石油化工罐区自动控制系统和生产管理系统

孔祥宇

青岛石化检修安装工程有限责任公司

石油化工罐区自动控制系统和生产管理系统

孔祥宇

青岛石化检修安装工程有限责任公司

近年来国内新建的石油化工厂储运罐区的自动化水平已经不仅局限于采用仪表测量加分散型控制系统（DCS），有些厂家还配有罐区生产管理系统。将罐区的自动控制系统、生产管理系统与工厂信息管理系统结合起来，卓有成效地提高了储运系统的整体自动化水平和管理水平，实现了控制和管理的系统集成、数据共享、功能集成。这是新建工厂储运系统的运行和管理模式，也是老厂改造的方向。因此，研究石油化工罐区自动控制系统和生产管理系统具有重要意义。

石油化工；罐区；自动控制系统；生产管理系统

本文介绍了石油化工储运罐区自动控制系统的基本结构和功能，从工程设计角度讨论了罐区特有的设计内容和设计方法，库存量统计和信息管理是罐区特有的内容，从工程设计上考虑，罐区应配备相应的自动化仪表和储罐数据管理设备以实现罐容计算，提高罐区的控制和管理水平。

1 石油化工罐区自动控制系统

1.1 自动装车控制系统

在装车技术发展的过程中，从最简本人工计量操作、到集中控制操作、到今天比较成熟的分布式装车控制仪。在装车方式方法上都有很大的差异。无论从操作方式或是现场安全，分布式装车控制仪都有不可替代的特性。利用进行集中式装车控制，主要有以下缺点：比较陈旧的装车技术。集中式控制导致卑个装车鹤位的被动性，不利于现场操作；由于的控制特性，从技术实施到现场装车安全受到的很大的制约。分布式定量装车控制系统适用于大部分定量装车的场合，在每个鹤位都设置一台防爆的定量装车仪，执行该鹤位的定量装车控制任务。在装车场门口业务室设置装车监控操作站(以下简称：监控站)和装车销售业务管理站(以下简称：业务站)，操作站与各现场控制仪之间铺设一条双绞线通信电缆，通过实现与各现场控制仪之间的通信。每个鹤位的定量装车仪对该鹤管的装车流量进行计量、对装车防溢开关、防静电接地开关的状态进行检测并安全连锁，对阀门进行程序控制，在发油作业中，执行定量装车过程的程序控制。

1.2 现场总线控制系统

虽然控制系统中的输入与输出节点有着许多不同的类型，而在实际应用中较常用的是具有24VDC的2线、3线的各类传感器或不同机械触点。该节点有防水、防尘等特性，防护等级为IP67，能够直接安装在现场。还有一种节点是端子式的，安装于DIN导轨上的独立输入/输出端子块，使用一个总线耦合器连接，该总线耦合器作为连接总线的网关。这种类型的节点其防护等级为IP20，其结构是采用开放式的。端子式输入与输出系统包含多种模拟量与开关量模块，以及高速计、串行通讯数与监控模块。端子式输入与输出系统可以相结合使用也可以独立使用，在节点地址处使用一个辅助电源，用于驱动电磁阀等电器设备。大部分总线节点都可以在电器设备短路时得出诊断信息并报告给主控器，这样即使发生设备短路也不会影响整个通讯系统。普通的传感器等现场装置均可以通过输入与输出模块连接到整个现场总线系统中，同样也可以通过单独的装入总线通讯接口，实现与现场总线系统的连接。比较于传统的控制系统，现场总线控制系统主要有以下特点：系统具有较高的性价比，其一次性安装费用及综合成本可减少40%。由于导线数量与连接附件等大幅度的减少，同时使原来的数百根，甚至上千根控制电缆减少到只有一根的现场总线电缆，从而大幅度的减少接线端子等附件。所以大幅度地减少了设计、安装、调试的费用，同时维护与改造的停工时间也减少了60%。原来繁琐的设计变得简单而易行；快速的标准接插件、简便的安装，减少了大量的人力、物力的投入；强大的故障诊断功能，大幅减少了系统调试和维护的工作量。

1.3 装卸一体化控制系统

本系统采用了现场总线和系统总线两层网络结构，现场总线层由装车计量控制器、卸车计量控制器和串口服务器组成。上位机通过串口服务器对挂在现场总线上的设备进行管理、控制和数据采集。总线上的装车计量控制器实现定量装车功能及相关的控制，卸车计量控制器完成卸车的全过程自动控制和计量。系统总线层组成了包括上位机系统、开票系统和串口服务器共同组成的局域网，还可以和远程ERP系统通讯。装卸车系统的设备选用应力求统一，即由一个供货商成套提供，并进行系统调试，这样可以从整体上控制系统的精度，避免多个不同厂家设备之间的配合问题导致的误差扩大；同时成套提供的系统会有更高的可靠性和稳定性，售后服务也会比较全面到位。

2 石油化工罐区生产管理系统

PHD系统由数据采集、数据处理存储和信息展示三部分构成。PHD能够不间断釆集所有重要数据，可以保护数据安全、阻止未经授权的侵入，进而可以帮助企业满足规则的要求。最下层是数据釆集层。PHD系统通过专门的实时数据库接口RDI不但可以采集实时数据，可以釆集实验室管理系统(的化验分析数据，以及来自其他应用系统的非连续数据。中间层是数据处理存储层。PHD是一个一体化的数据平台，不仅可以管理实时数据，还可以管理事件类数据、事务性数据和应用类数据等。这些数据分别存放在对应的数据库中，这些数据库支持不同的应用。其中实时数据库存放测量值等实时数据；事件数据库存放过程报警等事件；事务性数据库存放的化验分析结果等事务性数据；应用数据库则基于数据库上的各种管理应用的运行结果，在本系统中暂时没有此项应用，那将是下一阶段的工作。最上层是信息展示部分。将来在PHD平台上可以通过WEB浏览器浏览信息，可以通过看各种数据报表，还可看到功能强大的趋势分析功能。

总结

罐区工程设计之初就应明确定位储运系统和罐区需要的自动控制水平和生产管理水平，整体规划、合理构建储运罐区的自动控制和生产管理系统的结构和配置。了解罐区生产操作的特点和需求，了解罐区自动化和管理系统各软件包的用途和功能，有针对性地设计选用。合理的工程设计才是提高储运罐区自动控制水平和生产管理水平的坚实基础。

[1] 张超. 基于地理信息的石化罐区事故模拟及隐患管理系统开发[D].中国石油大学(华东),2014.

[2] 苏春园. 罐区自动装卸一体化控制系统在化工生产中的应用[J]. 科技创新与应用,2013,(15):53-54.