROPOS» производит автоматическое отключение сигнализации аварийных значений датчиков. При возобновлении расхода сигнализация аварийных значений датчиков будет автоматически включена.

1.2.3 Система разграничения доступа

В ПК «CROPOS» используется система разграничения доступа к различным функциям, настройкам, влияющим на порядок ведения учета нефти. Текущий режим доступа отображается в правом нижнем углу мнемосхемы. Для того чтобы изменить права доступа необходимо навести и нажать левой кнопкой мыши на кнопку «Вход в систему», внизу экрана (рис. 1.9). Также в нижней области экрана отображаются текущий пользователь, осуществивший вход в систему.

Рис. 1.9 - Строка состояния регистрации пользователей

Появится окно «Менеджер пользователей» (рис. 1.10), в котором можно выбрать необходимый режим.

Рис. 1.10 - Менеджер пользователей ПО АРМ

В ПК «CROPOS» существуют следующие режима доступа:

- «Гость» - не требует ввода пароля, самый низкий уровень доступа, возможен только просмотр;

- «Оператор» - уровень доступа оператора предоставляет функции просмотра мнемосхемы, просмотра текущих отчетов, просмотра документов и их архива, просмотра трендов, печать документации, управление задвижками, управление пробоотборником;

- «Оператор + Инженер»- совместный уровень доступа оператора с представителем обслуживающей организации. Данный уровень предполагает дополнительно к функциям оператора возможность ввода уставок аналоговых сигналов, проведение КМХ, изменение настроек пробоотборника, маскирование сигналов, редактирование мнемосхемы, форм отчетных документов, перезагрузка АРМ;

- «Начальник» - режим позволяющий производить настройку пользователей системы, ввод инженерных уставок;

- «Оператор + Поверитель + Инженер»- режим предоставляет возможность ввода коэффициентов плотномера;

- «Администратор» - режим разработчика ПК «CROPOS предоставляющий все доступные функции.

Для того чтобы выбрать требуемый режим доступа необходимо ввести требуемые пароли и нажать кнопку «Активизировать режим». В случае успешной авторизации окно входа закроется. Если авторизация не пройдена, информационная строка содержит сообщение об ошибке ввода пароля или пользователя.

1.2.4 Настройка пользователей

В режиме «Инженер» и «Администратор» становится активной кнопка «Настройка пользователей». При нажатии на эту кнопку появляется окно (рис. 1.11), в котором имеется возможность создавать новых, удалять и модифицировать старых пользователей. При заведении новых пользователей необходимо, чтобы тип пользователя соответствовал определенному уровню доступа.

Рис. 1.11 - Менеджер пользователей

Также можно временно запретить вход в систему выбранному пользователю, для этого необходимо убрать галочку на элементе «Разрешить вход в систему», и после этого нажать на кнопку «Сохранить данные».

Каждому конкретному пользователю можно запрещать/разрешать какую-либо функцию из списка возможных. Разрешение/запрещение функции осуществляется изменением списка разрешенных функций двойным щелчком левой кнопкой мыши по выбранной функции в списке.

В этом же окне, осуществляется ввод списка лаборантов (без возможности входа в систему) и данных операторов, для оформления актов приема-сдачи и паспортов.

При изменении пароля пользователя необходимо сначала ввести старый пароль и новый пароль, с подтверждением (рис. 1.12). Ограничений на длину и набор символов при вводе пароля нет.

Рис. 1.12 - Окно изменения пароля

1.2.5 Настройка датчиков

При нажатии на метки, отображающие значения аналоговых датчиков, появляется окно «Настройка аналоговых датчиков» (рисунок 1.13). В данном окне отображаются текущее значение датчика, его уставки, а также управление симуляцией значения. Также можно задать разрядность значения датчика (количество знаков после запятой).

Элементы управления симуляцией датчика доступны только под уровнем «Операторы + Инженер», «Инженер», «Оператор + Поверитель + Инженер» и «Администратор» и позволяют установить симулированное значение сигнала, вместо реального, кнопкой «Включить симуляцию» («Отключить симуляцию»). Кнопка «Применить» вводит значение симулированного сигнала

Справа расположены значения уставок сигнала. Кнопка «Ввод уставок» вызывает окно ввода уставок аналоговых сигналов, где их можно изменять (смотри описание окна в главе «Настройки»).

Рис. 1.13 - Настройка аналоговых датчиков

При нажатии на элемент, отображающий плотномер, появляется окно «Выбор плотномера» (рис. 1.14). Окно позволяет выбрать плотномер, перейти на лабораторную плотность, а также отображает текущее значение плотности при 20°C и при 15°C.

