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石化儲運自動化系統(tǒng)設計

文檔作者：劉美陳山羊張翼成林澤欣文檔來源：廣東石油化工學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月03日
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超星期刊
第22卷第18期
電子設計工程
2014年9月
 Vol.22 No.18
 Electronic Design Engineerin
Sep.2014
石化儲運自動化系統(tǒng)設計
劉美,陳山羊,張翼成,林澤欣
(廣東石油化工學院廣東茂名525000)
摘要:油庫儲運自動化是石化企業(yè)發(fā)展的必然趨勢借鑒國內(nèi)外中大型石油儲運公司,并結(jié)合自身多年實際開發(fā)經(jīng)驗和
研究成果,提出一種全新的石化儲運自動化系統(tǒng)的設計方案,并完成系統(tǒng)的較硬件設計,系統(tǒng)采用PLC網(wǎng)絡控制為基礎
的 PROFIBUS現(xiàn)場總線型控制系統(tǒng),實現(xiàn)了裝車(船)控制、數(shù)據(jù)采集、視頻監(jiān)控、周邊防范、檢測報警等功能,可實現(xiàn)對
石化產(chǎn)品進料、儲運和銷售全流程控制以及對庫區(qū)消防安全全面監(jiān)控,提高了工作效率、安全監(jiān)控水平和經(jīng)濟效益
關鍵詞:儲運自動化;現(xiàn)場總線;裝車(船)控制;數(shù)據(jù)采集
中圖分類號:TN915.04
文獻標識碼:A
文章編號:1674-6236(2014)13-0061-04
 Design of storage and transportation automation system
 LIU Mei, CHEN Shan-yang, ZHANG Yi-cheng. LIN Ze-xin
 (Guangdong University of Petrochemical Technology Maoming 525000, China)
 Abstract:The automation system of storage and transportation is inevitable trend in the development of petrochemical
 enterprises. Draw lessons from domestic and foreign large oil storage and transportation company, and combined with their
 years of practical experience and research results Put forward a new kind of design schemeabout the automation system of
 storage and transportation, and completes the hardware and software design of the system. Network control system adopts PLC
 based on PROFIBUS control system, realized the loading (ship) control, data acquisition.
 video surveillance, perimeter
 prevention, detection, alarm, ete. Can realize feed for petrochemical products, storage and transportation and sale of the whole
 process control and in the fire safety comprehensive monitoring such as improve the work efficiency, safety monitoring level
 and economic benefits.
 Key words:storage and transportation automation; the fieldbus; loading (ship) control; data acquisition
石化企業(yè)的油品儲運工作涉及到的范圍很廣,其中定濟六者于一體的解決方案。
量裝車(船)控制和罐區(qū)自動化監(jiān)控是石化儲運自動化系統(tǒng)
的重要組成部分從國內(nèi)外現(xiàn)狀可以看出:國外油庫具有先進1儲運自動化系統(tǒng)的簡介
的自動化技術、精良的自動化裝備等優(yōu)勢,但不同廠家設備
石化儲運自動化系統(tǒng)主要分為定量裝車(船)控制系統(tǒng)
存在系統(tǒng)開放性、互換性不夠或不兼容情況等問題;而我國和罐區(qū)自動化監(jiān)控系統(tǒng),還涉及到銷售管理、污水處理、泵閥
的油庫各種計量儀表的精度較低,穩(wěn)定性較差,控制系統(tǒng)的控制以及油品在線調(diào)和功能等可實現(xiàn)對石化產(chǎn)品進料、儲運
控制精度比較低,信息化管理水平不夠健全-結(jié)合當前國際和銷售全流程控制以及對庫區(qū)消防安全全面監(jiān)控,以確保監(jiān)
