油品儲運系統(tǒng)自動化設計技術分析

何彥

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，以及科學技術的不斷發(fā)展，油品儲運系統(tǒng)的自動化技術的出現(xiàn)是必然趨勢，國家的發(fā)展離不開石油的使用，因此我國應該不斷加強對油品儲運系統(tǒng)的自動化設計，提高相關的技術，讓油品在運行的過程中的安全性得到保障，并在很大程度上提高油品儲運的質(zhì)量和效率，因此對油品儲運系統(tǒng)的自動化設計技術進行分析具有十分重要的意義。

一、油品儲運系統(tǒng)概述

油品儲運是一個綜合性的工程科學，其涉及的范圍非常廣，因為行業(yè)、企業(yè)以及部門的不同，其要求也存在著一定的差別，比如軍用的油品儲運和民用的油品儲運之間存在差別，礦場的油品儲運以及煉油廠的油品儲運之間存在著差別。盡管從理論上來講，其存在的差別比較小，但是在實際的運行當中，其設備以及技術措施的使用卻具有鮮明的特色，油品儲運系統(tǒng)要對整個油品的儲運、核算、計量以及安全管理等各個方面負責，隨著社會的不斷發(fā)展以及計算機技術的不斷進步，實現(xiàn)油品儲運系統(tǒng)的自動化能夠在很大程度上實時動態(tài)掌握油品庫存情況，為合理的調(diào)度生產(chǎn)提供有力的保障，從而降低石油化工企業(yè)的生產(chǎn)成本，并減少生產(chǎn)中的損耗，不斷提高石油化工企業(yè)的經(jīng)濟效益，保證油品儲運安全可靠的管理，進一步促進企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標，具有十分重要的意義。

二、油品儲運系統(tǒng)自動化概述

油品儲運系統(tǒng)的自動化主要包括裝卸車的自動化控制以及銷售管理的自動化、油品集輸和罐區(qū)監(jiān)控管理的自動化，實現(xiàn)油品在線的調(diào)合工作，由于每個企業(yè)實際發(fā)展的情況不同，所以有一些企業(yè)的儲運污水處理的監(jiān)控管理系統(tǒng)的組成包含多個系統(tǒng)。在油品儲運的過程中，其核心的工作是對儲罐以及全部的罐區(qū)進行嚴格的監(jiān)控與管理的工作，所以罐區(qū)的自動化技術在很大程度直接決定了整個油品儲運系統(tǒng)自動化技術水平的質(zhì)量。

三、油品儲運自動化技術的應用

（一）PLC技術的重點應用與要求

在油品儲運系統(tǒng)當中，油品儲運自動化技術可以在控制信號輸出的工作中進行應用，其開關主要選用的是無觸點開關，其電壓一般是25VDC500Ma，調(diào)節(jié)輸出的輸出模擬量和PID的比率是以1-5vDC、4-20mADC為標準。同時PLC技術也可以應用在監(jiān)控現(xiàn)場實際的執(zhí)行過程當中，在整個應用的過程中，要想實現(xiàn)現(xiàn)場執(zhí)行過程的監(jiān)控工作，需要做到以下兩點：1.動作反應的監(jiān)控系統(tǒng)；2.看門狗定時器電路監(jiān)控的工作。這兩個方法中間并不存在聯(lián)系，所以也就不具有一定的邏輯性，在一般情況下，如果在動作反應的監(jiān)控系統(tǒng)中增設I/O點，則還需在相應的位置增設能夠及時反饋信息的信號，讓其能講實時的監(jiān)督功能發(fā)揮出來，從而保證監(jiān)控的質(zhì)量和效率，在兩個監(jiān)控的方法當中，看門狗定時器的電路監(jiān)控比動作反應監(jiān)控系統(tǒng)簡單，其不需要增設一些I/O點，因此也就不需要相應的對信息進行反饋的信號，監(jiān)控的工作比較容易實現(xiàn)。在處理罐區(qū)油品調(diào)合的過程中也能應用PLC技術，社會在不斷發(fā)展，市場上的需求也在不斷發(fā)生著變化，油品在裝置的過程中可能會出現(xiàn)或多或少的波動現(xiàn)象，所以在油品儲運系統(tǒng)中不斷加強其自動化的控制力度具有十分重要的積極影響。在調(diào)合處理罐區(qū)的油品時，首先要在現(xiàn)場安裝相關的指令流量計，并設置出一定的調(diào)節(jié)流量的工作，在調(diào)合和處理罐區(qū)的油品之前，還要先確定流量輸入的實際情況，對閥門的開關度進行調(diào)整，在完全對裝置餾出口的指標了解之后，再進行調(diào)合的工作，在自動化系統(tǒng)的控制下，在組分的罐區(qū)內(nèi)通過流量調(diào)節(jié)的工作打入多余的組分，從而可以有效應用油品儲運自動化的系統(tǒng)，并在很大程度上將施工操作的環(huán)節(jié)減少，讓整個油品控制的工作能夠得到順利開展。最后還可以在罐區(qū)儲罐的控制閥門中應用PLC技術，在實際應用過程中，油品儲運系統(tǒng)主要使用的是電磁閥對氣動閥門進行控制，其能夠在一定程度上避免安全事故，加上看門狗系統(tǒng)和動作反應監(jiān)控系統(tǒng)的共同作用，能有效控制好罐區(qū)的儲罐閥門，其主要的操作過程如下：在對氣動閥開啟或者關閉的過程中，首先要檢查好回訊反饋的情況，并將可編程序的控制器利用起來，讓氣動閥兩點之間的回訊情況能夠呈現(xiàn)出一定的規(guī)律，在相關的邏輯關系下，讓監(jiān)控和控制氣動閥的工作能夠達到相關的標準，從而讓監(jiān)控工作的可靠性和安全性得到保障，不斷提高油品儲運系統(tǒng)的自動化控制的質(zhì)量和效率。

