油罐區(qū)油位網(wǎng)絡測量技術

陳立博

【摘 要】本文介紹了高精度油罐區(qū)油位網(wǎng)絡測量技術在遼河油田中轉站的應用。詳細介紹了利用網(wǎng)絡傳輸技術對油罐區(qū)油位信號進行控制。實現(xiàn)了油位的企業(yè)信息化管理。

【關鍵詞】YI2000E；Easyview；ActiveX；MOXA NPort6150；西門子S7-300PLC

0.引言

隨著網(wǎng)絡傳導技術的發(fā)展與成熟，一種既安全又可靠的測控技術被成功開發(fā)并應用于遼河油田中轉站。由于該地區(qū)多雷雨，所以會造成電子儀表等其他檢測設施損毀或者無法正常工作，部分地區(qū)仍然停留在人工檢測的測量方式，這種方式不僅無法實現(xiàn)正常的實時檢測，也缺少報警，一旦發(fā)生事故，現(xiàn)場不能得到及時控制，將造成巨大損失。此外，油罐區(qū)因分布分散，依靠人工來測量會浪費大量人力和物力。高精度的油罐區(qū)油位網(wǎng)絡測量技術的應用實現(xiàn)了現(xiàn)場無電信號傳輸，從根本上杜絕了因雷擊造成儀表損壞的現(xiàn)象發(fā)生；實現(xiàn)了油罐區(qū)油位參數(shù)的實時在線檢測。

1.系統(tǒng)構成及工作原理

1.1系統(tǒng)硬件構成

測量部分由YI2000E型防爆超聲波液位計、NPort6150、工業(yè)控制計算機、網(wǎng)絡交換機等組成。YI2000E型防爆超聲波液位計是該測量系統(tǒng)的重要組成部分，它由測量單元、RS485變送器、電纜等組成，其中測量單元包括內置溫度補償，功率自適應，可擁有信號處理技術等，提高了儀表的測量精度。

1.2系統(tǒng)軟件構成

本測量系統(tǒng)軟件由高效智能的數(shù)據(jù)處理器和工業(yè)控制器兩部分組成。其中智能數(shù)據(jù)處理器部分即西門子S7-300PLC完成了對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采樣收集并將數(shù)據(jù)上傳到工控機。它采用串口及網(wǎng)絡通訊與上位機進行數(shù)據(jù)交換。上位機監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用Easyview進行開發(fā)。上位機監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了與智能數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)通訊、油罐區(qū)油位現(xiàn)場監(jiān)測、油罐存油量自動測量與計算、數(shù)據(jù)表格自動生成、油罐區(qū)油位高位于低位自動報警、報警時數(shù)據(jù)庫的自存儲，并且利用網(wǎng)絡技術實現(xiàn)了儀表控制室工機與調度室用于現(xiàn)場監(jiān)控的工控機間實時數(shù)據(jù)交換。

1.3原理及實現(xiàn)

1.3.1信號采集YI2000E型防爆超聲波液位計最新的南控聲波技術實現(xiàn)油位的檢測

當被測介質油位發(fā)生變化時，向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離。并將距離值轉變?yōu)殡娦盘?，進行放大整形后以通用的RS485串行通訊方式將數(shù)據(jù)上傳至網(wǎng)絡，進一步至上位機。

1.3.2模擬畫面及數(shù)據(jù)的記錄

操作員可以實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控油罐區(qū)油位情況，系統(tǒng)通過對采集數(shù)據(jù)定時監(jiān)控，定時存儲，進一步生成歷史數(shù)據(jù)記錄excel表格以備操作員需要時，查看某油罐區(qū)油位的歷史曲線與歷史記錄。實時趨勢曲線是通過調用EASYVIEW的通用控件中的OCX“實時趨勢曲線”來實現(xiàn)的，在操作員現(xiàn)場操作可以調整時間跨度及縱坐標軸，從而可以直觀地看到對應油罐區(qū)油位實時趨勢曲線。也可對多個油罐區(qū)的油位進行檢測并記錄。