Также в этом окне вводится значение плотности при 20°C, которое используется при включении режима «Лабораторная плотность».

При обрыве плотномера - автоматически начинает использоваться лабораторная плотность, поэтому следует следить, чтобы выведенное в окне симуляционное значение совпадало с данными лаборатории.

Рис. 1.14 - Выбор режима работы плотномера

Для просмотра отчетов необходимо нажать кнопку «ДОКУМЕНТЫ» в появившемся окне нажать кнопку «Текущие отчеты» или просто нажать клавишу «F12». Появится экран показаний текущих отчетов (рис. 1.15).

Рис. 1.15 - Экран показаний текущих отчетов

1.3 Требования к разрабатываемому модулю

Для контроля метрологических характеристик плотномера нам потребуется сам плотномер. Один из наиболее распространенных и часто используемых плотномеров Solartron 7835. Преобразователь плотности жидкости измерительный модели Solartron 7835 (рисунок 10) разработан для непрерывных измерений плотности в приложениях коммерческого учета товарной нефти, нефтепродуктов и коррозионно-неагрессивных технологических жидкостей. Он обладает высочайшей точностью и превосходной повторяемостью измерений при рабочих условиях трубопровода.

Вибрирующий элемент изготавливается из Ni-Span-С, чтобы обеспечить превосходную долговременную стабильность показаний и низкую зависимость измерений от температуры. Другие элементы, контактирующие с рабочей средой, изготавливаются из нержавеющей стали 316L по стандарту ANSI.

Особенности плотномеров 7835:

- все соединения сварные - качество как у трубы;

- защита от воздействия окружающей среды по классу IP65;

- проток пробы жидкости полным сечением через прибор;

- непрерывные высокоточные измерения;

- возможны различные способы установки, низкая чувствительность к промышленной вибрации, скорости потока и давлению;

- искробезопасное исполнение;

- не нуждается в постоянном техническом обслуживании.

1.3.1 Определение текущего значения плотности нефти в ПП

Текущее значение плотности нефти в ПП без коррекции по температуре и давлению, , кг/м3, вычисляется по формуле (1.1):

, (1.1)

гдеК0, K1, К2 - калибровочные коэффициенты ПП;

Т - текущее значение периода выходного сигнала ПП, мкс;.

Текущее значение плотности нефти в ПП с коррекцией по температуре, t, кг/м3, вычисляется по формуле(1.2):

, (1.2)

где - текущее значение плотности нефти без коррекции по температуре и давлению, кг/м3;

К18, К19 - калибровочные коэффициенты коррекции по температуре ПП;

tПП - текущее значение температуры нефти в ПП, °С.

Текущее значение плотности нефти в ПП с коррекцией по температуре и давлению, ПП, кг/м3, вычисляется по формуле (1.3):

, (1.3)

, (1.4)

, (1.5)

гдеt - текущее значение плотности нефти с коррекцией по температуре, кг/м3;

PПП - текущее значение избыточного давления нефти в ПП, МПа;

К20А, К20В, К21А, К21В - калибровочные коэффициенты коррекции по давлению ПП;

10 - коэффициент перевода единиц измерения давления МПа в бар.

Определение текущих значений показателей нефти в БИК

Текущее значение плотности нефти в БИК, БИК, кг/м3, вычисляется по формуле (1.6):

, (1.6)

гдеПП - текущее значение плотности нефти в ПП, кг/м3.

Текущее значение температуры нефти в БИК, tБИК, °С, вычисляется по формуле (1.7):

, (1.7)

гдеtПП - текущее значение температуры нефти в ПП, °С.

Текущее значение давления нефти в БИК, РБИК, МПа, вычисляется по формуле (1.8):

, (1.8)

гдеPПП - текущее значение давления нефти в ПП, МПа.

Определение коэффициентов CTL и CPL

Значение коэффициента CTL, учитывающего влияние температуры на объем нефти для диапазона плотности нефти (при t = 15 °С и Р = 0 МПа) от 611 до 1164 кг/м3, вычисляется по формуле (1.9):

, (1.9)

, (1.10)

,(1.11)

где15 - значение плотности нефти при стандартных условиях (t = 15 °С и Р = 0 МПа), кг/м3;

t - значение температуры нефти, °С;

б15 - значение коэффициента объемного расширения нефти при t = 15 °С и Р = 0 МПа, 1/°С;

Значение коэффициента CPL, учитывающего влияние давления на объем нефти для диапазона плотности нефти (при t=15°С и Р = 0МПа) от 611 до 1164 кг/м3, вычисляется по формуле (1.10):

,

, (1.13)

где15 - значение плотности нефти при t = 15°С и Р=0 МПа, кг/м3;

t - значение температуры нефти, °С;

Р - значение избыточного давления нефти, МПа;

10 - коэффициент перевода единиц измерения давления МПа в бар.