（二）系統(tǒng)輸出指標要求

油品儲運系統(tǒng)當中，PLC技術指標的要求非常嚴格，在檢測中要求不能產(chǎn)生附加的誤差：針對市場上各種通訊協(xié)議的功能中的數(shù)字輸出變送器（質(zhì)量流量計、鋼帶液位計等）可以實現(xiàn)一定的兼容。對模擬量進行檢測的要求是要求其精度必須保持在±0.1%，要求其輸出的變送器的指標為：4-20mADC、1-5vDC、0-10VDC；對脈沖量進行檢測的要求是不能產(chǎn)生附加的誤差，并且其技術的頻率必須不能超過50KHz，輸出的電壓不能超過5-24VDC，比如渦輪、齒輪等相關的流量計；在對開關狀態(tài)進行檢測時要求必須全部采用開關量進行讀入的模式，其具體的無觸點的開關容量要保證在24VDC 500mA，比如系統(tǒng)中的閥位、苯開關等；最后其輸出的指標要求是：針對系統(tǒng)當中輸出的控制信號，要求其無觸點的開關的具體容量要保持在24VDC 500mA，對其進行模擬量的輸出時要采用4-20mADC、1-5vDC以及0-10VDC，對其進行調(diào)節(jié)輸出時要通過比率PID進行。

（三）PLC數(shù)據(jù)采集要求

在進行數(shù)據(jù)采集的過程中，需要做到以下幾點：首先要進行定時的采集，也就是說在確定的采樣時間內(nèi)采集被控制的對象產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)將相關的數(shù)據(jù)進行儲存，然后對其進行變化的采集工作，其主要是指在進行數(shù)據(jù)采集時采集量發(fā)生了變化，其變化的程度超過了精度的范圍，在記錄數(shù)據(jù)的過程中要記錄采集的時間。在整個過程當中，如果采集的量沒有超過精度的范圍，則不進行采集，這樣能夠在一定程度上節(jié)約數(shù)據(jù)區(qū)。采集的周期應該根據(jù)實際的情況制定，本文所研究的油品儲運系統(tǒng)進行定時的采集工作主要是應用在現(xiàn)場模擬量信號中，規(guī)定對其進行采集的周期保證在500ms/次內(nèi)，根據(jù)現(xiàn)場實際的儀表脈沖量，對其進行采集的操作可以通過高速計數(shù)單元完成，并且也可能會通過PLC技術當中的定時中斷功能將采集信號的頻率信息獲取到，針對系統(tǒng)當中的液位計、質(zhì)量流量計等數(shù)字信號，可以通過通信的形式進行傳遞，連接通訊口與PLV的專用高級語言模擬ASCⅡ，能夠在很大程度上講采集數(shù)據(jù)和現(xiàn)場測量儀表產(chǎn)生的誤差避免，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在PLC技術下油品儲運系統(tǒng)自動化控制的功能，讓整個工作能夠進行統(tǒng)一的管理，并且為了在采集數(shù)據(jù)時，針對可能會產(chǎn)生的干擾進行預防，可以根據(jù)其產(chǎn)生的脈沖量執(zhí)行定時中斷的方法，保證脈沖不會出現(xiàn)丟失的現(xiàn)象。

（四）典型的油品儲運PLC自動化系統(tǒng)設計

當今企業(yè)普遍使用的比較典型的油品儲運自動化系統(tǒng)是SCADA系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)是以計算機為基礎的DCS與自動化監(jiān)控系統(tǒng)。它應用領域很廣，可以應用于電力、冶金、石油、化工、燃氣、鐵路等領域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領域。SCADA系統(tǒng)應用最為廣泛，技術發(fā)展也最為成熟。它在遠動系統(tǒng)中占重要地位，可以對現(xiàn)場的運行設備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能，即我們所知的"四遙"功能。RTU（遠程終端單元），F(xiàn)TU（饋線終端單元）是它的重要組成部分。它在現(xiàn)今的油品儲運自動化建設中起了相當重要的作用，其設計特點主要表現(xiàn)以下幾個方面：

