孔祥宇

青島石化檢修安裝工程有限責任公司

石油化工罐區(qū)自動控制系統(tǒng)和生產管理系統(tǒng)

孔祥宇

青島石化檢修安裝工程有限責任公司

近年來國內新建的石油化工廠儲運罐區(qū)的自動化水平已經不僅局限于采用儀表測量加分散型控制系統(tǒng)（DCS），有些廠家還配有罐區(qū)生產管理系統(tǒng)。將罐區(qū)的自動控制系統(tǒng)、生產管理系統(tǒng)與工廠信息管理系統(tǒng)結合起來，卓有成效地提高了儲運系統(tǒng)的整體自動化水平和管理水平，實現(xiàn)了控制和管理的系統(tǒng)集成、數據共享、功能集成。這是新建工廠儲運系統(tǒng)的運行和管理模式，也是老廠改造的方向。因此，研究石油化工罐區(qū)自動控制系統(tǒng)和生產管理系統(tǒng)具有重要意義。

石油化工；罐區(qū)；自動控制系統(tǒng)；生產管理系統(tǒng)

本文介紹了石油化工儲運罐區(qū)自動控制系統(tǒng)的基本結構和功能，從工程設計角度討論了罐區(qū)特有的設計內容和設計方法，庫存量統(tǒng)計和信息管理是罐區(qū)特有的內容，從工程設計上考慮，罐區(qū)應配備相應的自動化儀表和儲罐數據管理設備以實現(xiàn)罐容計算，提高罐區(qū)的控制和管理水平。

1 石油化工罐區(qū)自動控制系統(tǒng)

1.1 自動裝車控制系統(tǒng)

在裝車技術發(fā)展的過程中，從最簡本人工計量操作、到集中控制操作、到今天比較成熟的分布式裝車控制儀。在裝車方式方法上都有很大的差異。無論從操作方式或是現(xiàn)場安全，分布式裝車控制儀都有不可替代的特性。利用進行集中式裝車控制，主要有以下缺點：比較陳舊的裝車技術。集中式控制導致卑個裝車鶴位的被動性，不利于現(xiàn)場操作；由于的控制特性，從技術實施到現(xiàn)場裝車安全受到的很大的制約。分布式定量裝車控制系統(tǒng)適用于大部分定量裝車的場合，在每個鶴位都設置一臺防爆的定量裝車儀，執(zhí)行該鶴位的定量裝車控制任務。在裝車場門口業(yè)務室設置裝車監(jiān)控操作站(以下簡稱：監(jiān)控站)和裝車銷售業(yè)務管理站(以下簡稱：業(yè)務站)，操作站與各現(xiàn)場控制儀之間鋪設一條雙絞線通信電纜，通過實現(xiàn)與各現(xiàn)場控制儀之間的通信。每個鶴位的定量裝車儀對該鶴管的裝車流量進行計量、對裝車防溢開關、防靜電接地開關的狀態(tài)進行檢測并安全連鎖，對閥門進行程序控制，在發(fā)油作業(yè)中，執(zhí)行定量裝車過程的程序控制。

1.2 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

雖然控制系統(tǒng)中的輸入與輸出節(jié)點有著許多不同的類型，而在實際應用中較常用的是具有24VDC的2線、3線的各類傳感器或不同機械觸點。該節(jié)點有防水、防塵等特性，防護等級為IP67，能夠直接安裝在現(xiàn)場。還有一種節(jié)點是端子式的，安裝于DIN導軌上的獨立輸入/輸出端子塊，使用一個總線耦合器連接，該總線耦合器作為連接總線的網關。這種類型的節(jié)點其防護等級為IP20，其結構是采用開放式的。端子式輸入與輸出系統(tǒng)包含多種模擬量與開關量模塊，以及高速計、串行通訊數與監(jiān)控模塊。端子式輸入與輸出系統(tǒng)可以相結合使用也可以獨立使用，在節(jié)點地址處使用一個輔助電源，用于驅動電磁閥等電器設備。大部分總線節(jié)點都可以在電器設備短路時得出診斷信息并報告給主控器，這樣即使發(fā)生設備短路也不會影響整個通訊系統(tǒng)。普通的傳感器等現(xiàn)場裝置均可以通過輸入與輸出模塊連接到整個現(xiàn)場總線系統(tǒng)中，同樣也可以通過單獨的裝入總線通訊接口，實現(xiàn)與現(xiàn)場總線系統(tǒng)的連接。比較于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)主要有以下特點：系統(tǒng)具有較高的性價比，其一次性安裝費用及綜合成本可減少40%。由于導線數量與連接附件等大幅度的減少，同時使原來的數百根，甚至上千根控制電纜減少到只有一根的現(xiàn)場總線電纜，從而大幅度的減少接線端子等附件。所以大幅度地減少了設計、安裝、調試的費用，同時維護與改造的停工時間也減少了60%。原來繁瑣的設計變得簡單而易行；快速的標準接插件、簡便的安裝，減少了大量的人力、物力的投入；強大的故障診斷功能，大幅減少了系統(tǒng)調試和維護的工作量。