Определение коэффициентов в и у

Значение коэффициента объемного расширения нефти, в, 1/°С, вычисляется по формуле (1.14):

, (1.14)

гдеб15 - значение коэффициента объемного расширения нефти при 15 °С, 1/°С;

t - значение температуры нефти, при которой определяется коэффициент объемного расширения нефти, °С.

Значение коэффициента сжимаемости нефти, г, 1/МПа, вычисляется по формуле (1.15):

,(1.15)

где15 - значение плотности нефти при стандартных условиях (t = 15 °С и Р = 0 МПа), кг/м3;

t - значение температуры нефти, при которой определяется коэффициент сжимаемости нефти, °С;

Определение плотности нефти при стандартных условиях

Текущее значение плотности нефти при t = 15°С и Р = 0 МПа, 15, кг/м3, вычисляется по формуле (1.16):

, (1.16)

гдеПП - текущее значение плотности нефти в ПП, кг/м3;

CTLПП - коэффициент, учитывающий влияние температуры на объем нефти, определенный для tПП и 15;

CPLПП - коэффициент, учитывающий влияние давления на объем нефти, определенный для tПП, РПП и 15.

Для определения 15 необходимо определить значения CTLПП и CPLПП, а для определения CTLПП и CPLПП, в свою очередь, необходимо определить значение плотности при стандартных условиях 15. Поэтому значение 15 определяют методом последовательного приближения, по шагам.

Шаг 1) Определяют значения CTLПП(1) и CPLПП(1), принимая значение 15 равным значению ПП.

Шаг 2) Определяют значения 15(1), кг/м3,по формуле(1.17):

, (1.17)

Шаг 3) Определяют значения CTLПП(2) и CPLПП(2), принимая значение 15 равным значению 15(1).

Шаг 4) Определяют значение 15(2), кг/м3, по формуле (1.18):

. (1.18)

Шаг 5) Аналогично шагам 3) и 4), определяют значения CTLПП(i) и CPLПП(i) и 15(i) для i-ro цикла вычислений и проверяют выполнение условия:

,

где15(i), 15(i-1) - значения 15, определенные, соответственно, за последний и предпоследний цикл вычислений, кг/м3.

Процесс вычислений продолжают до выполнения данного условия. За значение 15 принимают последнее значение 15(i).

Текущее значение плотности нефти при t = 20 °С и Р = 0 МПа, 20, кг/м3, вычисляется по формуле (1.19):

, (1.19)

где15 - текущее значение плотности нефти при t=15°C и P = 0 МПа, кг/м3;

CTL20 - коэффициент, учитывающий влияние температуры на объем нефти, определенный для t = 20 °С и 15(i).

Текущее значение плотности нефти при стандартных условиях (t = t0 и Р = 0 МПа), 0, кг/м3 в зависимости от выбранного значения t0, вычисляется по формуле (1.20):

, (1.20)

где15 - текущее значение плотности нефти при t = 15 °С и Р = 0 МПа, кг/м3;

20 - текущее значение плотности нефти при t = 20 °С и Р = 0 МПа, кг/м3.

Определение текущего значения плотности нефти в ИЛ

Текущее значение плотности нефти в j-й ИЛ, ИЛj, кг/м3, вычисляется по формуле (1.21):

, (1.21)

где15 - текущее значение плотности нефти при t = 15 °С и Р = 0 МПа, кг/м3;

CTLИЛj - коэффициент, учитывающий влияние температуры на объем нефти, определенный для tИЛj и 15;

CPLИЛj - коэффициент, учитывающий влияние давления на объем нефти, определенный для tИЛj, РИЛj и 15.

tИЛj - текущее значение температуры нефти в j-й ИЛ, °С;

РИЛj - текущее значение давления нефти в j-й ИЛ, МПа.

