山東濱化集團(tuán)發(fā)貨場(chǎng)承擔(dān)著濱化集團(tuán)的成品油發(fā)貨任務(wù),日發(fā)貨量在20000t左右拣九。由于鶴位較少且為手動(dòng)發(fā)貨,導(dǎo)致整個(gè)發(fā)貨系統(tǒng)效率低,經(jīng)常出現(xiàn)產(chǎn)品積壓現(xiàn)象。

新設(shè)計(jì)開發(fā)的成品油自動(dòng)發(fā)貨系統(tǒng)不采用現(xiàn)成產(chǎn)品發(fā)油控制裝置或系統(tǒng),而采用工程化的技術(shù)路線,

從系統(tǒng)方案,功能、硬件议慰、施工設(shè)計(jì),軟件開發(fā)、安裝調(diào)試等各個(gè)環(huán)節(jié)可以和整個(gè)付油系統(tǒng)的土建奴曙、工藝的設(shè)計(jì)和施工安裝緊密地結(jié)合,實(shí)現(xiàn)一個(gè)有自己特點(diǎn)的個(gè)性化完美的自動(dòng)控制系統(tǒng)别凹。

一 濱化集團(tuán)油品發(fā)貨現(xiàn)狀

濱化集團(tuán)發(fā)貨場(chǎng)由于手動(dòng)人工負(fù)責(zé)成品油的發(fā)貨,導(dǎo)致效率低下,費(fèi)力費(fèi)時(shí),經(jīng)常出現(xiàn)汽車擁擠混亂現(xiàn)象,難以管理。

1.人工裝車程序

空車至門口,在操作室進(jìn)行業(yè)務(wù)確認(rèn),接著,空車過磅,操作員開具聯(lián)絡(luò)單,開至指定車位,放下鶴管接好靜電接地,發(fā)貨員啟動(dòng)電機(jī),開始發(fā)貨,發(fā)貨員隨時(shí)讀取流量計(jì)的數(shù)值,當(dāng)快發(fā)完時(shí),手動(dòng)關(guān)閉切斷球閥,停止發(fā)貨,貨車過磅洽糟。當(dāng)貨物數(shù)量與提貨單的數(shù)量不吻合時(shí),須重新發(fā)貨補(bǔ)油炉菲。

2.油品發(fā)貨存在問題

人工發(fā)貨裝車需要大量人力；手動(dòng)控制閥門易出現(xiàn)油品溢出

現(xiàn)象坤溃；發(fā)油數(shù)量難以控制,經(jīng)常需要補(bǔ)油或交款拍霜；發(fā)油效率極低,不適合大量的油品發(fā)送；人為因素影響發(fā)油結(jié)果嚴(yán)重薪介；發(fā)油記錄由人工手寫,不能避免各種作弊現(xiàn)象祠饺。

二 自動(dòng)裝車系統(tǒng)改造的目標(biāo)

1.本技術(shù)方案的改造目標(biāo)

結(jié)合現(xiàn)有的工藝條件,配合工藝改造,采用先進(jìn)、科學(xué)草教、適用的自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(包括作業(yè)流程),將濱化集團(tuán)發(fā)貨場(chǎng)建設(shè)成為具有當(dāng)前先進(jìn)水平的現(xiàn)代化油站,顯著提高付油作業(yè)效率和服務(wù)質(zhì)量,展現(xiàn)良好的行業(yè)形象,并具有示范和推廣價(jià)值络峦。

2.設(shè)計(jì)規(guī)模

濱化集團(tuán)貨場(chǎng)承擔(dān)著年吞吐量200萬噸成品油的發(fā)送任務(wù),根據(jù)各種油品的數(shù)量和2003年的發(fā)油情況,新建貨場(chǎng)的設(shè)計(jì)規(guī)模定為250萬噸〖袅控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模按16個(gè)鶴位的容量進(jìn)行配置,并適當(dāng)考慮部分備件谬咽。

三 工藝簡(jiǎn)介及方案選擇

1.發(fā)貨工藝簡(jiǎn)介

主油管線:采用8條150mm主管線叙傅。付油車位:車位采用100mm管線,100m3/h的流量。

2.改造方案

方案一:以容積式流量計(jì)為計(jì)量發(fā)貨依據(jù),以定量裝車控制儀為控制核心,控制電液閥的開關(guān)來達(dá)到自動(dòng)發(fā)油的目的,最后以地磅的檢斤數(shù)作為結(jié)算依據(jù)麸癌。成品油發(fā)貨使用這種流量計(jì)對(duì)油品的溫度熊赐、密度要求平穩(wěn),不允許有較大的浮動(dòng)。溫度性躬、密度變化很小時(shí),發(fā)貨相當(dāng)準(zhǔn)確汛滩。

