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浅谈SCADA系统在油品储罐中的应用

作者:孙彦军 宁夏宝塔石化集团设计院2009.02.20阅读 5665

  一、前言
  近年来CONTROL ENGINEERING China版权所有,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:

浅谈SCADA系统在油品储罐中的应用如图


  RTU作为SCADA系统的关键设备、安装在现场的远程终端单元,能对现场各种信号进行数据采集、数据预处理和控制输出。UPRTU是一种防爆远程终端单元产品,可直接用于油气田、油罐区等要求防爆的区域,组成先进、可靠的SCADA系统。
  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www.cechina.cn,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www.cechina.cn,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:

浅谈SCADA系统在油品储罐中的应用如图


    3.2油品储运库控制回路及检测点
  SCADA   I/O表见下:

浅谈SCADA系统在油品储罐中的应用如图


  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RTUCONTROL ENGINEERING China版权所有,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RTUCONTROL ENGINEERING China版权所有,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
  

浅谈SCADA系统在油品储罐中的应用如图

  开关量信号:32点DI, 16点DO,技术规格如下

浅谈SCADA系统在油品储罐中的应用如图

  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

浅谈SCADA系统在油品储罐中的应用如图


   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控制工程网版权所有,(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www.cechina.cn,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

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