石油定量装船系统

徐州金鼎测控技术有限公司开发的石油定量装船系统广泛应用于码头，油库等场所的各类液体的定量装船、装车等自动化控制过程，具有装载精确度高，节省人力，自动化程度高的特点。
2.1 油料定量装船系统组成
定量装船由阀门控制系统PLC和定量装船系统组成，以PLC实现收发油前选线、选阀的模式设定和选择。通过现场定量批控器进行装船，以装船管理站实现对油船装卸作业的实时监控。通过PLC系统控制泵的启/停和转速，实现运行监控、故障报警/联锁及设备管理，保障安全生产并完成准确发货、数据统计汇总并生成各类报表，既降低员工劳动强度，提高生产效率。
定量装船控制系统主要由控制系统PLC、服务器、操作站、定量批控器、双转子流量计、装船电液阀及防防溢静电保护器、温度变送器组成，用于完成对装船作业的控制和管理。
仪表层：主要由双转子流量计、温度变送器、电液阀、防溢油静电报警器构成。该层主要负责将管道上的各种数据采集并送往中间控制层，并接受来自上位层的控制信号完成各种流量控制功能。
控制层：控制层主要是量批控器，它负责接收并处理仪表层送上来的各种信息，将处理完的信息发送到上位监控计算机，并接收来自上位机的各种控制命令，将控制命令反馈到仪表层，完成流量控制。
管理层：管理层由监控计算机、服务器票据打印机组成，主要功能是处理定量装船控制器送上来的信息，将装船流程以图形的形式显示在屏幕上，打印各种提单票据。
装船作业时，操作人员根据控制站下方装船数量。确认软管插入及防溢油静电保护正常后，按启动键，开启装船电液阀，控制仪先小流量打开装船阀，小流量装船，防止物料与空气摩擦产生静电；压力正常后，全部打开阀门，加大装船流量，进行快速装船；装船过程中控制仪对流量信号进行累计；达到设定的装船大提前量时，部分关断阀门，用小流量装船，提高装船精度，同时防止水击；当装船量达到设定的小提前量时，控制仪关闭装船阀，实现安全和准确装船。装船过程中系统检测温度信号,自动进行温度补偿。
为了方便装船管理，装船数量的设定有两种方式：
（1）、控制电脑密码设定方式（远程设定方式）。每次装船前，操作人员在控制室根据调度派单到批控仪。
（2）、控制仪本地设定方式（本地设定方式）。操作人员直接在控制仪上输入装船数量。
2.2系统主要功能简介
1、定量装船系统主要功能
（1）单路控制功能：批控器能实现一台控制1条管道发料。
（2）参数设置功能：批控器可以根据发货需要通过批控器设定发货参数。这些数据包括：预置装船量、提前量、开阀延迟时间、机器地址等。
（3）定量发货控制：确定批控器的工作参数之后，批控器就会按照的程序完成自动发货过程，当发货量达到设定值时，自动停止发货。
（4）温度补偿功能：可实时检测现场装料温度，实现对装料密度的精确跟踪，除达到对装料体积的精确外，还可实现精确的质量计量。
（5）溢出保护功能: 通过溢流检测装置，避免发生溢出冒罐，装满自动停止装船。
（6）接地保护功能: 检测接地装置状态正常才允许装船，发现接地异常停止装船。
（7）掉电保护功能: 在意外掉电时可以保存现场数据，持续显示发货量；重新通电后可继续发货。
（8）数据采集功能: 控制仪可采集流量计的流量信号，防溢、静电接地夹等开关信号。
（9）阀门和泵的顺序控制功能：在装船时按预定时间顺序依次打开阀(泵)，装船到定量时再按照预定的时间和顺序依次关阀(泵)，完成自动装船作业。并能通过PLC连锁启/停泵。
（10）现场急停功能：批控器上设有急停按扭，若发货时现场发生紧急情况，操作人员只需按急停按扭即可立即停止发货。
（11）远程和就地实时监视功能：批控器配有高亮度液晶显示屏，实时显示发货进程和相关设备的状态，远程监控计算机与批控器同步实时显示发货进程和相关设备的状态。
（12）远程／就地发货模式转换功能：通过上位机进行数据下发控制，也可根据需要在现场直接发货，系统中每台批控器是一个完整的计量、控制和显示单元，独立于上位机。
（13）给现场仪表供电功能：批控器还可提供电源输出端子，为现场仪表如流量计、电液阀提供24或12VDC和220VAC类型的电源。
（14）通讯联网功能：批控器是以总线形式与控制上位机间进行实时通讯，与公司的局域网连接预留接口。
（15）设备自检功能:系统自动检测批控仪工作状态，在监视计算机上可以远程监视各批控器工作状态，发现异常产生报警并通过通讯网络传递给后台， 实现故障的及时报警、定位。
2、系统管理层主要实现功能
（1）在线监测功能：实时监测各软管的发油状态，包括瞬时流量、已装量、温度、密度以及阀门、流量计等设备的相关数据状态。并对现场的定量批控器等进行实时控制。
（2）数据报表处理、查询及打印功能：存储各种装船过程中产生的数据记录以备查询，根据客户求打印特制的发料票据，所有记录都储存在服务器中保存，可以通过不同范围查询各类报表，按时间、货主名称、油品名称等查询相关资料并打印。各类报表应至少保留一年，还可以刻录成光盘保存。
（3）画面显示功能：画面显示能真实反映工艺状态，分单管位图数据显示画面、多管位图数据显示画面、工艺流程图画面、分区画面、设备状态显示画面、趋势曲线记录显示画面、报警信息汇总显示画面及其它辅助显示画面等，画面显示直观、色彩鲜明、操作简便、主要部分采用动态显示。
（4）系统自诊断功能：当系统出现故障时，可显示故障位置、故障类型及故障时间等信息。
（5）通讯功能：通过光缆（TCP/IP）接入后方调度中心以太网交换机，与后方监控系统进行数据共享和通讯。
（6）权限管理功能：系统有三个级别（工程师级、管理员级、操作员级）的密码权限，可以对系统各种操作权限进行组态设置，给用户。
3、 系统的可靠性及安全性
（1）系统采用模块化设计，单一模块出现故障不影响整套系统的运行，系统可靠性指标：MTBF>200000 小时，MTTR<5 分钟，可用率≥99.9%。
（2）现场控制器采用工业级芯片，采取多种抗干扰、抗浪涌措施。
（3）数据存储器带有备用电池供电，可以保证至少72小时内不会丢失数据。
2.3 PLC及仪表选型、参数
●PLC：能实时采集批控器相关信息，启停电机及调速，保证装船精度及安全生产。PLC由厂区设置。
●定量装船监控系统：选用专用开发的定量装船监控系统软件.