方案二:以質(zhì)量流量計(jì)為計(jì)量發(fā)貨依據(jù),以PLC為控制核心,控制電液閥的開關(guān)來達(dá)到自動(dòng)發(fā)油的目的,最后以質(zhì)量流量計(jì)的數(shù)據(jù)作為結(jié)算依據(jù)。

3.方案比較

裝車流量計(jì)是裝車定量控制的依據(jù),一般有較高的精確度要求俱挨。高精確度流量計(jì)常用質(zhì)量流量計(jì)或高精度體積流量計(jì)函绊。前者價(jià)格高,但計(jì)量精確度高、使用可靠方便漓拾；后者價(jià)格便宜,但計(jì)量精確度不如前者高阁最、使用不如前者可靠方便。流量計(jì)的選擇與裝車計(jì)量方案有關(guān)骇两。如果裝車站采用一臺(tái)電子汽車衡作為銷售計(jì)量設(shè)備,那么,流量計(jì)僅作為裝車定量控制的依據(jù),可以采用價(jià)格較低的速种、精確度一般的體積流量計(jì)。如果裝車站采用流量計(jì)作為銷售計(jì)量設(shè)備,那么每個(gè)鶴位都必須使用精確度高于±0.2%以上的質(zhì)量流量計(jì)低千。但我公司現(xiàn)在的產(chǎn)品封罐時(shí)間短數(shù)量少,并且有些產(chǎn)品是邊生產(chǎn)邊發(fā)貨銷售(如輕蠟油),這樣由于油品自身密度變化太大,而不是相對(duì)的穩(wěn)定,所以會(huì)直接影響發(fā)貨的正常運(yùn)行,因密度忽大忽小,發(fā)貨數(shù)量時(shí)多時(shí)少配阵。給自動(dòng)發(fā)貨系統(tǒng)帶來不安全因素和精確度降低。

鑒于以上情況和我公司生產(chǎn)發(fā)貨實(shí)際情況,建議對(duì)成品油自動(dòng)發(fā)貨裝置選用質(zhì)量流量計(jì)示血。

定量裝車控制儀,這是裝車自動(dòng)化的基本核心控制儀表,因而是選型的關(guān)鍵棋傍。對(duì)定量裝車控制儀的基本要求是:控制功能要齊全,可進(jìn)行功能組態(tài)。符合裝車現(xiàn)場(chǎng)防爆要求难审。要有優(yōu)良的通信接口,可現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作,也可聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程操作瘫拣。可靠性告喊、可維護(hù)性好(從大量使用業(yè)績(jī)考核)具備現(xiàn)場(chǎng)緊急控制功能,一旦現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生事故,緊急切斷裝車管線,盡量減少經(jīng)濟(jì)損失拂铡。由于定量控制儀專用性較強(qiáng),可擴(kuò)展性一般,軟件功能的升級(jí)性能不好。而PLC的功能豐富,可擴(kuò)展性強(qiáng),產(chǎn)品通用性強(qiáng),完全能代替定量控制儀,建議選用PLC粱储。

四 選用方案簡(jiǎn)介

1.PLC簡(jiǎn)介

S7-300是模塊化的中小型PLC系統(tǒng),各種模塊之間可進(jìn)行組合实射。它主要由中央處理器CPU,信號(hào)模塊SM,通信處理器CP,功能模塊FM,負(fù)載電源模塊PS,接口模塊IM組成,能滿足中等性能的要求。模塊化,無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu),易于用戶掌握的特點(diǎn)使得S7-300成為各種中等性能要求控制任務(wù)既方便又經(jīng)濟(jì)的解決方案庭训。當(dāng)控制任務(wù)增加時(shí)可自由擴(kuò)展磺伍。

a.功能

S7-300的大量功能支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動(dòng)恰日、維護(hù),它主要有高速的指令處理或缘、浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、方便用戶的參數(shù)賦值姐淫、人機(jī)界面般迈、診斷功能乳环、口令保護(hù)等功能。

b.通信

S7-300PLC具有多種不同的通信接口,可以用來連接AS-i接口,Profibus和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng),方便用戶的數(shù)據(jù)交換恋赎。

2.發(fā)貨控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

罐區(qū)油罐的油品通過5條母管輸送到發(fā)油臺(tái),各裝車口采用一管一泵一鶴位結(jié)構(gòu),油泵的出口連接一段金屬軟管,主要目的是為了防止正常發(fā)油期間管線的振動(dòng)影響流量計(jì)的精確度倘回。金屬軟管后連接恒流閥,以穩(wěn)定開、停油泵期間的流量,其后依次安裝質(zhì)量流量計(jì)疾浓、電液閥音瓷、鶴管。通過流量計(jì)的讀數(shù)控制電液閥的開關(guān),以達(dá)到精確發(fā)貨的目的夹抗。