1.3.2 Данные необходимые для проведения КМХ плотномера

Для перерасчета плотности и приведения лабораторной плотности к условиям измерения плотности в блоке измерения качества нефти необходимо знать:

- давление нефти в БИК, для определения значения коэффициента сжимаемости нефти, г, 1/МПа;

- температуру нефти в БИК, для определения объемного расширения нефти, в, 1/°С;

- плотность нефти, измеренная поточным преобразователем плотности;

- плотность нефти, измеренная лабораторным плотномером и приведенная к стандартным условиям.

2 Выбор средств реализации

Существует много факторов, которые следует учитывать при выборе языка программирования. Рассмотрим вначале вкратце наиболее популярные языки программирования и их историю.

Технологии развиваются быстрыми темпами и со временем ваши знания могут просто устареть. Еще стоит учитывать то, что языки программирования различаются в плане функциональности и сложности. Поэтому выбор будет зависеть от того какую задачу и какими способами мы будем решать. Например, если разрабатывать статическое веб-приложение, мы должны знать обычный HTML. И, наоборот, если мы хотитм создать динамичное приложение с расширяемыми возможностями, мы должны выучить ASP.NET, PHP, Ruby on Rails или JavaScript и освоить соответствующий фреймворк. Настольные и мобильные приложения имеют различные требования.

2.1 Языки программирования

Язык С. Си безусловно хороший язык программирования для новичков, которые хотят построить карьеру программиста. Немного истории: Язык Си был разработан Деннисом Ритчи в 1972 году в Bell Labs. Прелесть языка Си в том, что он является предшественником таких языков программирования как С++, Java, C#, JavaScript и Perl. По этой причине изучение этого языка ведет к понимаю и других языков. Язык С используется для разработки низкоуровневых приложений, так как считается ближе всего к аппаратному, уступая только ассемблеру. Лучший выбор новичка - Си.

Язык С++. Хотя язык Си был неплохим, в нем не хватало работы с объектами. Чтобы решить проблему, в 1986 году был разработан С++, который является одним из самых распространенных языков в мире. Google Chrome, Mozilla Firefox, Winamp и линейка продуктов Adobe были разработаны с помощью С++. Кроме того, некоторые современные игры и операционные системы были разработаны на С++ из-за быстрого процессинга и компиляции. Кроме того, разработчики С++ имеют огромный спрос на рынке труда и количество вакансий постоянно растет.

Java. Был разработан Джеймсом Гослингом в 1990 году в компании Sun Microsystems. Java дополнительно увеличивает возможности языка С++. Особенность Java заключается в том, что это первый чисто объектно-ориентированный язык программирования. Java был разработан по принципу WORA (Write Once Run Anywhere или "написав код однажды, вы запустите его везде"). Речь идет про переносимость Java. Необходимо скомпилировать исходный код на Java всего лишь раз, а затем запустить на любой машине с установленным JVM (Java Virtual Machine) и затем использовать.

Язык Java использует для разработки корпоративных приложений и видео игр, он может быть использован для разработки веб-приложений с использованием JSP (Java Server Pages). Java имеет огромный рынок вакансий.

Язык С#. Принадлежит семье языков программирования Microsoft и был разработан в 2000 году и стал частью первого релиза .NET framework. Язык С# сочетает в себе надежность С++ с дополнительными возможностями Java. Поэтому если вы хорошо знаете Java, можно легко переключиться на С# и наоборот.

Язык С# позволяет разрабатывать практически любые приложения, которые связаны с Visual Studio IDE. При разработке динамических веб-приложений в ASP.NET вам потребуется код на С# или VB для написания механизма обработки бэкенда. Если вы разрабатываете приложение Windows или Windows Presentation Foundation (WPF), вам потребуется код на С#. Аналогично если вы разрабатываете приложение для телефона на windows, снова потребуется С#.

Учитывая сказанное, язык C# стоит выбрать, если вы планируете разрабатывать приложения для Windows платформ. Рынок труда для программистов C# довольно хорош.

Objective C. Был первоначально разработан в Apple Брэдом Коксом и Том Лавом в 1983 году. Целью создания языка Objective C было устранение недостатков в языке Си, в первую очередь связанных с поддержкой объектов. Objective C приобрел огромную популярность из-за разработки приложений для iPhone и iPad.

Знание Objective C пригодится вам в тех компаниях, которые разрабатывают приложения для Apple. В дополнение к этому индустрия фриланса имеет огромный спрос на программистов Objective C по всему миру.

PHP. Это один из наиболее широко используемых языков для разработки динамических веб сайтов. PHP был разработан в 1995 году и является языком сценариев на стороне сервера, что означает, что PHP код обрабатывается на сервера, а конечный результат пользователь получает в виде обычного HTML.

