PLC在自动付油系统中的应用.pdf

第 4 8卷第 3 期 2 0 1 2 年 6 月 石油化工自动化 AUTOM ATI ON I N PE TR _ CHEM I CAL I NDUS TRY Vo 1 ． 4 8 。No ． 3 J u n e ．2 0 1 2 P L C在 自动付油系统中的应用 柳永刚 河北 省石 油化工设计 院有 限公 司 ， 石家庄 0 5 0 0 6 1 摘要 从监控系统要求与功能人手， 结合当前传感器、 计算机软硬件术、 智能化仪表技术， 采用了一套集 自 动付油管理及储油 液位安全监测 功能为一体的油罐区 自动付 油系统 。解决 了罐区装车手动付 油与油罐手动检尺测量 劳动强度大 、 方法 落后以及 油库安全要求非常高 的问题 ， 提高 了油库 自动化水平 。 关键词 智能仪表计算机控制 自动付油 中图分类号 T P 2 7 3 文献标志码 B 文章编 号 1 0 0 7 7 3 2 4 2 0 1 2 0 3 0 0 8 5 0 2 储油罐是石化 、 化工、 交通 、 储运等部门广泛用 于储存易燃 、 易爆油料的重要设备 ， 具有较高的安 全要求 。随着石化行业的不断发展 ， 对于油罐区的 付油与监控管理的 自动化程度要求越来越高 ， 传统 的依靠人工的方式已经满足不了 日益复杂的油罐 区付油与远程监测管理的要求 。 传统的付油管理和罐区储油液位、 温度等参数 测量大多采用 人工操作方式进行 ， 由于油 品价值 高， 很小的测量误差往往会导致油品在贸易结算时 出现很大的经济差值 ， 而且还存在劳动强度大 、 不 能实时测量 、 出现安全隐患不能及时报警的问题 。 因此 ， 采用基于 自动化控制技术的 自动付油管理及 储油液位等安全检测功能于一体的油罐 区 自动付 油管理系统就显得非常必要 。 1 系统简述 自动付油管理系统 以可编程控制器 P I C 及 高性能商用计算机为核心， 由可靠的输入／ 输出电 路组成 ， 监控罐区各类 阀门和储油罐状态， 并实时 调节和控制 。控制主机 与数据管理机共 同实现油 库各类 阀门和液位监控的集 中控制、 集 中管理。该 系统与带阀门状态反馈信号 的电动阀、 电液阀、 调 节阀和泵等构成罐区阀门监控系统， 并与各类液位 变送器、 油温变送器、 罐前显示器 、 通信单元等构成 罐区液位监控和大罐计量 系统， 系统构成 如图 1 所示 。 2仪表选型 2 ． 1 温度 测量 仪表 该系统主要检测储油罐和付油管道的油温 ， 温 度一般为常温 ， 采用防爆型热电阻 P t l 0 0 。温度仪 表一般采用带外套管的铠装热电阻 ， 套管材质不低 于设备、 管道材质等级 。选型时注意温度计套管材 质和插深 ， 插深所确定 的测温点能代表整个储罐的 温度值 。安装 时应在 设备 上预 留法兰 或直行 连 接 头 。 2 ． 2 流量测量仪表 该系统 中主要计量付油管道 中油的质量流量 ， 采用罗茨流量计 ， 可同时显示瞬时质量流量及累计 质量流量 ， 输 出 4 ～2 O mA模拟信号 。 2 ． 3 液位测量仪表 该系统主要检测储油罐液位 ， 采用 ME T型磁 效应式液位传感器和 3 0 5 1 P D差压 变送器进行 双 液位检测 ， 以确保防止虚假液位的影响。 2 ． 4 阀门仪表 阀门仪表作为 自动付油系统的最终执行元件 ， 在控制 中起重要作用 。阀门主要有储油罐进 口电 动阀、 储油罐出口电动阀、 付油管线电液阀， 均为防 爆型 I Q3球 阀， 其 材质 不低 于管道 、 设备 材质 等 级， 泄漏等级至少 为 ANS I C l a s sⅣ， 采用硬密封 。 另外 ， 阀门采用可靠的、 满足装置的安全等级 ， 保证 在故障情况下处于安全的故障位置。 2 ． 5 控制系统 控制系统主要有 P L C监控 主机 含 P I C， 电 源， 扩 展 通 信 串 口， 存 储 器， P 4以上 商 用 微 机 1台 ， 数据管理机 ， 打印机 ， 控制柜 ， I ／ O接 口电路 及软件 ， 满足监控 、 优化和管理 的需要 。