針對SCADA技術(shù)在體積管檢定系統(tǒng)中的運用

李懷軍中國石油天然氣股份有限公司管道長春輸油氣分公司

針對SCADA技術(shù)在體積管檢定系統(tǒng)中的運用

李懷軍
中國石油天然氣股份有限公司管道長春輸油氣分公司

摘要：SCADA技術(shù)在當(dāng)今社會應(yīng)用廣泛，它是基于計算機進行的自動化監(jiān)控數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，被用于石油化工、工廠供電、交通等諸多方面。體積管體積龐大，計量其示值時容易產(chǎn)生誤差。運用SCADA技術(shù)在體積管檢定系統(tǒng)中，有效的解決了這一問題，自動化采集精準(zhǔn)的同時更節(jié)省了時間。完善這一技術(shù)的應(yīng)用，可促進石油化工業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：SCADA技術(shù)；體積管檢定系統(tǒng)；運用

一、體積管檢定系統(tǒng)的組成

1、體積管

工作任務(wù)的不同，體積管分為兩種；活塞式和球式?；钊襟w積管的體積比球式的要小，但其組成部分都大體相同，包括計量部位、位移器、開關(guān)等幾大部分。工作原理都是當(dāng)流量流經(jīng)兩個檢測開關(guān)相近部位時，從開關(guān)兩端開始計量流量體積，與額定數(shù)值相比較，從而確定誤差。體積管所在位置的不同導(dǎo)致其檢定方法也相差很多，在海面上通常采用與標(biāo)準(zhǔn)表對比，其余檢定還常用檢測二等標(biāo)準(zhǔn)金屬量器。

2、二等標(biāo)準(zhǔn)金屬量器

二等標(biāo)準(zhǔn)金屬量器是由不銹鋼材料鑄成，其工作內(nèi)容是測量液體體積，是檢定系統(tǒng)的重要組成部分之一。它有確定的容量體積，由容量器、動力設(shè)備、循環(huán)泵等輔機組成。工作過程中其各個附件運行可以將流經(jīng)液體反復(fù)檢測，設(shè)備上會附有標(biāo)尺方便讀取頁面高度。

3.檢測儀表與計算機設(shè)備

這些大部件安裝運行后是通過計算機進行操控的。檢測儀表由傳感器，顯示屏，控制中樞組成，在儀表的內(nèi)置控制板內(nèi)，插入編定好程序的單片機，實施遠程計算機操控。需要在計算機內(nèi)編定一套PLC控制程序，在操控臺上設(shè)置好各開關(guān)閉合斷開控制的相應(yīng)設(shè)備，通過控制軟件檢測體積管檢定的數(shù)據(jù)，設(shè)置預(yù)警程序。PLC程序由系統(tǒng)和硬件兩部分組成，廣泛應(yīng)用于工廠供電，精準(zhǔn)的同時可以根據(jù)實際需求重新擬定程序，實現(xiàn)檢測操控。

二、影響體積管檢定結(jié)果的因素分析

1、檢定介質(zhì)攜帶氣體

被檢定液體在流經(jīng)檢定系統(tǒng)時由于自身攜帶的氣體造成金屬量器對其體積的測量產(chǎn)生誤差，這是干擾鑒定結(jié)果的重要因素。在測量時，要確保在基礎(chǔ)管道的液體全部流入二等標(biāo)準(zhǔn)金屬量器。此過程中有氣體的進入不但影響結(jié)果，還證明管道的密閉性不好出現(xiàn)泄漏，介質(zhì)通過縫隙流出管道影響精準(zhǔn)度的同時也造成損失。

2、空氣進入體積管檢定系統(tǒng)的途徑

分析空氣進入管道的原因是解決問題的關(guān)鍵。通?？諝膺M入有以下幾種方式；由于體積管體積龐大，很難做到真空狀態(tài)，在使用前管內(nèi)自身會存有空氣；液體在快速流動時直接與空氣接觸會產(chǎn)生氣泡，在檢測前，介質(zhì)是暴露在空氣中的，攜帶氣體一同進入管內(nèi)，造成誤差；水泵運轉(zhuǎn)時振動較大，安裝過程疏忽造成的密閉性不好，工作時強大的吸力形成了水面的空氣流動不平穩(wěn)，會將水與空氣一同吸入管內(nèi)。水在通電的情況下會分解成氫氣和氧氣，其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，自身就容易攜帶空氣，用透明玻璃容器稱裝水時，可以觀察到吸附在容器壁的微小氣泡，在大量液體檢測中這種氣泡也很難排除。