1.3.3報警數(shù)據(jù)庫

如果某一油罐區(qū)油位高度發(fā)生超限報警時，處理器會即生成報警事件。當有報警事件發(fā)生后，上位機會將報警事件發(fā)生的時間、上限值、下限值、報警值寫入相應excel表中。操作人員可查詢相關的報警記錄并打印。

1.3.4報警Alarm

在組態(tài)軟件編制過程中會用VB等相關編程控件，實現(xiàn)語音報警提示。只這樣如有報警事件觸發(fā)時，既有報警指示燈閃爍又有相應的指示語音報警。

⑤罐容的查詢與監(jiān)控。系統(tǒng)在編制過程中從根本上解決了存油體積、存油質量等參數(shù)需要人工監(jiān)控查詢的問題。在編制監(jiān)控系統(tǒng)時首先將每個罐區(qū)油罐的罐容數(shù)值表編制成一數(shù)據(jù)庫（包括儲油的密度、溫度、標準密度等參數(shù)）。這樣通過實時檢測到的油位信號就可以得到存油的質量。

⑥系統(tǒng)授權。監(jiān)控系統(tǒng)在開發(fā)過程中對用戶進行了授權配置，在軟件運行過程不同的授權級別可以預期對應的應用項目。

⑦網(wǎng)絡功能。監(jiān)控系統(tǒng)由三臺下位機，一臺上位機組成。下位機完成數(shù)據(jù)采集、罐容查詢、罐區(qū)油罐存油計算、報警數(shù)據(jù)庫記錄等功能，而且要將各種數(shù)據(jù)上傳到調度室內的上位機。上位機可以訪問每一臺下位機，調度人員通過上位機可以隨時查看各站點的相應數(shù)據(jù)。在基于TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議的網(wǎng)上，使用戶能夠實現(xiàn)上、下位機以及更高層次的廠區(qū)連網(wǎng)。TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議提供了在不同硬件體系結構組成的網(wǎng)絡上進行通訊的能力。一臺PC機通過TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議可以和多個遠程計算機（即遠程節(jié)點）進行通訊。

該監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構，每一臺計算機都要配置為連網(wǎng)方式，它們要選用同一種通訊協(xié)議（TCP/IP）。每一臺下位機既要設為I/O服務器也要設為歷史數(shù)據(jù)服務器，選擇一臺計算機為登錄服務器和校時服務器。

2.系統(tǒng)特點

2.1本安型

此系統(tǒng)防爆等級為IAⅡCT4～T6，完全達到油安安全要求。用超聲波型號進行測量、傳輸；具有抗電磁干擾的特點；儀表控制室到油罐現(xiàn)場實現(xiàn)信號網(wǎng)絡測量和傳輸，實現(xiàn)無電測量，因此杜絕了引雷、打火，儀表被擊壞的可能，更不會引起火災。

2.2實用性

可帶油安裝，安裝時不用火、不用電、不清理油罐。

2.3智能型

自動形象地顯示罐內存油量；自動計算罐內存油的質量；自動打印各種報表；油位超標時自動報警等。并可利用網(wǎng)絡技術實現(xiàn)儀表控制室同調度室間的數(shù)據(jù)通訊。

3.結束語

目前遼河油田中轉站已經將該油罐區(qū)油位系統(tǒng)投入到中轉站車間運行，測量數(shù)據(jù)準確，從根本上杜絕了人工測量隨機誤差大，無法實時在線監(jiān)測的弊端。調度室操作員可以隨時了解設備運行情況，改變了以往依靠儀表室操作員定時以電話匯報數(shù)據(jù)的工作方式。該系統(tǒng)的投入使得操作員從以往大量的查表工作中解脫出來，提高了生產效率。 [科]

【參考文獻】

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