3.自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能

發(fā)油自動(dòng)控制系統(tǒng)由業(yè)務(wù)工作站绳慎、監(jiān)控工作站、定量控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)儀表漠烧、設(shè)備組成杏愤。

a.工作站

業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)由接入局域網(wǎng)的計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和UPS電源組成,設(shè)在油庫大門口的業(yè)務(wù)室或預(yù)約室內(nèi)已脓。

功能:完成領(lǐng)油預(yù)約声邦；車輛自動(dòng)調(diào)度、車位自動(dòng)分配摆舟；完成用戶指標(biāo)管理,包括注冊(cè)開戶、各種查詢邓了、信息修改恨诱；完成發(fā)油結(jié)算、自動(dòng)制表功能骗炉；協(xié)調(diào)管理整個(gè)系統(tǒng),完成

預(yù)約照宝、通道分配、定量控制榛覆、結(jié)算和付油業(yè)務(wù)處理巫顽；具有油料數(shù)據(jù)庫管理功能,如數(shù)據(jù)庫自動(dòng)定時(shí)備份、數(shù)據(jù)庫恢復(fù),操作員權(quán)限及口令設(shè)置修改等跃等；通過局域網(wǎng)構(gòu)建完成完整的控制管理系統(tǒng)菲痹；通過連接局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息共享。

b.監(jiān)控工作站

上位監(jiān)控系統(tǒng)由接入局域網(wǎng)的計(jì)算機(jī)喉投、打印機(jī)和UPS電源組成,設(shè)在發(fā)油控制室內(nèi)编毒。

功能:發(fā)油通道的管理和控制,如通道的開關(guān)、屏蔽种车、發(fā)油繼續(xù)或暫停等歹簸；監(jiān)控發(fā)油站臺(tái)工況,實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)反應(yīng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)匿贝；多畫面切換監(jiān)控功能搬洪。系統(tǒng)功能組態(tài)(參數(shù)設(shè)置)功能:如通道油品定義贸掰、標(biāo)密設(shè)定等；工作狀態(tài)設(shè)置功能:如鶴位的泵輸／自流選擇燃拥；彈出式報(bào)警窗口,所有故障點(diǎn)的監(jiān)測(cè)報(bào)警顯示,報(bào)警聲提示审胚；設(shè)備調(diào)校平臺(tái),用于設(shè)備的調(diào)試、維護(hù)和參數(shù)測(cè)試挑宠；下位控制系統(tǒng)操作運(yùn)行記錄,歷史故障輯錄通過局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息共享菲盾。

c.定量控制系統(tǒng)

發(fā)油控制系統(tǒng)由控制柜、現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)工藝設(shè)備組成各淀。采用以西門子PCS7系列PLC作為控制系統(tǒng)的核心懒鉴。

系統(tǒng)控制柜:1面；變頻調(diào)速柜:5面碎浇。

功能:鶴管發(fā)油自動(dòng)定量控制临谱；油每200L自動(dòng)暫停／啟動(dòng)功能；啟停與閥的開關(guān)的智能化控制:如實(shí)現(xiàn)電液閥的開度調(diào)節(jié)奴璃、泵-閥的時(shí)序控制悉默；現(xiàn)場(chǎng)發(fā)油的人工干預(yù)；現(xiàn)場(chǎng)的操作提示和實(shí)時(shí)流量顯示苟穆；實(shí)現(xiàn)靜電接地的信號(hào)聯(lián)鎖不可忽視鶴管在位聯(lián)鎖保護(hù):控制系統(tǒng)確保在鶴管大于一定傾角時(shí)拒絕發(fā)油,以防誤發(fā)油抄课；控制系統(tǒng)對(duì)通道的人工干預(yù)、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和故障的指示雳旅；實(shí)現(xiàn)離線自動(dòng)定量發(fā)油:在上位監(jiān)控工作站和業(yè)務(wù)工作站故障的情況下,或者在緊急情況下,以控制柜為核心的發(fā)油控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無需預(yù)約的離線自動(dòng)定量發(fā)油跟磨。

d.現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備

現(xiàn)場(chǎng)控制檢測(cè)設(shè)備有:電液閥、質(zhì)量流量計(jì),操作終端忱痴、懸掛式大屏幕顯示器(可選)潭灯、鶴管在位開關(guān)、靜電接地蚪应、緊停按鈕话弹。

(1)用電液閥作為鶴管付油控制開關(guān)閥門。

(2)用質(zhì)量流量計(jì)(0.2級(jí))作為汽車發(fā)油流量計(jì)伍戚。

(3)汽車付油現(xiàn)場(chǎng)使用LCD獻(xiàn)出操作終端,用于完成用戶身份識(shí)別味专、定量輸入、流量顯示透汞、啟停操作牵巾、狀態(tài)指示并帶有操作回音功能。