三、體積管檢定過程原理與要求

1、檢定原理

檢定體積管是為了了解其容量體積比標(biāo)定值是否存在誤差，通過位移器的移動實現(xiàn)自動檢定，不需要手動控制開始結(jié)束。當(dāng)體積管內(nèi)的液體流經(jīng)檢定部位的時，會推動位移器移動至開始功能觸發(fā)器端口，電流流經(jīng)端口后轉(zhuǎn)換器開始工作將液體引入檢定容器。水流在此容器中延與之前相反方向流動，推動位移器觸碰結(jié)束開關(guān)，轉(zhuǎn)換器將液體從測量段引出，再改變流量反復(fù)重復(fù)上訴操作，完成測量，再利用程序系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行分析確定誤差值。

2、檢定過程對自動化技術(shù)的要求

計算機程序的編寫要嚴(yán)密，對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)做到實時監(jiān)測,精準(zhǔn)快速；完成一系列轉(zhuǎn)化切換都要由電腦進行操控，實現(xiàn)自動化對接；在計算機內(nèi)事先輸入對比數(shù)值，測量結(jié)果自動分析計算，并得出結(jié)論；PLC控制系統(tǒng)要求穩(wěn)定性高，不受磁場、電流變化干擾，對錯誤指示有預(yù)警功能，檢定過程中電壓平穩(wěn)；將實施這些功能的計算機連接交換機形成內(nèi)網(wǎng)，方便每臺工作電腦自由查閱參數(shù)。

四、系統(tǒng)設(shè)計

1、組態(tài)軟件

實時監(jiān)控系統(tǒng)采用Citect編程組態(tài)軟件。這是一種基于Win?dows操作系統(tǒng)的工控軟件,可以完成數(shù)據(jù)的采集、顯示、現(xiàn)場設(shè)備控制、趨勢分析、報警管理、報表打印等多種過程控制任務(wù)。它采用菜單方式,鼠標(biāo)操作,運行中可提供相應(yīng)的幫助,操作員很容易掌握。應(yīng)用到檢定系統(tǒng)的主要開發(fā)功能,包括操作員權(quán)限控制、監(jiān)控畫面、趨勢管理、報警管理、報表管理等。

2、PLC編程軟件

PLC編程采用支持艾倫-布拉德利SLC500和Mi-croLogixTM系列的RSLogix500軟件包。該軟件擁有靈活的梯形圖編輯器,可利用校驗功能巡檢程序錯誤。其強大的數(shù)據(jù)庫編輯器,可方便地定義符號,或者對梯形圖指令進行編址。該軟件具備高效的編程工具和客戶數(shù)據(jù)監(jiān)視器,還可利用DOS下的RockwellSoftware軟件包進行文件的轉(zhuǎn)移和升級。

3、自動化系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)

該自動化系統(tǒng)能夠成功搭建的關(guān)鍵在于很好地解決了通訊問題。計算機系統(tǒng)中央處理器1747-L551直接為標(biāo)準(zhǔn)化的分散可編程控制器提供高帶寬的網(wǎng)絡(luò)連接,其10Base-T的以太網(wǎng)通道內(nèi)置接口支持TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)通訊協(xié)議,使得數(shù)據(jù)可以快速吞吐而無備板上的延遲。

五、系統(tǒng)工作過程與功能實現(xiàn)

體積管檢定過程中,下位機接收現(xiàn)場儀表檢測到的體積管和標(biāo)準(zhǔn)量器的壓力、溫度模擬量信號以及閥門與換向器的開關(guān)量信號,經(jīng)過處理(每個模擬量信號轉(zhuǎn)換成一個16位的字,16個開關(guān)量信號合成一個16位的字)后存儲到PLC的寄存器中供上位機讀取;同時接收上位機發(fā)送的遙控命令并傳給現(xiàn)場設(shè)備。上位機則負責(zé)從下位機讀取數(shù)據(jù),進行顯示或生成報表,或根據(jù)操作員的需要發(fā)出遙控命令。

小結(jié)

SCADA技術(shù)在體積管檢定系統(tǒng)中的應(yīng)用，使檢定過程更簡單精準(zhǔn)，有效的節(jié)省了人力和時間。先進技術(shù)的引用，有效提高企業(yè)市場競爭力。減少設(shè)備運轉(zhuǎn)人為原因造成的爭議。SCADA技術(shù)是未來工廠大型設(shè)備操控的必然發(fā)展方向，結(jié)合理論經(jīng)驗，幫助這一技術(shù)更靈活運用，全面實現(xiàn)工廠自動化操控。

參考文獻：

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