汪濤,鄭家宜,李育特
(中國(guó)石化銷售有限公司 華南分公司,廣東 廣州 511400)
某油品銷售公司已建成橫跨廣東、廣西、云南、貴州、四川、重慶等省市,全長(zhǎng)超過(guò)6×103km的成品油管道。該管道目前共需要順序輸送0號(hào)車柴、0號(hào)普柴、92號(hào)汽油和95號(hào)汽油四種油品,該管道主要以油品密度作為混油界面監(jiān)控及切割的依據(jù),因而密度信號(hào)對(duì)油品界面的跟蹤尤為重要。目前主要通過(guò)人工監(jiān)控的方式判斷密度的變化,該方法效率低下,且存在漏判的可能,并由此可能導(dǎo)致油品質(zhì)量事故的發(fā)生。由于監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (SCADA)的底層PLC控制器具有豐富的算法和強(qiáng)大的計(jì)算功能,因而可以通過(guò)PLC中的程序?qū)崿F(xiàn)油品密度變化超限自動(dòng)報(bào)警的功能,提高油品密度監(jiān)控的效率。
1) 通過(guò)SCADA系統(tǒng)本身的報(bào)警功能實(shí)現(xiàn)該需求。該公司西南成品油管線采用Honeywell公司的PKS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的監(jiān)控,PKS系統(tǒng)底層控制器的數(shù)據(jù)采集模塊具有參數(shù)變化率報(bào)警功能,但該功能算法已經(jīng)集成好,無(wú)法為具體需求做優(yōu)化,不能很好滿足密度變化的報(bào)警需求。
2) 人工判斷。操作員通過(guò)監(jiān)控密度的實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線,判斷密度變化情況,由此確定混油界面是否進(jìn)站。經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn),該種方式不可靠,存在漏判的可能。
由于系統(tǒng)對(duì)密度變化的監(jiān)控必須設(shè)置1個(gè)密度參考點(diǎn),有兩種實(shí)現(xiàn)方式: 密度參考點(diǎn)由人工手動(dòng)輸入,該方式需要人工干預(yù),可靠性不高;系統(tǒng)按一定周期自動(dòng)設(shè)置密度參考點(diǎn),該方式無(wú)需人工干預(yù),徹底實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,比較可行。通過(guò)對(duì)管線混油界面密度變化實(shí)際情況的分析,密度參考點(diǎn)每隔1 h,可以取整點(diǎn)時(shí)刻,更新一次較為合理。參考點(diǎn)確定后,將密度的實(shí)時(shí)值和參考值進(jìn)行比較,當(dāng)其差值的絕對(duì)值大于X時(shí),即觸發(fā)報(bào)警,X根據(jù)運(yùn)行需要可以人為設(shè)定。密度變化超限報(bào)警程序流程如圖1所示。
圖1 密度變化超限報(bào)警程序流程示意
假設(shè)密度ρD與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系為
ρD=f(t)
(1)
那么密度參考點(diǎn)的值為
ρC=f(t0)
(2)
式中:ρC——每個(gè)整點(diǎn)時(shí)刻的密度值;t0——每個(gè)小時(shí)的整點(diǎn)時(shí)刻。
偏差值為
Δρ=ABS(ρC-ρD)
(3)
式中: Δρ——密度偏差的絕對(duì)值,當(dāng)Δρ>X時(shí),觸發(fā)密度變化自動(dòng)報(bào)警功能。
根據(jù)圖1,用PLC的FBD功能模塊圖編程語(yǔ)言,編制了相應(yīng)的控制程序,如圖2所示。
圖2 PLC程序示意
通過(guò)對(duì)長(zhǎng)輸成品油管道關(guān)鍵參數(shù)的報(bào)警功能進(jìn)行分類,分析了目前報(bào)警系統(tǒng)存在的問題,并提出了有效的改進(jìn)措施。但在運(yùn)行中也發(fā)現(xiàn),由于密度參考值是按照時(shí)間自動(dòng)選擇的,假如某個(gè)參考值由于信號(hào)干擾等原因造成不準(zhǔn)確,可能會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)頻繁觸發(fā)報(bào)警。針對(duì)該問題,后續(xù)對(duì)程序進(jìn)行了完善,對(duì)密度參考值的選擇程序做了進(jìn)一步完善,如增加報(bào)警死區(qū)等,降低了誤報(bào)率。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀察,該報(bào)警程序非常有效,大幅提高了操作員的監(jiān)控效率。
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