1.3 裝卸一體化控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)采用了現(xiàn)場總線和系統(tǒng)總線兩層網絡結構，現(xiàn)場總線層由裝車計量控制器、卸車計量控制器和串口服務器組成。上位機通過串口服務器對掛在現(xiàn)場總線上的設備進行管理、控制和數據采集?？偩€上的裝車計量控制器實現(xiàn)定量裝車功能及相關的控制，卸車計量控制器完成卸車的全過程自動控制和計量。系統(tǒng)總線層組成了包括上位機系統(tǒng)、開票系統(tǒng)和串口服務器共同組成的局域網，還可以和遠程ERP系統(tǒng)通訊。裝卸車系統(tǒng)的設備選用應力求統(tǒng)一，即由一個供貨商成套提供，并進行系統(tǒng)調試，這樣可以從整體上控制系統(tǒng)的精度，避免多個不同廠家設備之間的配合問題導致的誤差擴大；同時成套提供的系統(tǒng)會有更高的可靠性和穩(wěn)定性，售后服務也會比較全面到位。

2 石油化工罐區(qū)生產管理系統(tǒng)

PHD系統(tǒng)由數據采集、數據處理存儲和信息展示三部分構成。PHD能夠不間斷釆集所有重要數據，可以保護數據安全、阻止未經授權的侵入，進而可以幫助企業(yè)滿足規(guī)則的要求。最下層是數據釆集層。PHD系統(tǒng)通過專門的實時數據庫接口RDI不但可以采集實時數據，可以釆集實驗室管理系統(tǒng)(的化驗分析數據，以及來自其他應用系統(tǒng)的非連續(xù)數據。中間層是數據處理存儲層。PHD是一個一體化的數據平臺，不僅可以管理實時數據，還可以管理事件類數據、事務性數據和應用類數據等。這些數據分別存放在對應的數據庫中，這些數據庫支持不同的應用。其中實時數據庫存放測量值等實時數據；事件數據庫存放過程報警等事件；事務性數據庫存放的化驗分析結果等事務性數據；應用數據庫則基于數據庫上的各種管理應用的運行結果，在本系統(tǒng)中暫時沒有此項應用，那將是下一階段的工作。最上層是信息展示部分。將來在PHD平臺上可以通過WEB瀏覽器瀏覽信息，可以通過看各種數據報表，還可看到功能強大的趨勢分析功能。

總結

罐區(qū)工程設計之初就應明確定位儲運系統(tǒng)和罐區(qū)需要的自動控制水平和生產管理水平，整體規(guī)劃、合理構建儲運罐區(qū)的自動控制和生產管理系統(tǒng)的結構和配置。了解罐區(qū)生產操作的特點和需求，了解罐區(qū)自動化和管理系統(tǒng)各軟件包的用途和功能，有針對性地設計選用。合理的工程設計才是提高儲運罐區(qū)自動控制水平和生產管理水平的堅實基礎。

[1] 張超. 基于地理信息的石化罐區(qū)事故模擬及隱患管理系統(tǒng)開發(fā)[D].中國石油大學(華東),2014.

[2] 蘇春園. 罐區(qū)自動裝卸一體化控制系統(tǒng)在化工生產中的應用[J]. 科技創(chuàng)新與應用,2013,(15):53-54.