(4)每個(gè)車位設(shè)雙面LCD大屏幕顯示器,為用戶提供直觀的付油過程數(shù)據(jù)和操作狀態(tài)醇电。

(5)每個(gè)車位安裝接地一體化檢測(cè)裝置,作為發(fā)油靜電接地安全保護(hù)聯(lián)鎖信號(hào)赂牍。

(6)每個(gè)鶴管安裝鶴管防溢油傳感器,作為油槽車液位安全保護(hù)聯(lián)鎖信號(hào)。

(7)每個(gè)付油平臺(tái)安裝一只緊停按鈕開關(guān),作為危險(xiǎn)情況時(shí)實(shí)施緊停操作手段。

(8)每條主管線設(shè)溫度變送器檢測(cè)油品溫度相速。

(9)每個(gè)鶴管安裝鶴管在位開關(guān),作為發(fā)油聯(lián)鎖保護(hù)信號(hào)碟渺。

e.軟件環(huán)境

(1)開發(fā)工具

西門子PLCstep7編程組態(tài)軟件和西門子WinCC系統(tǒng)軟件

(2)運(yùn)行環(huán)境

監(jiān)控工作站:Win2000Professional；

業(yè)務(wù)工作站:Win2000Server

(3)軟件功能

報(bào)表查詢管理功能,該軟件的功能能滿足用戶提出的要求,能對(duì)發(fā)油的數(shù)據(jù)管理突诬、查詢苫拍、制表。能在網(wǎng)絡(luò)的客戶端運(yùn)行,訪問現(xiàn)場(chǎng)的發(fā)油情況以及現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)設(shè)備的當(dāng)前工作狀態(tài),鶴位的狀態(tài),發(fā)油歷史數(shù)據(jù)信息旺隙、匯總等功能绒极。這就實(shí)現(xiàn)了辦公室領(lǐng)導(dǎo)層對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的一個(gè)監(jiān)視、實(shí)時(shí)管理蔬捷。

4.幾個(gè)控制功能

a.流速控制

對(duì)于鶴管和加油槍要求保持一定的流量(流速)范圍,以保證加油作業(yè)的安全和效率垄提。由于下列情況可能造成發(fā)油流量的變化:(1)大罐液位的高低不同；(2)管線長(zhǎng)短不同周拐；(3)同種油品同時(shí)發(fā)油車位多少不同铡俐；(4)使用鶴管和加油槍不同。采用變頻調(diào)速器和流量計(jì)通過軟件實(shí)現(xiàn)流速的閉環(huán)調(diào)節(jié)妥粟。根據(jù)流量計(jì)的流速信號(hào)調(diào)節(jié)管道泵的轉(zhuǎn)速,從而調(diào)節(jié)發(fā)油流速审丘。

b.精確定量控制

使用變頻器和電液閥配合,可在發(fā)油結(jié)束前的定量關(guān)閉過程中提前關(guān)閉電液閥,同時(shí)降低管道泵的轉(zhuǎn)速以減小流量。當(dāng)達(dá)到定量數(shù)量(有一微小的提前量)時(shí)快速關(guān)斷電液閥并停泵,實(shí)現(xiàn)1～2L的定量控制犀进。

c.車位自動(dòng)分配

領(lǐng)油用戶在業(yè)務(wù)工作站進(jìn)行預(yù)約嵌鳖。油庫工作人員依次將前來領(lǐng)油用戶的預(yù)約信息輸入業(yè)務(wù)工作站。當(dāng)一個(gè)用戶的預(yù)約被接受時(shí),打印機(jī)自動(dòng)為該用戶打印預(yù)約單膊节。該用戶持預(yù)約單將油槽車駛?cè)敫队蛥^(qū)制定車位排隊(duì)等待及裂。

五 結(jié)論

由山東濱化集團(tuán)設(shè)計(jì)院獨(dú)立設(shè)計(jì)開發(fā)的基于PLC和組態(tài)軟件的自動(dòng)發(fā)貨控制系統(tǒng),充分利用了PLC抗干擾能力強(qiáng),適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn),又利用了組態(tài)軟件強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和圖形表現(xiàn)的能力,具有可靠性高、操作簡(jiǎn)單每缎、維護(hù)容易等特點(diǎn)。目前該系統(tǒng)已經(jīng)成功運(yùn)行3年,到目前已累計(jì)發(fā)送600多萬噸成品油,效果良好,對(duì)自動(dòng)發(fā)貨控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率乃至整個(gè)油品發(fā)貨裝置具有重要意義,同時(shí)極大提高了自動(dòng)化水平,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度屏烂。

建議有志于進(jìn)行此類研究的同行,在該項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,充分利用當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和PLC軟件的豐富功能,進(jìn)入到ERP系統(tǒng)的應(yīng)用中燃圾。

(暫不可見)

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