先進的工業(yè)自動化技術,對石化儲運自動化系統(tǒng)開展研究,測數(shù)據(jù)的準確、及時和罐區(qū)的安全,同時滿足高效節(jié)能的要
以解決油庫收發(fā)、存作業(yè)控制和業(yè)務管理以及庫區(qū)消防安求,是提高成品油庫的自動化控制和管理水平的保障。
全中存在的問題,實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)和管理信息一體化,提高生
產(chǎn)效益本文根據(jù)東莞陽鴻石化儲運有限公司(以下簡稱陽鴻2定量裝車(船)控制系統(tǒng)
石化)的實際情況,設計了一個石化儲運自動化系統(tǒng),該系統(tǒng)
定量裝車(船)控制系統(tǒng)適用于石油化工液態(tài)類物料鶴位
能準確快捷地獲取現(xiàn)場設備狀況,及時有效地對現(xiàn)場設備進汽車裝車、裝桶、火車裝車及裝船作業(yè)的自動控制本設計中
行控制、記錄并實時傳送信息等,既滿足高度智能化和系統(tǒng)采用廣東海儀表有限公司生產(chǎn)的BICS000-C定量輸送
集成化的技術要求,又能滿足系統(tǒng)今后升級換代及系統(tǒng)擴展控制系統(tǒng),與先進的高精度的雙轉(zhuǎn)子流量計或橢圓齒輪流量
所需,是業(yè)界所追求的集可靠、實用、先進、開放、可集成、經(jīng)計等組成完整的發(fā)貨系統(tǒng)以期大幅度提高裝置的運作水平、
收稿日期:2014-04-23稿件編號:201404220
自動化程度和發(fā)貨效率定量裝車(船)系統(tǒng)結(jié)構如圖1所示。
基金項目:廣東省高等學校學科與專業(yè)建設專項資金科研類項目(粵教科函【2013】120號,2013KJX0133);廣東省茂名市科技
計劃項目(11A36)
作者簡介:劉美(1967-),女,廣東廉江人,博士,教授研究方向:智能檢測與控制
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《電子設計工程》2014年第18期
和狀態(tài),包括已發(fā)貨量等。
3罐區(qū)自動化監(jiān)控系統(tǒng)
監(jiān)控系統(tǒng)由罐區(qū)參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、可燃氣
53000系統(tǒng)
體檢測報警系統(tǒng)、紅外周邊防范系統(tǒng)、罐區(qū)巡更系統(tǒng)五個子
通訊控制器
系統(tǒng)組成。
3.1罐區(qū)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)
罐區(qū)參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)主要應用于儲罐區(qū),通過對罐區(qū)各過程
參數(shù)的采集、傳輸及監(jiān)控,實現(xiàn)罐區(qū)生產(chǎn)操作管理的自動化。
裝車臺1裝車臺2裝車臺3裝車臺16
3.1.1開放性網(wǎng)絡架構
圖1定量裝車(船)系統(tǒng)結(jié)構示意圖
該系統(tǒng)是以PLC網(wǎng)絡控制為基礎的現(xiàn)場總線型控制系
 Fig.I Quantitative loading (ship) system structure diagram
1)BICS定量輸送控制系統(tǒng)內(nèi)包括:
統(tǒng),如圖2所示,其范圍由下至上可涵蓋三層:第一層為現(xiàn)場
BICS-300OS型操作站系統(tǒng)(上位機),負責裝車設備,由各類儀表、變送器、執(zhí)行器等構成;第二層為現(xiàn)場總
(船)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和商務資料處理等
線的控制單元(PLC);第三層由多臺微型計算機組成的中控
2FCS-3000隔爆型現(xiàn)場控制站(下位機)負責數(shù)據(jù)采室.遠程1O站把現(xiàn)場儀表采集到的模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字
集、溫度補償、定量發(fā)貨控制等;
信號,并在系統(tǒng)的第二層傳送;當PLC接受到第一層傳送來
③EC-3000電氣控制柜,負責控制裝車泵閥的啟停、控的信號,按編制好的程序計算,并發(fā)出相應的命令,通過第一
制閥的驅(qū)動電源等;
層的執(zhí)行器、繼電器等完成其整個現(xiàn)場設施的控制功能;而
2)設計方案
第三層通過這些微機的圖形接口,可用作系統(tǒng)監(jiān)視和控制。
根據(jù)陽鴻石化儲運罐區(qū)實際情況,則為其設計了3套定
辦公室營業(yè)廳
量裝車系統(tǒng)和1套定量裝船系統(tǒng):
 Ethernet
①1套成品油油品定量裝車系統(tǒng)管理12個汽油臺位和
交換機
8個柴油臺位共20個臺位
②1套化工品定量裝車系統(tǒng)管理8個重油臺位16個化
s7-300c315-2P
工品共24個臺位;
遠程1/0點站
 Profibus-DP
③1套化工品定量裝車系統(tǒng)每套管理16個化工品臺位;
23右
④1套定量裝船系統(tǒng)管理碼頭重油柴油汽油共3個臺位。
圖2系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構圖