1. 采用下位PLC多層網(wǎng)絡結構實現(xiàn)實時的快速的數(shù)據(jù)采集和控制

將現(xiàn)場各類儲罐的重要參數(shù)包括液位、溫度、開關閥狀態(tài)、泵的運行狀態(tài)進行采集并運算處理，上傳至上位操作員站，以便操作人員遠程了解現(xiàn)場儲罐工作情況，及時調(diào)整操作，確保儲罐的安全動態(tài)管理，為上下游生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)理論依據(jù)。

2. 數(shù)據(jù)采集類型多樣化

現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)可以是模擬量，也可以是數(shù)字量；還可以根據(jù)需要實現(xiàn)遠程開停泵，減少操作人員的勞動強度；由于罐區(qū)比較分散，遠程數(shù)據(jù)也可以使用RTU、FTU，并通過RS485進行遠傳真正做到既分散又集中監(jiān)控，減少人工成本，提高系統(tǒng)的可靠性。

3. 儲罐罐容計算與顯示

設計使用系統(tǒng)兼容的具有罐容計算的通訊轉(zhuǎn)換器，將現(xiàn)場各儲罐數(shù)據(jù)實時采集并計算罐容，上傳至SCADA系統(tǒng)，然后在SCADA系統(tǒng)畫面進行各儲罐罐容顯示，為生產(chǎn)決策者提供實時準確的數(shù)據(jù)報表，為及時調(diào)整和優(yōu)化生產(chǎn)服務。

4. SCADA系統(tǒng)與MES的連接

采用SCADA系統(tǒng)自身的OPC或第三方OPC協(xié)議，可以方便地與MES系統(tǒng)進行連接并交換數(shù)據(jù)。MES系統(tǒng)，即制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)，是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。MES系統(tǒng)通過與SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換，MES實時掌握底層數(shù)據(jù)信息，為企業(yè)提供包括制造數(shù)據(jù)管理、計劃排產(chǎn)管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫存管理、質(zhì)量管理、成本管理、項目看板管理、生產(chǎn)過程控制、底層數(shù)據(jù)集成分析、上層數(shù)據(jù)集成分解等，最終為企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度，成本控制制定切實可行的方案，提高企業(yè)的生產(chǎn)、質(zhì)量、安全、成本的動態(tài)管理能力。

四、構建油品儲運自動化生產(chǎn)與管理的系統(tǒng)

（一）優(yōu)化儲運的參數(shù)，不斷將儲運的效率提高

隨著信息化技術和自動化技術的不斷發(fā)展，相關的企業(yè)應該根據(jù)油品儲運的實際情況，不斷優(yōu)化儲運的參數(shù)，將信息化技術與自動化技術結合運用在油品儲運系統(tǒng)當中，能夠?qū)⒐芫€實時監(jiān)控的功能作用不斷提高，從而不斷推動油品儲運參數(shù)優(yōu)化的工作順利開展，讓企業(yè)油品儲運的工作質(zhì)量得到一定的保障。

（二）將油品儲運設備的工作效率不斷提高

在儲運油品的過程中，將油品儲運設備的工作效率提高，能在很大程度上把油品儲運工作的水平和質(zhì)量有效提高。隨著時代的發(fā)展，信息化技術也在不斷進步當中，能不斷對自動化系統(tǒng)創(chuàng)新，讓其跟上社會發(fā)展的步伐。同時也讓油品儲運系統(tǒng)高效運行擁有一定的技術指導，讓整個生產(chǎn)、運輸?shù)倪^程中的安全性和可靠性得到保障，讓監(jiān)測與原油自動化計算的自動化程度很好的實現(xiàn)。

（三）不斷完善管輸技術，讓監(jiān)控工作的時效性不斷提高

在目前的油品傳輸當中，管道傳輸時常用的一種方法，其在對油品進行傳輸?shù)倪^程中給不僅高效，并且還能在很大程度上降低油品傳輸過程中的損耗。鋪設管道是一個工程量巨大的工程，并且投資也十分巨大，所以在對管道進行施工的過程中，要保證整個管道工程的質(zhì)量。相關的建筑施工單位應該不斷提高管道施工的技術水平，學習新的施工技術和施工方法，從而提升管道的質(zhì)量，讓其在運輸?shù)倪^程中將其作用最大化發(fā)揮出來，油品企業(yè)還要不斷提高管線監(jiān)管系統(tǒng)的實時性，對其進行實時的監(jiān)督和管理，讓油品儲運工作的運行效率在不斷加快的同時，也保證油品儲運工作的質(zhì)量，進一步促進我國可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)。

五、結語

在社會經(jīng)濟不斷發(fā)展以及科學技術不斷進步的過程中，油品儲運自動化系統(tǒng)應運而生，其在很大程度上提高了油品儲運工作的質(zhì)量和效率，更讓相關企業(yè)以及國家的經(jīng)濟效益得到了保障，因此相關的研究人員應該在加大對油品儲運系統(tǒng)自動化技術設計的研究，不斷提高我國油品儲運工作系統(tǒng)的自動化程度，讓油品儲運工作的效率和質(zhì)量具有一定的技術支撐。