●定量控制仪：要求需满足以下要求：
1、防爆标志：ExdIIBT6
2、防护等级：IP65
3、工作方式：连续工作
4、电气标准：
供电范围：AC180～AC260，频率：50Hz
消耗功率：15W
5、工作环境温度：0℃~60℃
●双转子流量计：需满足以下要求
1、保证设备的长期使用和可靠工作
2、流量计选型:口径DN80（1号、3号装船线）和DN150（2号装船线）
3、精度等级:±0.2%
4、材质:碳钢壳体，内件不锈钢
5、防爆等级/防护等级：dⅡBT4/IP65
6、管道系统压力等级：PN20
7、脉冲信号输出，配带过滤器
8、操作流量
1号、3号装船线：正常0~50 m3/h， 60 m3/h；
2号装船线：正常0~50（为小船加注时）/0~150 m3/h（为大船加注时），180 m3/h。
●数控电液阀：需满足以下要求
1、开闭灵活，操作简便,密封可靠，无泄漏
2、公称直径：DN80和DN150（具体见输油工艺图）
3、工作电压：DC24V(控制仪供电)
4、具有慢开，慢关可调功能，无“水击”现象产生
5、可手动及自动控制；可控调节，实现恒流
6、可水平，垂直安装，适用范围广；维修方便，使用寿命长
7、过冲量小，与微机配套，重复性误差<3‰
8、执行机构驱动方式：电磁液动
9、防爆等级/防护等级：dⅡBT4/IP65
10、调节方式：多段式或连续调节
11、操作流量
1号、3号装船线：正常0~50 m3/h， 60 m3/h；
2号装船线：正常0~50（为小船加注时）/0~150 m3/h（为大船加注时），180 m3/h。
●一体化温度变送器：需满足以下要求：
1、传感器类型：Pt100
2、测量范围：0℃～+100℃，输出信号：4-20mA
3、负载电阻：0-500Ω
4、供电电源：24VDC±10%
5、供电电压变化附加误差：＜±0.005%/V
6、功耗：≤1W
●防溢油静电保护控制器：同时需要满足以下要求：
1、工作电压：5～24VDC（本安电源）
2、工作电流：<20mA
3、工作温度：0～+60℃
4、响应时间：<1s
5、检测电阻：50±5Ω
6、输出信号：内阻为30Ω的开关量
7、输出节点容量：100mA,5～24VDC
8、具有现场声光提示功能。
●控制室设备
1、控制电脑：配置、显示器型号与后方输油系统上位机一致
2、多串口卡：CP-134U
3、通讯控制器：1台
4、服务器：
3.1 装船步骤
远程定量装船方式步骤为：
1、控制电脑操作员，按照调度来的装船号，按照顺序录入上位控制电脑。
2、控制电脑操作员，按照船号和软管相对应，将装船量直接下发到批控器；码头现场操作员，核对批控器显示的装船量是否适合对应船型，如不适合，通知控制室修改装船量；
3、码头现场操作员，检查软管是否接好，静电接地夹和防溢探头是否放好；控制仪信号检测是否正确，本次装船管线通道阀门是否开启；
4、联系控制室操作员在上位机启动装船按钮连锁启停泵机实现定量装船。
5、装船流量按小流量启动，小流量关闭原则定量装船，防止水击现象产生，保证系统精度及安全要求；
6、装船过程中控制电脑实时监控装船过程，装船完成后，控制电脑记录装船量（控制仪装船数量、流量计本体计量数量），形成数据库文件。
7、装船过程中发生意外情况，操作电脑急停按钮停止发油，数据保存在服务器中，待恢复后经确认后继续发油。
本地定量装船方式步骤为：
1、码头现场操作员，按照调度来的船号，根据船型将装船量分别录入到对应批控器中。
2、检查软管是否接好，静电接地夹和防溢探头是否放好；
3、控制仪信号检测是否正确，本次装船管线通道阀门是否开启；
4、按控制仪“启动” 键 ，连锁启停泵机实现定量装船；
5、装船流量按小流量启动，小流量关闭原则定量装船，防止水击现象产生，保证系统精度及安全要求；
6、装船过程中现场批控器实时监控装船过程，装船完成后，并实时上传相关记录到服务器中，形成数据库文件；
7、装船过程中发生意外情况，码头现场操作员操作批控器上急停按钮停止发油，数据保存在服务器中，待恢复后经确认后继续发油。
远程和本地相结合实现定量装船方式：根据生产实际情况合理搭配，实现定量装船。