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石化储运自动化系统设计

文档作者：刘美陈山羊张翼成林泽欣文档来源：广东石油化工学院		点击数：	更新时间： 2021年09月03日
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超星期刊
第22卷第18期
电子设计工程
2014年9月
 Vol.22 No.18
 Electronic Design Engineerin
Sep.2014
石化储运自动化系统设计
刘美,陈山羊,张翼成,林泽欣
(广东石油化工学院广东茂名525000)
摘要:油库储运自动化是石化企业发展的必然趋势借鉴国内外中大型石油储运公司,并结合自身多年实际开发经验和
研究成果,提出一种全新的石化储运自动化系统的设计方案,并完成系统的较硬件设计,系统采用PLC网络控制为基础
的 PROFIBUS现场总线型控制系统,实现了装车(船)控制、数据采集、视频监控、周边防范、检测报警等功能,可实现对
石化产品进料、储运和销售全流程控制以及对库区消防安全全面监控,提高了工作效率、安全监控水平和经济效益
关键词:储运自动化;现场总线;装车(船)控制;数据采集
中图分类号:TN915.04
文献标识码:A
文章编号:1674-6236(2014)13-0061-04
 Design of storage and transportation automation system
 LIU Mei, CHEN Shan-yang, ZHANG Yi-cheng. LIN Ze-xin
 (Guangdong University of Petrochemical Technology Maoming 525000, China)
 Abstract:The automation system of storage and transportation is inevitable trend in the development of petrochemical
 enterprises. Draw lessons from domestic and foreign large oil storage and transportation company, and combined with their
 years of practical experience and research results Put forward a new kind of design schemeabout the automation system of
 storage and transportation, and completes the hardware and software design of the system. Network control system adopts PLC
 based on PROFIBUS control system, realized the loading (ship) control, data acquisition.
 video surveillance, perimeter
 prevention, detection, alarm, ete. Can realize feed for petrochemical products, storage and transportation and sale of the whole
 process control and in the fire safety comprehensive monitoring such as improve the work efficiency, safety monitoring level
 and economic benefits.
 Key words:storage and transportation automation; the fieldbus; loading (ship) control; data acquisition
石化企业的油品储运工作涉及到的范围很广,其中定济六者于一体的解决方案。
量装车(船)控制和罐区自动化监控是石化储运自动化系统
的重要组成部分从国内外现状可以看出:国外油库具有先进1储运自动化系统的简介
的自动化技术、精良的自动化装备等优势,但不同厂家设备
石化储运自动化系统主要分为定量装车(船)控制系统
存在系统开放性、互换性不够或不兼容情况等问题;而我国和罐区自动化监控系统,还涉及到销售管理、污水处理、泵阀
的油库各种计量仪表的精度较低,稳定性较差,控制系统的控制以及油品在线调和功能等可实现对石化产品进料、储运
控制精度比较低,信息化管理水平不够健全-结合当前国际和销售全流程控制以及对库区消防安全全面监控,以确保监
先进的工业自动化技术,对石化储运自动化系统开展研究,测数据的准确、及时和罐区的安全,同时满足高效节能的要
以解决油库收发、存作业控制和业务管理以及库区消防安求,是提高成品油库的自动化控制和管理水平的保障。
全中存在的问题,实现企业生产和管理信息一体化,提高生
产效益本文根据东莞阳鸿石化储运有限公司(以下简称阳鸿2定量装车(船)控制系统
石化)的实际情况,设计了一个石化储运自动化系统,该系统
定量装车(船)控制系统适用于石油化工液态类物料鹤位