3)裝置運作方式
 Fig.2 System network structure
采用BICS-3000定量輸送控制系統(tǒng)的裝置,其運作方式3.1.2程序設計
簡單,可以分為以下幾種主要操作:
編程軟件采用了STEP7V5.4中文基本版(升級授權)
①發(fā)貨操作
其界面清晰易懂,指令系統(tǒng)非常豐富等采用結(jié)構化編程的方
客戶憑提單到操作室換領IC卡提貨單,再持IC卡提貨式,將系統(tǒng)任務分解為能夠反映某種過程工藝、功能或可以
單到指定臺位交由操作員進行定量裝車裝車結(jié)束后,系統(tǒng)將反復使用的更小任務塊(FC或FB),對每個模塊的設計必須
發(fā)貨記錄傳輸?shù)缴衔粰C操作站,進行業(yè)務管理
堅持清晰第一、效率第二的原則;OB1通過調(diào)用這些塊來完
②統(tǒng)計報表操作
成整個系統(tǒng)的任務,且不斷測試和改善程序,充分保證其穩(wěn)
可以對每一個結(jié)算周期或考核周期的發(fā)貨操作數(shù)據(jù)按規(guī)定性,系統(tǒng)性等程序流程圖如圖3所示。
定進行統(tǒng)計,并且可以按照需方要求的格式打印出各報表3.13監(jiān)控軟件開發(fā)
③系統(tǒng)維護操作
組態(tài)軟件采用的是 King View6.55其開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)是
BICS定量輸送控制系統(tǒng)有完備的故障檢測能力,在以標準的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構成的集成系統(tǒng),具有適應
OMS操作站的計算機上給予故障提示,可以有針對性地進行性強開放性好、易于擴展等優(yōu)點。根據(jù)控制要求,組態(tài)部分
維護或檢修。
的設計主要分為用戶信息、工藝流程、數(shù)據(jù)采集、趨勢圖、數(shù)據(jù)
④異常狀態(tài)操作
報表、系統(tǒng)報警等6個功能模塊,軟件結(jié)構如圖4所示。
在發(fā)貨操作中,如果遇到停電,整個裝置將無法進行自監(jiān)控軟件主要通過以下幾個畫面實現(xiàn)以上功能:
動發(fā)貨操作,控制閥門自動關閉;如果出現(xiàn)應發(fā)數(shù)量大于運
1)用戶登錄及單罐信息界面如圖5所示,主要體現(xiàn)了用
油汽車裝載能力的情況,附加在加油鶴管上的液位檢測單元戶操作權限、單罐信息和工藝流程等。用戶操作權限的內(nèi)容有
會自動發(fā)出信號,中斷這次發(fā)貨操作BICS定量輸送控制系用戶登錄、修改口令、退出登錄和關閉窗口等體現(xiàn)了分級管
統(tǒng)有在線UPS,將確保系統(tǒng)自動記錄異常瞬間各部分的數(shù)據(jù)理功能;單罐信息包括罐的參數(shù)(如數(shù)量、液位、溫度和壓力
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《電子設計工程》2014年第18期
盤錄像機將模擬圖像進行數(shù)字化壓縮處理后通過光纖網(wǎng)絡路線,并安裝巡更站點。巡更人員攜帶巡更記錄機需按指定
上傳到遠程監(jiān)控中心;遠程監(jiān)控中心配備一定數(shù)量的監(jiān)控管的路線和時間到達巡更點并進行記錄,將記錄信息傳送到智
理電腦,執(zhí)行監(jiān)控、錄像、管理等功能。
能化管理中心。管理人員可調(diào)閱、打印各巡更人員的工作情
系統(tǒng)主要功能如下:
況,加強巡更人員的管理,從而實現(xiàn)人防和技防的結(jié)合。
1)錄像功能
為了保證巡更人員對罐區(qū)能全面巡視,每個罐區(qū)設置5
單路和多路圖像信號同步錄入;圖象質(zhì)量好畫面質(zhì)量個巡更點,整個罐區(qū)共設40個巡更點(可根據(jù)用戶需求增
清晰逼真
減)每個巡更人員配有一張IC,到各巡更點讀卡,讀卡器將
2)顯示功能
信息傳回控制室,給專用計算機軟件進行處理,就可以得到
多畫面分割和單畫面顯示;每一個顯示器可顯示16分對巡更情況(巡更的時間,地點,人物,事件)的考核結(jié)果從而
割畫面且所有網(wǎng)點可切換監(jiān)看。
有效地防止了人員對巡更工作的逃避。
3)圖像檢索功能
能方便檢索回放錄像;可將特殊情況的時間時段鎖定,4結(jié)束語
避免資料錄入時,將其覆蓋。
石化儲運自動化系統(tǒng)投入生產(chǎn)使用兩年以來,因其具有
4)遠程傳輸功能
運行穩(wěn)定、實時性好、可靠性高、人機界面友好、易于擴充、調(diào)
可將本地的硬盤錄像主機的圖像通過網(wǎng)絡傳輸?shù)接嘘P整靈活等優(yōu)點。解決了國內(nèi)外儲運系統(tǒng)的高成本、不兼容和
部門進行遠程監(jiān)看。
不開放等問題,提高了企業(yè)信息化自動管理水平、生產(chǎn)運行
3.3可燃氣體檢測報警系統(tǒng)
效率和經(jīng)濟效益。
根據(jù)安防要求,必須在罐頂進行可燃氣體濃度檢測及報參考文獻:
警;考慮到閥門出現(xiàn)爆裂泄漏的情況,設計了用間接方式在進[]宋紹樓,劉昕明,趙龍基于PLC和組態(tài)軟件的油庫監(jiān)控
罐閥和出罐閥附近各安裝一個可燃氣體濃度檢測報警器進行
系統(tǒng)的設計[工業(yè)控制計算機,2008,21(7):16-17.