所选系统 产品有在类似装置上使用的业绩 ， 系统安全等级、 所有 I ／ o卡、 C P U单元和继 电器等必须得到 S I I 3 认证 ， 系统扫描时间应少于 2 0 0 ms ， 以便将 系统本 身和过程中发生的每一个故障及时地记录下来 ； 系 统必须有完备的容错技术 。 稿件收到 日期2 0 1 1 1 0 2 O ， 修改稿收到 日期 2 0 1 2 0 3 一 O 1 。 作者简介 柳永刚 1 9 8 1 ， 男 ， 河北石家庄人 ， 毕业于河北科技大 学测控技术与仪器专业 ， 获学士学位 ， 现就职于河北省石油化工设 计院有限公 司， 从事 自控设计工作 ， 任工程师、 注册咨询工程师。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 6 石油化工自动化 第 4 8 卷 罐区 图 1 自动付 油 系统 3 控 制环 路 自动付油系统为单闭环控制 ， 监控量为质量流 量 ， 操纵对象为油泵。流量变送器将采集的质量流 量数值传送至控制系统 ， 控制器将设定值与实时采 集值 比较 ； 当油量达到设定值时 ， 切断油泵， 同时调 节电液阀， 控制系统如图 2 所示。 图 2 控 制 系统 注 初始设定的给付管道的质量流量值； f 给付管道的实际检测质量流量值 4 联锁逻辑 自动付油系统联锁逻辑 ， 主要是储罐液位高／ 低与油泵运行的联锁 ， 当油罐油位达到高限液位值 或低限液位值时， 停止油泵运行 ， 同时关断电液阀／ 储罐进 出 口电动阀。 5 注意事 项 a 设计时需要考虑仪表 的防爆要求 ， 采用隔 爆型仪表。 b 在开车前一定要做好 前期工作 ， 如装置 的 吹扫 、 试压 、 联动试车等， 防止管道内的焊渣等污物 卡在阀芯处导致不能关闭装置， 造成被迫停车 。 c 开车及调试时， 要熟悉并掌握整个系统 的 联锁条件和跳 车后相关阀门的动作情况 。逐个联 控制室 锁进行联调， 检查现场仪表信号动作后联锁保护是 否有相应 的反应 ， 同时检查联锁动作后相关 阀门、 泵的动作情况 。 d 在开车投料 时， 积极配合操作人员做好对 联锁的投用工作 ， 并认真做好记录 ， 不得随意修改 。 6 结束语 该装置经过调试、 联运及投产后的运行达到了 良好的控制效果 ， 符合设计要求 ， 控制过程相对稳 定 ， 在预期的时间内达到了设定 的控制效果。 参考文献 [ 1 ] 陆德民， 张振基， 黄步余． 石油化工 自动控制设计手册[ M] ． 3版． 北京 化学工业 出版社 ， 2 0 0 0 ． [ 2] 国家石油和化学工业局． S H3 0 0 5 --1 9 9 9石油化工 自动化仪 表选型设计规范 [ S ] ． 北京 中国石化 出版社 ， 1 9 9 9 ． [ 3] 胡寿松． 自动控制原理[ M] ． 4版． 北京 科学 出版社 ， 2 0 0 1 ． [ 4] 国家石油 和化学工 业局． HG／ T2 0 5 1 1 -- 2 0 0 0信号 报警 、 安 全联锁系统设计规定[ s ] ． 北京 中国石化 出版社 ， 2 0 0 1 ． [ 5 ] 国家石油和化学工业局． S H／ T 3 0 9 2 --1 9 9 9 石油化工分散控 制系统设计规范 [ S ] ． 北京 中国石化 出版社 ， 1 9 9 9 ． [ 6] 国家石 油和化学工业局． HG／ T 2 0 5 0 5 --2 0 0 0过程测量 和控 制仪表 的功能标 示及 图形 符号 E s ] ． 北京 中国 石化 出 版 社 ， 2 0 0 1 ． [ 7] 邱宣振 ， 贺大运 ， 姜 国平． 工程 自动化设 计应用手册 [ M] ． 北 京 国际教科文出版社 ， 2 0 0 4 ． [ 8] 王树清 ， 乐嘉谦． 自动化与仪表工程师 手册 [ M] ． 北京 化 学 工业出版社 ， 2 0 1 0 ． [ 9 ] 厉玉明． 化工仪表及自动化[ M] ． 4 版． 北京 化学工业出版 社 ， 2 0 1 0 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m