王 坤，蓋國權(quán)，賈 義，孫海龍，耿家明，王曉偉

（1.內(nèi)蒙古電力（集團）有限責(zé)任公司 錫林郭勒電業(yè)局，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000；2.內(nèi)蒙古電力（集團）有限責(zé)任公司 巴彥淖爾電業(yè)局，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000）

經(jīng)調(diào)研我國石油儲運自動化技術(shù)與國際先進水平有一定差距，國內(nèi)的老油庫還存在許多人工開票，開閥，手動開泵等一些原始的售油手段，這樣大大地影響了售油的精度，也加大操作人員的工作量[1]。

本系統(tǒng)的設(shè)計提高了售油系統(tǒng)的精度，減輕了工作人員的工作負擔(dān)，實現(xiàn)了自動、安全、效益的統(tǒng)一，可應(yīng)用于中小型油庫的售油系統(tǒng)設(shè)計。

1 售油控制系統(tǒng)的總體設(shè)計

1.1 系統(tǒng)設(shè)計原則

系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)以安全、可靠、實用和可擴展為原則進行設(shè)計，使系統(tǒng)具有先進性、完善性、靈活性等特點。安全是油庫中頭等重要的事情，所以油庫自動售油系統(tǒng)需要嚴格考慮系統(tǒng)的安全性[2-3]。采用必要的安全措施，保證整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，達到油庫需要的防爆等級。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，要有緩解措施，能夠及時解救，快速恢復(fù)使系統(tǒng)能正常運行，另外具有一定的抗干擾能力，應(yīng)用軟硬件實現(xiàn)采用合理的配置方法，提高售油精度。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計功能

1）能夠?qū)崿F(xiàn)自動付油；2）付油控制精度高[4]；3）能夠調(diào)整付油速度；4）具有自動恒壓功能；5）可實現(xiàn)對付油過程的動態(tài)監(jiān)測；6）具有故障報警及診斷功能；7）采取可靠性設(shè)計，以確保穩(wěn)定運行；8）從多方面進行安全設(shè)計，以保證安全運行；9）管理功能符合油庫業(yè)務(wù)；10）操作簡單，易于掌握；11）工作溫度-40～+60℃。

1.3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

本文主要對于中小型油庫售油控制系統(tǒng)進行設(shè)計，采用以PLC為下位機，PC機為上位機的形式對整個系統(tǒng)進行控制。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，操作層由控制PC機與業(yè)務(wù)PC機組成，控制層選用PLC為控制核心，現(xiàn)場由流量計、油泵、電磁閥、溫度變送器等組成[5-6]。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Overall structure of system

2 系統(tǒng)主要硬件部分

控制核心：采用歐姆龍公司的CJ1系列PLC，應(yīng)用現(xiàn)場基本都是惡劣的環(huán)境，PLC具有很強的抗干擾能力，研發(fā)周期短，價格比較低，很適合油庫的各種要求。

流量計：采用LL系列的腰輪流量計，該系列產(chǎn)品具有價格便宜、計量精度高、工作可靠、牢固耐用、重量輕、安裝使用方便等特點，廣泛應(yīng)用于石油及石油制品的精確計量。與相應(yīng)的光電發(fā)訊器和流量智能控制儀配套，則可進行遠距離測量和控制。腰輪流量計的構(gòu)造如圖2所示。

圖2 腰輪流量計的構(gòu)造Fig.2 Structure of waist round flow meter

安全柵：安全區(qū)與非安全區(qū)之間信號的交換必須經(jīng)過安全柵，以限制危險能量進入具有爆炸性危險氣體環(huán)境。安全柵的作用是保護危險現(xiàn)場端永遠處于安全電源和安全電壓范圍之內(nèi)。齊納安全柵是本質(zhì)安全型一次儀表和電氣裝置的重要關(guān)聯(lián)設(shè)備，在本質(zhì)安全型防爆系統(tǒng)中起著重要的安全保護作用。齊納安全柵利用其內(nèi)部的快速熔斷保險絲、齊納二極管、電阻等保護器件限制流入危險場所的故障能量，確保危險場所的一次儀表的本質(zhì)安全，達到保護現(xiàn)場的設(shè)備及生產(chǎn)人員的安全的目的。該系統(tǒng)采用S2000系列安全柵。安全柵的接線如圖3所示，接線端子序號：非本安端端子號：1，2。本安端子號：3，4。端子5，6為接地端子。

圖3 安全柵接線圖Fig.3 Wiring diagram of security gate

電磁閥：閥門的選擇是要防止突然開關(guān)而產(chǎn)生的“水擊”現(xiàn)象，啟閉工作可靠、無泄漏，便于維護[7]；低電壓，低功耗，控制較簡單，防爆性能好。針對本系統(tǒng)，經(jīng)過計算，從性價比的綜合考慮，本文選擇ZC-80防爆電磁閥。