PHP открытый язык разработки, поэтому написаны уже тысячи модулей, которые можно модифицировать до требуемой функциональности. Кроме того, PHP легко выучить; вы просто должны вставлять код в HTML. Существуют сотни PHP платформ, таких как Joomla, WordPress и Drupal, которые позволяют разрабатывать веб сайты даже более удобно. PHP стоит учить, если вы планируете карьеру веб разработчика. PHP это неотъемлемая часть знаменитого LAMP (Linux, Apache, MySQL и PHP), на которой основаны Facebook, Yahoo и др. PHP имеет огромный рынок труда, хотя не так высокооплачиваем как ASP.NET.

JavaScript. Серверные языки сценариев идеально подходят для разработки сложных веб приложений, но каждая такая задача сильно нагружает сервер. Поэтому разработчики делегировали часть функций на сторону клиента и использовали JavaScript. JavaScript - это язык программирования, выполняемый в клиентском браузере и обрабатывает команды на компьютере конечного пользователя, а не сервера, что приводит к снижению нагрузки на сервер и увеличению скорости работы приложения. JavaScript был разработан компанией Netscape и вряд ли есть сайты, которые не используют его. JavaScript сам по себе не поможет вам устроиться на работу, но этот язык стоит выучить с некоторыми дополнительными языками сценариев на стороне сервера.

Python. Это другой высокоуровневый язык программирования и часто считается самым легким языком, благодаря своей простоте, читаемости и синтаксису. Python был разработан Гвидо Ван Россумом в 1991 году. Python не использовался так широко в прошлом, однако стал особенно популярным за последние годы благодаря инвестициям Google. В настоящее время некоторые весьма известные и надежные сайты работают на python, особенно pinterest.com, instagram.com и rdio.com. Как и PHP, Python можно использовать для разработки веб приложений.

Приложение, которое будет работать с таблицами Excel, можно сделать разных уровней: отдельное приложение, которое будет работать с csv форматом (универсальный формат представления табличных данных), либо надстройка для приложения MS Office Excel. Более практичным и грамотным решением в данному случае стала надстройка, т.к. это позволяет продолжать использовать Excel не создавая обработчик csv и уменьшает время разработки приложения. Для написания надстройки Excel можно использовать два языка: C# и Visual Basic for Application (VBA). Конечно, при должном упорстве и приложении недюжинных усилий создать такое приложение можно с помощью практически любого языка, но это означает, что поддерживаемость такого решения будет слишком низкой, код специфичен, а сроки разработки будут огромными. VBA - встроен в Excel и является общедоступным языком с исполняющей средой .NET. Программная оболочка позволяет разрабатывать приложения уровня документа, либо продукта Office, с использованием практически всех возможностей мощных языков программирования платформы .NET. Встроенность в Excel дает огромное количество готовых методов для обработки данных таблицы. C# - еще один язык программирования, разработанный корпорацией Microsoft. Более универсальный, простой и понятный язык программирования с огромными возможностями. Если бы задача была менее масштабной, не требовала бы дальнейшего расширения и развития - выбор пал бы на VBA. Но проект имеет достаточно интересный потенциал и может быть серьезно расширен. Поэтому - выбор пал именно на C#, так как именно его я учил в процессе обучения в университете и продолжал совершенствовать свои знания.

2.1.1 Описание языка C#

C# (C Sharp, си-шарп) - объектно-ориентированный язык программирования, разработанный в 1998-2001 годах инженерами под руководством Андерса Хейлсберга в компании Microsoft. Предназначался для разработки приложений на платформе .NET Framework. C# разрабатывался на основе опыта использования других, более ранних языках программирования, которые оказались несколько проблематичными для разработки программных систем. Это позволило создать мощный язык программирования с C-подобным синтаксисом для разработки программных систем. Язык имеет статическую типизацию, поддерживает полиморфизм, перегрузку операторов, делегаты, атрибуты, события, свойства, обобщенные типы и методы, итераторы и многое другое. Подобно Java, программы, написанные на C#, выполняются на своеобразной «виртуальной машине», предварительно переводясь в представление MSIL (Microsoft Intermediate Language) - CLR, что, с одной стороны, ограничивает возможности C# возможностями CLR, с другой - делает выполнение более безопасным и независимым в рамках платформы .NET Framework. Последний выпущенный стандарт языка - C# 6.0, значительно упростил некоторые языковые конструкции, добавил новые возможности.

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.