韓越

摘 要：隨著社會的發(fā)展，石油對于國民經(jīng)濟發(fā)展的作用日益明顯，為了保證石油行業(yè)能夠更加穩(wěn)定的發(fā)展，需要加強對油庫自動化管理?；诖?，本文將分析自動計量及管理控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、配置以及功能，探究自動計量及管理控制系統(tǒng)的技術(shù)指標以及計量精度，旨在為相關(guān)工作人員提供參考。

關(guān)鍵詞：自動計量；管理控制；模塊設(shè)置

前言：自動計量及管理控制系統(tǒng)主要用于貿(mào)易結(jié)算與庫存管理，由計算機、狀態(tài)監(jiān)控軟件、網(wǎng)組設(shè)備、執(zhí)行機構(gòu)、觸摸屏、傳感器、控制箱、可編程邏輯控制器等部件構(gòu)成，最終形成一個自動監(jiān)控的管理網(wǎng)絡(luò)。通過這一管理網(wǎng)絡(luò)，實時掌控油庫中設(shè)備的運行狀態(tài)、計量的精確程度，提高工作質(zhì)量。

1.油庫自動計量及管理控制系統(tǒng)設(shè)計

1.1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與配置

按照具體的功能，可以將自動計量及管理控制系統(tǒng)分為現(xiàn)場管理層、過程管理層以及計算機控制層?，F(xiàn)場管理層的核心為兩臺可編程邏輯控制器，二者之間利用RS-485實現(xiàn)信息通信；過程管理層主要由觀測PC機與上位工控機構(gòu)成，在普通網(wǎng)卡的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)與以太網(wǎng)的連接，遵守TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)信息通信。由于可編程邏輯控制器與工控機被安裝在同一間控制室之中，因此可以通過RS-232完成近距離的數(shù)據(jù)交換。在過程控制層中，可編程邏輯控制器的任務(wù)就是從采集模擬量信號以及現(xiàn)場數(shù)字量，在完成初步處理之后傳輸至工控機，并接收工控機的相關(guān)指令。在選擇可編程邏輯控制器時，要分析被控制量的具體性質(zhì)，統(tǒng)計I/O的具體點數(shù)，系統(tǒng)除了要監(jiān)控各個閥、泵的信號之外，還需要檢測流量、溫度、液位的變送信號。其中渦輪流量計就是獲取現(xiàn)場流量信號的設(shè)備，經(jīng)過變送器向?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為脈沖信號；現(xiàn)場的鉑電阻是采集溫度信號的設(shè)備；液位傳感器就是獲得液位信號的主要設(shè)備，然后再有變送器將信號轉(zhuǎn)化為標準的電壓信號。在統(tǒng)計I/O點數(shù)時，需要預(yù)留30%左右的備用量，保障系統(tǒng)具有擴展的能力。

1.2模塊設(shè)置

在自動計量及管理控制系統(tǒng)中，模塊的操作具有統(tǒng)一的規(guī)律。每一個類型的模塊內(nèi)部都有緩沖儲存器，并且其地址與功能使相互對應(yīng)的，如果要修改模塊的相關(guān)參數(shù)，那么儲存器的內(nèi)部的信息也將會被改變。在設(shè)置模塊參數(shù)時，可以通過使用編程的方式來實現(xiàn)，也可以利用每個模塊專用的軟件來設(shè)置。模塊參數(shù)設(shè)置的重要內(nèi)容為：初始化模塊、自動刷新CPU設(shè)置以及操作參數(shù)。

例如：自動計量及管理控制系統(tǒng)中的A/D模塊，將液位傳感器采集的信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，在高速轉(zhuǎn)換處理的作用下，將其進行數(shù)字量的處理，利用實時刷新的功能將信號數(shù)據(jù)儲存至CPU之中，該模塊能夠通過電流信號、電壓信號等不同的形式進行設(shè)置。在系統(tǒng)之中，可以進行如下設(shè)置：地址分配分別是0020H、0030H，CH1～CH4為應(yīng)用通道，電壓的輸入范圍是1V～5V，同時將其設(shè)置為常用模式，并開啟自動溫度補償。上述的設(shè)置均需要通過GX Developer軟件來實現(xiàn)，首先設(shè)置模塊的名稱，確定I/O的地質(zhì)，然后進行初始化設(shè)置，將應(yīng)用通道設(shè)置為Enable，具體的工作方式為Sampling[1]。

1.3功能實現(xiàn)

實現(xiàn)系統(tǒng)功能的方案為：將渦輪流量計所生成的脈沖信號輸送至控制室之中，再由變送器將其整合為標準的信號，分送到可編程邏輯控制器與流量計數(shù)器中，可編程控制器的主要任務(wù)就是感應(yīng)標準的脈沖信號，完成計數(shù)后進行進位處理，保障上位機能夠?qū)崟r讀取相關(guān)數(shù)據(jù)。目前，有很多高速的計數(shù)模塊，但是其抗干擾的能力較弱，并且需要良好的工作環(huán)境。通過實踐證明，發(fā)油計量的脈沖頻率通常不會大于15赫茲，因此可以使用24V的模塊完成計數(shù)的工作。