監(jiān)測,形成每個儲油罐三個可燃氣體濃度檢測點的方案。
 SONG Shao-lou,LIU Xin-ming, ZHAO Yu-long Oil monitoring
系統(tǒng)原理是控制器對探測器輸出的信號進行采樣和處 system based on PLC and configuration software design
理,轉(zhuǎn)換為相應探測點周圍被測氣體的濃度,在LCD上顯示 Industrial Control Computer,200,2(7:16-17
其數(shù)值及系統(tǒng)的各種狀態(tài)。當環(huán)境中存在待測氣體的濃度達[2]劉非,基于PLC的罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)設計與實施[D青島:中
到預置報警值或發(fā)生故障時,控制器發(fā)出相應的聲、光報警
國石油大學(華東),2011:15
信號,以提醒工作人員及時采取安全措施,并輸出相應的聯(lián)[3]付石,謝海林油庫自動化系統(tǒng)應用現(xiàn)狀油氣儲運,
動控制信號啟動執(zhí)行器來驅(qū)動排風設備或切斷相關閥門等2013,2(3):252-256
其它外部設備,防止中毒、爆炸及火災等事故發(fā)生,從而保障 FU Shi, XIE Hai--lin. Terminal automation system application
生命、財產(chǎn)的安全,以及保證企業(yè)的生產(chǎn)正常運行并可通過 status The Oil and Gas Storage and Transportation2013,
 Modbus通訊接口,直接接入DCS系統(tǒng),PLC系統(tǒng)或與上位計32(3):252-256
算機通訊,實現(xiàn)網(wǎng)絡化管理。
4]陳靖,趙義志,石志宏,定量裝車控制系統(tǒng)在苯酚丙酮裝
34紅外周邊防范系統(tǒng)
置的應用石化技術,2011,182):60-63
周邊防范系統(tǒng)是利用先進的電子探測裝置對周界防范 CHEN Jing, ZHAO Yi-zhi, SHI Zhi-hong- Quantitative loading
區(qū)域進行入侵和破壞的報警探測。設計了由探測器、控制器 control system in the application of phenol acetone deviceJ
和監(jiān)控中心三部分組成的紅外周邊防范系統(tǒng),對外射產(chǎn)品來 Petrochemical Technology,20118(2):60-63
構造一堵無形的“墻”,把非法侵者阻擋在外,并且在探測[5]吳波,王富春.采用 Prolibus現(xiàn)場總線的穩(wěn)定土廠拌站控制
到非法侵人時,及時向報警中心報警。
系統(tǒng)設計[],創(chuàng)新科技與應用,2013(36):37
周邊防范系統(tǒng)結(jié)構具有如下功能,當控制器接收到現(xiàn)場wuo, WANG Fu-chun. Using the Profibus field bus factory
的報警信號時,一方面對現(xiàn)場報警點進行操作和控制,另一 of stabilized soil mixing station control system design
方面向監(jiān)控中心傳送有關的報警信息在監(jiān)控中心的顯示屏 Innovative Technology and Application,2013(36):37.
上顯示出來或在監(jiān)控中心的打印機上把有關的報警信息打6]北京亞控科技發(fā)展有限公司,態(tài)王使用手冊與幫助Z
印記錄下來。
北京亞控科技發(fā)展有限公司,2006
3.5罐區(qū)巡更系統(tǒng)
巡更管理系統(tǒng)是在罐區(qū)各區(qū)內(nèi)及重要部位制定巡更
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