
1、前言
目前,我们国内多数罐区、油库仍旧采用手动的控制方式进行发货计量,落后的仪器仪表(如气动电液阀需要气源等)已经不能满足当前工业快速发展的需求,仪表精度一直以来是人们不断探讨和改进的话题。先进科学技术的不断发展给落后的罐区自动发货、油库自动发货计量系统的改造带来了新的机遇和挑战。
随着科学技术不断被应用于工业过程控制领域,在一些工业场合,其整个过程控制都已经实现了自动化控制。因此,油库自动发油以及罐区内化学品的自动发货计量,最终实现过程控制自动化将是发货计量系统历史发展的必然趋势。自动发货计量系统的设计要具有安全性、高效性、使用寿命长、操作简单、方便快捷等特点。
2、现状综述
罐区发货计量是石油化工行业对外对内的一个重要业务,它的准确性和及时性关系着相企业和用户的成本和利润。
一个普通的罐区中一般都有许多装有不同原料或相同原料的罐,不同原料进入罐区都有相应的流量计量,而相关的罐之间都通过工艺管线的设计彼此之间保持着联系。当然,当原料进入罐区的时候有几种不同的方式:管线输送、汽车配送、火车配送。显然这些方式都有一个共同点,必须保证供方和买方的计量数据在允许误差范围内一致。
对于原料的外供,大多数罐区都建立了专用的发货场,设立多个发货台,每个发货台安装一个高精度的流量计和相关的阀门控制以及辅助仪器仪表。同时,每个发货台都有专职的操作人员,他们从发货开始到结束,完成对流量计的读数,阀门的开启和关闭,电机的起停,静电接地和原料溢出等工作,整套程序每发一次货就操作一次,劳动强度大,效率比较低,原料溢出人工预报警迟缓,一旦涉及到温度对原料影响较大的情况,更是对实时流量动态补偿无可奈何。对于罐区计量管理人员而言,每天需要对发货中产生的大量数据进行汇总、统计、分析并产生相关报表,这些工作的繁琐性不言而喻。对于要实现更细的计量分类统计工作对相关人员的要求就更高了。
3、功能实现
随着计算机软硬件技术以及自动化仪器仪表技术的发展,罐区发货计量也迎来了一个全面更新提升的机会,罐区自动发货计量系统正是为解决这样的问题而设计。
从前面的现状分析可以知道,要实现罐区自动发货计量必须保证以下几个重要环节的实现:
(1)系统必须能够按照要求自动启动和停止电机。
(2)系统必须能自动启动和关闭管线上的阀门(电磁阀或电液阀),特别是阀门关闭的时候必须保证管线的振动小、发货计量的精度高(也就是过冲量要小)。
(3)系统自动判断静电接地的可靠性,并做出相关保护动作。
(4)系统自动判断原料的溢出,并做出相关保护动作。
(5)系统的操作尽量简单,维护方便,人机界面友好。
(6)系统的防爆性能、抗电磁干扰、供电以及掉电处理必须满足要求。
(7)系统对温度等影响计量精度的因素必须进行补偿。
(8)系统具有联网工作和单机工作的特性。同时单机工作的时候,每次发货计量的记录要保留。
(9)系统相关软件报表分析等功能须满足客户的需求。
那么具体而言,罐区自动发货计量系统如何实现呢?下面以油库自动发货计量系统为例进行介绍其中重要的几个步骤(假设油库已经有一个发货场,原来由人工实现)。
首先,了解发货场现场实际情况,从工艺上分析系统改造的可行性。过去,许多油库的发货场由于实际原因并没有按照国家标准规范进行设计实现,但是采用人工的方式基本上能实现系统需求。采用新系统,一定要保证系统的规范性,从多个环节来提高发货的安全性和精确性。
其次,确定系统的整体架构。
罐区自动发货计量系统可以实现两级自动化选择,根据实际情况可以采用联网和单机工作模式,对于不同的用户需求采取不同的结构实现。
联网方式采用的是分布式数据采集结构,每一个发货台构成了系统的一个节点,只要系统上电,工作正常,那么上位机就能直接与该货位实现通讯,并相互交换数据,发货台所做的工作只是输入发货密码,确定输油即可,具体发货数量,发货台位都由上位机确定。同时,相关数据回传至上位机,自动生成各种统计、报表。
单机方式采用手工输入每次发货的工号,密码,发货量等数据,各自独立工作,并不建立网络互联的总线结构。优点是系统结构简单,故障查询方便,投资少,但是不能形成有效的各种统计报表,只能查阅相关的发油记录。

4、硬件选型
确定完系统结构后,下一步就是添加相关的仪表设备。
(1)对于原来只是通过读取流量计表盘指针来计量的用户必须加装流量计发讯装置,产生相应的脉冲信号,并确定其脉冲当量等参数。对于带有智能数字信号接口的流量计,了解其通讯协议,连接至系统的数字接口进行计量。
(2)在发油管线的相关位置,安装带有电器接口的电磁阀或电液阀。
(3)当系统需要的时候,在管线上安装温度计,并将转换后的电阻信号或电流信号引入系统。
(4)添加静电和溢出报警控制器单元,专门用于检测相关重要设备的接地和发货的溢出等安全问题。确定接地电阻满足系统要求。
(5)安装发货台人机操作接口设备,主要用于用户输入相关重要参数如发货密码、发油量、系统工作方式以及查询以往发货数据等。
(6)如果系统采用联网方式,还需要建立总线网络,与各个货位进行数据交换。在开票室添加系统通讯机实现与下位机和上位机的通讯桥梁作用,安装工业控制计算机,并安装专用的发货系统等功能软件。
最后,进行系统联调,实现系统预先设定好的功能。
5、结论
当然作为一个整体,罐区原料的入库与出库同样重要。网络技术的日趋完善,其稳定性以及建立在这之上的网络应用软件,数据库技术都使得罐区信息综合管理变得可行,从而实现了一个围绕原料管理的完整流程的横向和纵向的信息融合,把原本孤立的各种信息都集中在了一起,使各个环节更加透明化、实时化。