上述功能實現(xiàn)的方案主要涉及兩個問題：第一，可編程控制器能否滿足硬件的最大反應(yīng)頻率；第二，如果無法使用外接電源，模塊能夠繼續(xù)完成流量的技計數(shù)。為此，進行了模擬實驗：使用發(fā)生器生成標準的電信號，并將其連接至QX80輸入終端，通過并聯(lián)示波器的方式監(jiān)測電信號，利用GX Developer軟件完成計數(shù)工作。實驗表明，只有最大限度的增加驅(qū)動功率，電信號本身才能驅(qū)動可編程控制系統(tǒng)實現(xiàn)計數(shù)；當脈沖的頻率小于60赫茲時，可編程控制系統(tǒng)才能夠更加精確的完成技術(shù)。

2.油庫自動計量及管理控制系統(tǒng)技術(shù)

2.1系統(tǒng)的技術(shù)指標

為了能夠高質(zhì)量的完成自動計量及管理控制系統(tǒng)的設(shè)計，并實現(xiàn)其功能，需要遵循技術(shù)指標。具體如下：（1）計量工作采用的是質(zhì)量流量計，控制精度以及系統(tǒng)計量的值小于等于2%；（2）檢測油管的具體存油量需要使用雷達液位傳感器，檢測精度的誤差必須小于等于2%；（3）火車、碼頭需要具有自動雙向計量的功能，其他位置可以為單項定量計量方式；（4）計算機需要實時檢測油品的密度、溫度、積算流量以及瞬時流量等數(shù)據(jù)；（5）在計算機中，能夠?qū)崿F(xiàn)手動、自動操作設(shè)備的閥門與泵，在調(diào)試設(shè)備、檢修故障時，需要通過觸摸屏現(xiàn)場模式閥門與泵，并且需要保障每一種方式能夠平滑切換；（6）安裝、設(shè)置聲光、啟動、停止以及緊急停止的個報警設(shè)置，計算機與各個信息之間之間需要進行連鎖，避免操縱失誤造成的損失；（7）油庫中的輸油泵能夠自動調(diào)節(jié)發(fā)油量，并且需要設(shè)置電器故障、出口超壓的連鎖保護。將壓力開關(guān)安裝在出口的位置，一旦壓力超過限制或者規(guī)定，并會立即停止輸油工作；（8）系統(tǒng)需要具有自動打印清單的功能；（9）在管道的內(nèi)部，經(jīng)常會出現(xiàn)氣體，需要在其中安裝過濾消氣器，避免氣體影響計量的精度；（10）由于采集的數(shù)據(jù)需要長期保存，因此要使用雙機熱備。如果其中一套設(shè)備發(fā)生故障，那么另一套設(shè)備便會自動啟動保護相關(guān)的數(shù)據(jù)；（11）根據(jù)系統(tǒng)的功能以及對象，需要對其設(shè)置不同級別的密碼。

2.2計量精度分析

在自動計量及管理控制系統(tǒng)中，含有兩套計量系統(tǒng)：一套是油管液位計量，由此獲得油庫中油的具體儲量，另一套則主要檢測油品質(zhì)量，通過科學換算得出流量計的具體油量。上述兩套系統(tǒng)在計量精度方面存在一定的差異：第一套計量系統(tǒng)通常使用進口的雷達液位檢測裝置，其精度小于等于2%，可以通過溫度檢測檢測系統(tǒng)實現(xiàn)溫度補償，但前提是溫度檢測的誤差要小于0.1攝氏度；在第二套計量系統(tǒng)中，通常使用進口的流量計，并結(jié)合可編程控制系統(tǒng)中的定量方式，將計量的精度控制在2%以下，可編程控制系統(tǒng)選擇的轉(zhuǎn)換器為15位的A/D，其轉(zhuǎn)換的精度高達0.03%，其相應(yīng)的速率是12Mbits/s[2]。

就執(zhí)行機構(gòu)而言，盡可能選擇重復(fù)性優(yōu)良的切斷閥，完成具體的修正以后，保障定量、計量的精度小于等于2%，從而符合交易結(jié)算的要求。在自動計量及管理控制系統(tǒng)中，兩套系統(tǒng)分貝使用不同的計量方式，并且從兩個不同的角度出發(fā)管理計量。雖然油品的密度、溫度會直接影響液位計量的準確性，無法高精度的完成交易計量，但是這種方式能夠準確、直觀的檢測油罐中的油量，有利于開展內(nèi)部管理工作，經(jīng)過校驗以及修正，能夠?qū)⑵渥鳛檩o助計量的設(shè)施。

結(jié)語：綜上所述，油庫自動計量及管理控制系統(tǒng)在構(gòu)成、功能以及技術(shù)等方面具有嚴格的要求，需要工作人員予以重視。以此為基礎(chǔ)，在實際應(yīng)用中保障系統(tǒng)具有一定的擴展性，提高計量的精度以及油庫管理的自動化水平。所以，可以將自動計量及管理控制系統(tǒng)應(yīng)用在油庫的管理、油品的交易中，促進石油行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]王兆祥.油庫安全監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].哈爾濱理工大學，2015.

[2]王影.碼頭及碼頭庫區(qū)油品計量統(tǒng)計管理[J].科技與企業(yè)，2016，08：52.