3 系統(tǒng)軟件部分

控制軟件采取模塊化設(shè)計。控制軟件主要分為主程序、初始化模塊、售油模塊、流量計算模塊、報警檢測模塊、模擬量采集模塊、輸入輸出接口模塊等。程序運行時，系統(tǒng)實時掃描主程序，在主程序中根據(jù)條件調(diào)用相關(guān)的子程序模塊，子程序模塊完成各自的功能。模塊化設(shè)計使程序?qū)哟畏置?，易于閱讀和移植，同時還可以簡化程序結(jié)構(gòu)，便于調(diào)試。

在售油過程中，控制程序?qū)崟r采集流量計脈沖數(shù)，根據(jù)售油量計算公式實時計算流量值，直到流量值與設(shè)定值相等，輸出控制信號關(guān)閉相應(yīng)執(zhí)行機構(gòu)。主程序如圖4所示。

圖4 主程序流程圖Fig.4 Flow chart of main program

4 實驗結(jié)果

本售油控制系統(tǒng)經(jīng)試運行，顯示運行穩(wěn)定，性能良好，通過使用PLC控制器和計算機完成了對油庫作業(yè)的自動化控制以及對油庫的安全監(jiān)測，取代了以往的人工操作方式，減少了人為因素引起的誤操作，同時也降低了工作人員勞動強度，提高了作業(yè)效率。在售油中誤差控制在3～5升/次的范圍內(nèi)，此誤差為每次售油的誤差，與售油量的多少無關(guān)。一般的油罐車可裝成品油6千升以上，通過計算，誤差小于國家的要求，達到了預(yù)期的各方面要求，實現(xiàn)了系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)。

5 結(jié)束語

售油控制系統(tǒng)是油庫裝車自動化的重要組成部分，本系統(tǒng)的設(shè)計有著安全，可靠，售油精度高，易操作，可擴展等優(yōu)點，以PLC為控制核心，流量計，電磁閥等為主要硬件，提高油庫的自動化水平，降低油庫運營成本，增加了油庫經(jīng)濟效益，同時也為其它油庫售油系統(tǒng)的設(shè)計提供一種借鑒，對工程實際具有一定的指導(dǎo)意義。

[1]趙孟卿，黃坤，王永峰，等.成品油庫自動化改造的探討[J].石油化工自動化，2010，36（2）:36-39.

ZHAO Meng-qing，HUANG Kun，WANG Yong-feng，et al.Discussion on the automation reforill for the product oil depot[J].Automation in Petro-Chemical Industry，2010，36（2）:36-39.

[2]吳元修.分布式集散控制技術(shù)在燒結(jié)配料系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].電子測量技術(shù)，2007，30（9）:180-183.

WU Yuan-xiu.Research on total distributed control applied in feed proportioning for sintering systems[J].Electronic Measurement Technology，2007，30（9）:180-183.

[3]彭繼慎，孟慶鑄，張靜，等.基于PLC和組態(tài)王的油庫收發(fā)油控制系統(tǒng)[J].儀表技術(shù)與傳感器，2008（6）:47-48.

PENG Ji-shen，MENG Qing-zhu，ZHANG Jing，et al.Oil receiving and delivery control system in oil depot based on PLC and kingview[J].Instrument Technique and Sensor，2008（6）:47-48.

[4]孟寧.成品油庫自動付油及管理系統(tǒng)[J].油氣田地面工程，2004，23（10）:31-32.

MENG Ning.Automatic pay oil and management system of product oil depot[J].Oil-Gasfield Surface Engineering，2004，23（10）:31-32.

[5]劉思華.PLC在油庫自動售油系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J].微計算機信息，2002，18（12）:1-2.

LIU Si-hua.Application of PLC in oil depot automatic selling oil system[J].Micro Computer Information，2002，18（12）:1-2.

[6]龔中偉.腰輪流量計的計量與檢定問題[J].油氣儲運，1999，18（6）:41-43.

GONG Zhong-wei.On meteringand calibrtionofPD flowmeter[J].Oil&Gas Storage and Transportation，1999，18（6）:41-43.

[7]曲曉俊，鄭金吾.基于PLC和電液閥的油庫精確發(fā)油系統(tǒng)[J].工業(yè)控制計算機，2003，16（5）:52-54.

QU Xiao-jun，ZHENG Jin-wu.Oil depot precise pay oil system based on PLC and electro-hydraulic valve[J].Industrial Control Computer，2003，16（5）:52-54.