能准确快捷地获取现场设备状况,及时有效地对现场设备进汽车装车、装桶、火车装车及装船作业的自动控制本设计中
行控制、记录并实时传送信息等,既满足高度智能化和系统采用广东海仪表有限公司生产的BICS000-C定量输送
集成化的技术要求,又能满足系统今后升级换代及系统扩展控制系统,与先进的高精度的双转子流量计或椭圆齿轮流量
所需,是业界所追求的集可靠、实用、先进、开放、可集成、经计等组成完整的发货系统以期大幅度提高装置的运作水平、
收稿日期:2014-04-23稿件编号:201404220
自动化程度和发货效率定量装车(船)系统结构如图1所示。
基金项目:广东省高等学校学科与专业建设专项资金科研类项目(粤教科函【2013】120号,2013KJX0133);广东省茂名市科技
计划项目(11A36)
作者简介:刘美(1967-),女,广东廉江人,博士,教授研究方向:智能检测与控制
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《电子设计工程》2014年第18期
和状态,包括已发货量等。
3罐区自动化监控系统
监控系统由罐区参数监控系统、视频监控系统、可燃气
53000系统
体检测报警系统、红外周边防范系统、罐区巡更系统五个子
通讯控制器
系统组成。
3.1罐区数据采集监控系统
罐区参数监控系统主要应用于储罐区,通过对罐区各过程
参数的采集、传输及监控,实现罐区生产操作管理的自动化。
装车台1装车台2装车台3装车台16
3.1.1开放性网络架构
图1定量装车(船)系统结构示意图
该系统是以PLC网络控制为基础的现场总线型控制系
 Fig.I Quantitative loading (ship) system structure diagram
1)BICS定量输送控制系统内包括:
统,如图2所示,其范围由下至上可涵盖三层:第一层为现场
BICS-300OS型操作站系统(上位机),负责装车设备,由各类仪表、变送器、执行器等构成;第二层为现场总
(船)系统数据库和商务资料处理等
线的控制单元(PLC);第三层由多台微型计算机组成的中控
2FCS-3000隔爆型现场控制站(下位机)负责数据采室.远程1O站把现场仪表采集到的模拟量信号转换为数字
集、温度补偿、定量发货控制等;
信号,并在系统的第二层传送;当PLC接受到第一层传送来
③EC-3000电气控制柜,负责控制装车泵阀的启停、控的信号,按编制好的程序计算,并发出相应的命令,通过第一
制阀的驱动电源等;
层的执行器、继电器等完成其整个现场设施的控制功能;而
2)设计方案
第三层通过这些微机的图形接口,可用作系统监视和控制。
根据阳鸿石化储运罐区实际情况,则为其设计了3套定
办公室营业厅
量装车系统和1套定量装船系统:
 Ethernet
①1套成品油油品定量装车系统管理12个汽油台位和
交换机
8个柴油台位共20个台位
②1套化工品定量装车系统管理8个重油台位16个化
s7-300c315-2P
工品共24个台位;
远程1/0点站
 Profibus-DP
③1套化工品定量装车系统每套管理16个化工品台位;
23右
④1套定量装船系统管理码头重油柴油汽油共3个台位。
图2系统网络结构图
3)装置运作方式
 Fig.2 System network structure
采用BICS-3000定量输送控制系统的装置,其运作方式3.1.2程序设计
简单,可以分为以下几种主要操作:
编程软件采用了STEP7V5.4中文基本版(升级授权)
①发货操作
其界面清晰易懂,指令系统非常丰富等采用结构化编程的方
客户凭提单到操作室换领IC卡提货单,再持IC卡提货式,将系统任务分解为能够反映某种过程工艺、功能或可以
单到指定台位交由操作员进行定量装车装车结束后,系统将反复使用的更小任务块(FC或FB),对每个模块的设计必须
发货记录传输到上位机操作站,进行业务管理
坚持清晰第一、效率第二的原则;OB1通过调用这些块来完
②统计报表操作
成整个系统的任务,且不断测试和改善程序,充分保证其稳
可以对每一个结算周期或考核周期的发货操作数据按规定性,系统性等程序流程图如图3所示。
定进行统计,并且可以按照需方要求的格式打印出各报表3.13监控软件开发
③系统维护操作
组态软件采用的是 King View6.55其开发的监控系统是
BICS定量输送控制系统有完备的故障检测能力,在以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统,具有适应
OMS操作站的计算机上给予故障提示,可以有针对性地进行性强开放性好、易于扩展等优点。根据控制要求,组态部分
维护或检修。
的设计主要分为用户信息、工艺流程、数据采集、趋势图、数据
④异常状态操作
报表、系统报警等6个功能模块,软件结构如图4所示。
在发货操作中,如果遇到停电,整个装置将无法进行自监控软件主要通过以下几个画面实现以上功能:
动发货操作,控制阀门自动关闭;如果出现应发数量大于运
1)用户登录及单罐信息界面如图5所示,主要体现了用
油汽车装载能力的情况,附加在加油鹤管上的液位检测单元户操作权限、单罐信息和工艺流程等。用户操作权限的内容有
会自动发出信号,中断这次发货操作BICS定量输送控制系用户登录、修改口令、退出登录和关闭窗口等体现了分级管
统有在线UPS,将确保系统自动记录异常瞬间各部分的数据理功能;单罐信息包括罐的参数(如数量、液位、温度和压力
