一、前言
近年来,我国经济持续发展,工业和生活用油的需求不断增加,使得油库在生产和管理方面的工作日益繁重。随着计算机技术的不断普及和发展,油库的自动化控制开始考虑利用先进的工业控制技术、网络技术、数据库技术及其它相关的高科技技术来管理控制油库的经营。
本文就SCADA系统在油品储罐中的应用,结合油库现状和发展趋势,为实现油库生产的自动化和日常管理工作的规范化进行一个比较全面阐述。通过借鉴国内外成功管理模型与领先技术,以先进理念设计并向石油库销售企业提供一体化的油库储运和成品油收发解决方案,使油库操作做到有规可依,有据可查,实现各个操作环节的电子化,规范油库管理,消除安全隐患。SCADA系统协助客户建立现代进、销、存管理体系,优化工作流程、降低管理成本、提高工作效率、增强市场核心竞争力。
二、SCADA系统概述
针对罐区监控的实际情况,采用SCADA系统实现罐区的分布式监控。SCADA系统由位于操作室或调度室的中心站计算机和位于各罐区现场监控对象附近的防爆远程终端单元(RTU)组成,计算机与各RTU之间通过数字通信网络连接。如下图所示:
RTU作为SCADA系统的
采用UPRTU构成的SCADA系统,在油品储运工程上应用有如下几个优势:
2.1 分布式系统是当今控制系统发展的主要趋势。这种分布式系统结构清晰,设计、施工均方便。所有现场变送器、执行器连接电缆只要就近接入UPRTU,不用拉至远方控制室,可以节省大量电缆、电缆桥架及其敷设工程的费用。从各个UPRTU至控制室只要拉一根价格便宜的通信电缆(或光缆)。如果使用光缆,还可以避免雷电对系统的损害。
2.2这种SCADA系统结构,控制室只需要一台PC机及一套SCADA组态软件,今后现场扩容,只要现场增加UPRTU,控制室内只要通过软件组态就可以,不必增加设备。控制室至现场只要一根通信电缆(或光缆),控制室只要求很小空间,可以布置成精致的人性化环境。
2.3由于系统结构简单,系统维护十分方便。用户只要掌握组态软件的组态方法和UPRTU的基本知识,就可以得心应手地维护整个系统。如遇UPRTU有故障,只需要用很短的时间更换该RTU的电路板就可以了。今后现场扩容,用户只要购买所需RTU回来自己安装,再把软件组态一次,就完成了扩容工作。这一点对于用户也极具吸引力。
三、SCADA系统在某炼厂油品储罐中的应用
3.1 某炼油厂油品储罐区现场仪表数量见下表:
3.2油品储运库控制回路及检测点
SCADA I/O表见下:
3.3系统配置
3.3.1罐组一
平均温度计与伺服液位计就近进入罐旁指示仪,罐旁指示仪经RS485通讯到室内罐区操作站。现场放置二台防爆RTU,罐组一的仪表信号就近进入防爆RTU。
3.3.2罐组二
现场放置一台防爆RTU,罐组二的仪表信号就近进入防爆RTU。以上三台防爆RTU经RS485通讯到室内罐区操作站。
3.3.3码头
现场放置一台防爆RTU,现场阀门及可燃气体信号进入RTU,防爆RTU经RS485通讯到室内罐区操作站。现场5台质量流量计与华洋码头一台质量流量计经RS485通讯到室内进入罐区操作站。
3.4 SCADA的系统中RTU主要技术指标见表:
模拟量信号: 8点 AI, 5点 RTD, 2点 AO,技术规格如下
开关量信号:32点DI, 16点DO,技术规格如下
脉冲信号: 两信道2KHZ脉冲计数(也可2路DI复用高速计数)
通信功能:
COM1:RS232/485 MODBUS RTU 通信协议。
COM2:RS485,可用编程来自定义通信协议改变默认的MODBUS
供电方式:24VDC
使用环境温度:-20℃~70℃
防爆规格:在易燃、易爆危险区:隔爆安装,符合防爆标准dⅡBT6
3.5 SCADA系统的硬件配置
四、SCADA系统应用的优越性
4.1、 实现库区油品收、储、发的全面实时动态监视
通过油罐所安装的精确、可靠的液位计,实现对所有油罐储油的实时监视。
收油时,实时动态反映收油流量,(由油罐内油品体积增大速率计算或质量流量计积算)及时监督收油情况。
输发油时,实时动态反映发油流量(由油罐内油品体积减少速率计算或质量流量计积算)及时监督发油情况。
及时向公司管理部门报告库区库存、码头收发油数据,便于管理部门掌握工况、合理科学调度。
4.2、 实现库区、码头油品 收、储、发过程的安全监控
操作工通过设置液位高低限值,液位到限报警,可避免收发过程发生冒油、抽空等事故,提醒进行收、发油的切换操作。
收、发过程遇超高超低液位报警,将自动启动预设定的罐切换操作程序,切换进油罐,杜绝冒油等严重事故的发生。
对静置油罐实施"漏"、"窜"监督,发现异常立即告警。
实时监督输油泵工作状态,发生事故,及时报警并处理。
罐区内各点油气浓度监视,超限报警。
实时监督、统计岗位巡检的情况。
4.3、 实现库区油品收发及库存的精确计量
对于需要准确计量的罐,可安装混合储罐计量系统(HIMS),实现油品重量计量的高精度,经过现场一段时间的核对,有望实现超过人工的计量精度,满足交接计量的要求。
4.4、 区域管理的先进化
管理对生产、安全、经济效益的主导作用已为现代企业所认识,尤其在大力发展市场经济的今天。管理的先进化是无止境的。针对罐区的需求和目前的实际管理水平,以下几个方面是现实可行的管理先进化内容。
4.4.1、工况记录
所有油罐液位的变化曲线记录。
每次收、发油流量曲线记录。
输油泵运行参数曲线记录。运行状态和运行时间记录。
所有报警
4.4.2操作记录
重要操作设权限口令,密码符合才允许操作。
重要操作如阀门开关、泵开关、报警设限等,将操作人、操作时间、操作内容记录。操作记录对于加强操作责任心、避免事故发生、事故后的原因分析具有重要意义。
4.4.3及时、准确的报表生成
各类收、发、储生产报表及时、准确生成对于该区管理部门的先进管理是十分必要的。
岗位巡检的执行情况也可以以报表形式上报。
4.4.4 建立罐区管理网络
建立管理网络,在调度、安全、计量和其他需要的岗位设管理站,根据各自不同的权限,可以实时调阅库区工况、报表等内容,为调度、管理的先进化打下基础。网络上可以建立办公自动化系统,也可以建立以进、销、存为核心的公司管理系统。