油库自动计量及管理控制系统的研究

韩越

摘 要：随着社会的发展，石油对于国民经济发展的作用日益明显，为了保证石油行业能够更加稳定的发展，需要加强对油库自动化管理。基于此，本文将分析自动计量及管理控制系统的结构、配置以及功能，探究自动计量及管理控制系统的技术指标以及计量精度，旨在为相关工作人员提供参考。

关键词：自动计量；管理控制；模块设置

前言：自动计量及管理控制系统主要用于贸易结算与库存管理，由计算机、状态监控软件、网组设备、执行机构、触摸屏、传感器、控制箱、可编程逻辑控制器等部件构成，最终形成一个自动监控的管理网络。通过这一管理网络，实时掌控油库中设备的运行状态、计量的精确程度，提高工作质量。

1.油库自动计量及管理控制系统设计

1.1系统的结构与配置

按照具体的功能，可以将自动计量及管理控制系统分为现场管理层、过程管理层以及计算机控制层。现场管理层的核心为两台可编程逻辑控制器，二者之间利用RS-485实现信息通信；过程管理层主要由观测PC机与上位工控机构成，在普通网卡的基础上，实现与以太网的连接，遵守TCP/IP协议实现信息通信。由于可编程逻辑控制器与工控机被安装在同一间控制室之中，因此可以通过RS-232完成近距离的数据交换。在过程控制层中，可编程逻辑控制器的任务就是从采集模拟量信号以及现场数字量，在完成初步处理之后传输至工控机，并接收工控机的相关指令。在选择可编程逻辑控制器时，要分析被控制量的具体性质，统计I/O的具体点数，系统除了要监控各个阀、泵的信号之外，还需要检测流量、温度、液位的变送信号。其中涡轮流量计就是获取现场流量信号的设备，经过变送器向将其转化为脉冲信號；现场的铂电阻是采集温度信号的设备；液位传感器就是获得液位信号的主要设备，然后再有变送器将信号转化为标准的电压信号。在统计I/O点数时，需要预留30%左右的备用量，保障系统具有扩展的能力。

1.2模块设置

在自动计量及管理控制系统中，模块的操作具有统一的规律。每一个类型的模块内部都有缓冲储存器，并且其地址与功能使相互对应的，如果要修改模块的相关参数，那么储存器的内部的信息也将会被改变。在设置模块参数时，可以通过使用编程的方式来实现，也可以利用每个模块专用的软件来设置。模块参数设置的重要内容为：初始化模块、自动刷新CPU设置以及操作参数。

例如：自动计量及管理控制系统中的A/D模块，将液位传感器采集的信号转化为电压信号，在高速转换处理的作用下，将其进行数字量的处理，利用实时刷新的功能将信号数据储存至CPU之中，该模块能够通过电流信号、电压信号等不同的形式进行设置。在系统之中，可以进行如下设置：地址分配分别是0020H、0030H，CH1～CH4为应用通道，电压的输入范围是1V～5V，同时将其设置为常用模式，并开启自动温度补偿。上述的设置均需要通过GX Developer软件来实现，首先设置模块的名称，确定I/O的地质，然后进行初始化设置，将应用通道设置为Enable，具体的工作方式为Sampling[1]。

1.3功能实现

实现系统功能的方案为：将涡轮流量计所生成的脉冲信号输送至控制室之中，再由变送器将其整合为标准的信号，分送到可编程逻辑控制器与流量计数器中，可编程控制器的主要任务就是感应标准的脉冲信号，完成计数后进行进位处理，保障上位机能够实时读取相关数据。目前，有很多高速的计数模块，但是其抗干扰的能力较弱，并且需要良好的工作环境。通过实践证明，发油计量的脉冲频率通常不会大于15赫兹，因此可以使用24V的模块完成计数的工作。

上述功能实现的方案主要涉及两个问题：第一，可编程控制器能否满足硬件的最大反应频率；第二，如果无法使用外接电源，模块能够继续完成流量的技计数。为此，进行了模拟实验：使用发生器生成标准的电信号，并将其连接至QX80输入终端，通过并联示波器的方式监测电信号，利用GX Developer软件完成计数工作。实验表明，只有最大限度的增加驱动功率，电信号本身才能驱动可编程控制系统实现计数；当脉冲的频率小于60赫兹时，可编程控制系统才能够更加精确的完成技术。

2.油库自动计量及管理控制系统技术

2.1系统的技术指标

为了能够高质量的完成自动计量及管理控制系统的设计，并实现其功能，需要遵循技术指标。具体如下：（1）计量工作采用的是质量流量计，控制精度以及系统计量的值小于等于2%；（2）检测油管的具体存油量需要使用雷达液位传感器，检测精度的误差必须小于等于2%；（3）火车、码头需要具有自动双向计量的功能，其他位置可以为单项定量计量方式；（4）计算机需要实时检测油品的密度、温度、积算流量以及瞬时流量等数据；（5）在计算机中，能够实现手动、自动操作设备的阀门与泵，在调试设备、检修故障时，需要通过触摸屏现场模式阀门与泵，并且需要保障每一种方式能够平滑切换；（6）安装、设置声光、启动、停止以及紧急停止的个报警设置，计算机与各个信息之间之间需要进行连锁，避免操纵失误造成的损失；（7）油库中的输油泵能够自动调节发油量，并且需要设置电器故障、出口超压的连锁保护。将压力开关安装在出口的位置，一旦压力超过限制或者规定，并会立即停止输油工作；（8）系统需要具有自动打印清单的功能；（9）在管道的内部，经常会出现气体，需要在其中安装过滤消气器，避免气体影响计量的精度；（10）由于采集的数据需要长期保存，因此要使用双机热备。如果其中一套设备发生故障，那么另一套设备便会自动启动保护相关的数据；（11）根据系统的功能以及对象，需要对其设置不同级别的密码。

2.2计量精度分析

在自动计量及管理控制系统中，含有两套计量系统：一套是油管液位计量，由此获得油库中油的具体储量，另一套则主要检测油品质量，通过科学换算得出流量计的具体油量。上述两套系统在计量精度方面存在一定的差异：第一套计量系统通常使用进口的雷达液位检测装置，其精度小于等于2%，可以通过温度检测检测系统实现温度补偿，但前提是温度检测的误差要小于0.1摄氏度；在第二套计量系统中，通常使用进口的流量计，并结合可编程控制系统中的定量方式，将计量的精度控制在2%以下，可编程控制系统选择的转换器为15位的A/D，其转换的精度高达0.03%，其相应的速率是12Mbits/s[2]。

就执行机构而言，尽可能选择重复性优良的切断阀，完成具体的修正以后，保障定量、计量的精度小于等于2%，从而符合交易结算的要求。在自动计量及管理控制系统中，两套系统分贝使用不同的计量方式，并且从两个不同的角度出发管理计量。虽然油品的密度、温度会直接影响液位计量的准确性，无法高精度的完成交易计量，但是这种方式能够准确、直观的检测油罐中的油量，有利于开展内部管理工作，经过校验以及修正，能够将其作为辅助计量的设施。

结语：综上所述，油库自动计量及管理控制系统在构成、功能以及技术等方面具有严格的要求，需要工作人员予以重视。以此为基础，在实际应用中保障系统具有一定的扩展性，提高计量的精度以及油库管理的自动化水平。所以，可以将自动计量及管理控制系统应用在油库的管理、油品的交易中，促进石油行业的发展。

参考文献：

[1]王兆祥.油库安全监控系统研究[D].哈尔滨理工大学，2015.

[2]王影.码头及码头库区油品计量统计管理[J].科技与企业，2016，08：52.