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盘录像机将模拟图像进行数字化压缩处理后通过光纤网络路线,并安装巡更站点。巡更人员携带巡更记录机需按指定
上传到远程监控中心;远程监控中心配备一定数量的监控管的路线和时间到达巡更点并进行记录,将记录信息传送到智
理电脑,执行监控、录像、管理等功能。
能化管理中心。管理人员可调阅、打印各巡更人员的工作情
系统主要功能如下:
况,加强巡更人员的管理,从而实现人防和技防的结合。
1)录像功能
为了保证巡更人员对罐区能全面巡视,每个罐区设置5
单路和多路图像信号同步录入;图象质量好画面质量个巡更点,整个罐区共设40个巡更点(可根据用户需求增
清晰逼真
减)每个巡更人员配有一张IC,到各巡更点读卡,读卡器将
2)显示功能
信息传回控制室,给专用计算机软件进行处理,就可以得到
多画面分割和单画面显示;每一个显示器可显示16分对巡更情况(巡更的时间,地点,人物,事件)的考核结果从而
割画面且所有网点可切换监看。
有效地防止了人员对巡更工作的逃避。
3)图像检索功能
能方便检索回放录像;可将特殊情况的时间时段锁定,4结束语
避免资料录入时,将其覆盖。
石化储运自动化系统投入生产使用两年以来,因其具有
4)远程传输功能
运行稳定、实时性好、可靠性高、人机界面友好、易于扩充、调
可将本地的硬盘录像主机的图像通过网络传输到有关整灵活等优点。解决了国内外储运系统的高成本、不兼容和
部门进行远程监看。
不开放等问题,提高了企业信息化自动管理水平、生产运行
3.3可燃气体检测报警系统
效率和经济效益。
根据安防要求,必须在罐顶进行可燃气体浓度检测及报参考文献:
警;考虑到阀门出现爆裂泄漏的情况,设计了用间接方式在进[]宋绍楼,刘昕明,赵龙基于PLC和组态软件的油库监控
罐阀和出罐阀附近各安装一个可燃气体浓度检测报警器进行
系统的设计[工业控制计算机,2008,21(7):16-17.
监测,形成每个储油罐三个可燃气体浓度检测点的方案。
 SONG Shao-lou,LIU Xin-ming, ZHAO Yu-long Oil monitoring
系统原理是控制器对探测器输出的信号进行采样和处 system based on PLC and configuration software design
理,转换为相应探测点周围被测气体的浓度,在LCD上显示 Industrial Control Computer,200,2(7:16-17
其数值及系统的各种状态。当环境中存在待测气体的浓度达[2]刘非,基于PLC的罐区监控系统设计与实施[D青岛:中
到预置报警值或发生故障时,控制器发出相应的声、光报警
国石油大学(华东),2011:15
信号,以提醒工作人员及时采取安全措施,并输出相应的联[3]付石,谢海林油库自动化系统应用现状油气储运,
动控制信号启动执行器来驱动排风设备或切断相关阀门等2013,2(3):252-256
其它外部设备,防止中毒、爆炸及火灾等事故发生,从而保障 FU Shi, XIE Hai--lin. Terminal automation system application
生命、财产的安全,以及保证企业的生产正常运行并可通过 status The Oil and Gas Storage and Transportation2013,
 Modbus通讯接口,直接接入DCS系统,PLC系统或与上位计32(3):252-256
算机通讯,实现网络化管理。
4]陈靖,赵义志,石志宏,定量装车控制系统在苯酚丙酮装
34红外周边防范系统
置的应用石化技术,2011,182):60-63
周边防范系统是利用先进的电子探测装置对周界防范 CHEN Jing, ZHAO Yi-zhi, SHI Zhi-hong- Quantitative loading
区域进行入侵和破坏的报警探测。设计了由探测器、控制器 control system in the application of phenol acetone deviceJ
和监控中心三部分组成的红外周边防范系统,对外射产品来 Petrochemical Technology,20118(2):60-63
构造一堵无形的“墙”,把非法侵者阻挡在外,并且在探测[5]吴波,王富春.采用 Prolibus现场总线的稳定土厂拌站控制
到非法侵人时,及时向报警中心报警。
系统设计[],创新科技与应用,2013(36):37
周边防范系统结构具有如下功能,当控制器接收到现场wuo, WANG Fu-chun. Using the Profibus field bus factory
的报警信号时,一方面对现场报警点进行操作和控制,另一 of stabilized soil mixing station control system design
方面向监控中心传送有关的报警信息在监控中心的显示屏 Innovative Technology and Application,2013(36):37.
上显示出来或在监控中心的打印机上把有关的报警信息打6]北京亚控科技发展有限公司,态王使用手册与帮助Z
印记录下来。
北京亚控科技发展有限公司,2006
3.5罐区巡更系统
巡更管理系统是在罐区各区内及重要部位制定巡更
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