油罐区油位网络测量技术

陈立博

【摘 要】本文介绍了高精度油罐区油位网络测量技术在辽河油田中转站的应用。详细介绍了利用网络传输技术对油罐区油位信号进行控制。实现了油位的企业信息化管理。

【关键词】YI2000E；Easyview；ActiveX；MOXA NPort6150；西门子S7-300PLC

0.引言

随着网络传导技术的发展与成熟，一种既安全又可靠的测控技术被成功开发并应用于辽河油田中转站。由于该地区多雷雨，所以会造成电子仪表等其他检测设施损毁或者无法正常工作，部分地区仍然停留在人工检测的测量方式，这种方式不仅无法实现正常的实时检测，也缺少报警，一旦发生事故，现场不能得到及时控制，将造成巨大损失。此外，油罐区因分布分散，依靠人工来测量会浪费大量人力和物力。高精度的油罐区油位网络测量技术的应用实现了现场无电信号传输，从根本上杜绝了因雷击造成仪表损坏的现象发生；实现了油罐区油位参数的实时在线检测。

1.系统构成及工作原理

1.1系统硬件构成

测量部分由YI2000E型防爆超声波液位计、NPort6150、工业控制计算机、网络交换机等组成。YI2000E型防爆超声波液位计是该测量系统的重要组成部分，它由测量单元、RS485变送器、电缆等组成，其中测量单元包括内置温度补偿，功率自适应，可拥有信号处理技术等，提高了仪表的测量精度。

1.2系统软件构成

本测量系统软件由高效智能的数据处理器和工业控制器两部分组成。其中智能数据处理器部分即西门子S7-300PLC完成了对现场的数据采样收集并将数据上传到工控机。它采用串口及网络通讯与上位机进行数据交换。上位机监控系统软件采用Easyview进行开发。上位机监控系统实现了与智能数据处理器的数据通讯、油罐区油位现场监测、油罐存油量自动测量与计算、数据表格自动生成、油罐区油位高位于低位自动报警、报警时数据库的自存储，并且利用网络技术实现了仪表控制室工机与调度室用于现场监控的工控机间实时数据交换。

1.3原理及实现

1.3.1信号采集YI2000E型防爆超声波液位计最新的南控声波技术实现油位的检测

当被测介质油位发生变化时，向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离。并将距离值转变为电信号，进行放大整形后以通用的RS485串行通讯方式将数据上传至网络，进一步至上位机。

1.3.2模拟画面及数据的记录

操作员可以实现现场监控油罐区油位情况，系统通过对采集数据定时监控，定时存储，进一步生成历史数据记录excel表格以备操作员需要时，查看某油罐区油位的历史曲线与历史记录。实时趋势曲线是通过调用EASYVIEW的通用控件中的OCX“实时趋势曲线”来实现的，在操作员现场操作可以调整时间跨度及纵坐标轴，从而可以直观地看到对应油罐区油位实时趋势曲线。也可对多个油罐区的油位进行检测并记录。

1.3.3报警数据库

如果某一油罐区油位高度发生超限报警时，处理器会即生成报警事件。当有报警事件发生后，上位机会将报警事件发生的时间、上限值、下限值、报警值写入相应excel表中。操作人员可查询相关的报警记录并打印。

1.3.4报警Alarm

在组态软件编制过程中会用VB等相关编程控件，实现语音报警提示。只这样如有报警事件触发时，既有报警指示灯闪烁又有相应的指示语音报警。

⑤罐容的查询与监控。系统在编制过程中从根本上解决了存油体积、存油质量等参数需要人工监控查询的问题。在编制监控系统时首先将每个罐区油罐的罐容数值表编制成一数据库（包括储油的密度、温度、标准密度等参数）。这样通过实时检测到的油位信号就可以得到存油的质量。

⑥系统授权。监控系统在开发过程中对用户进行了授权配置，在软件运行过程不同的授权级别可以预期对应的应用项目。

⑦网络功能。监控系统由三台下位机，一台上位机组成。下位机完成数据采集、罐容查询、罐区油罐存油计算、报警数据库记录等功能，而且要将各种数据上传到调度室内的上位机。上位机可以访问每一台下位机，调度人员通过上位机可以随时查看各站点的相应数据。在基于TCP/IP网络协议的网上，使用户能够实现上、下位机以及更高层次的厂区连网。TCP/IP网络协议提供了在不同硬件体系结构组成的网络上进行通讯的能力。一台PC机通过TCP/IP网络协议可以和多个远程计算机（即远程节点）进行通讯。

该监控系统的网络结构，每一台计算机都要配置为连网方式，它们要选用同一种通讯协议（TCP/IP）。每一台下位机既要设为I/O服务器也要设为历史数据服务器，选择一台计算机为登录服务器和校时服务器。

2.系统特点

2.1本安型

此系统防爆等级为IAⅡCT4～T6，完全达到油安安全要求。用超声波型号进行测量、传输；具有抗电磁干扰的特点；仪表控制室到油罐现场实现信号网络测量和传输，实现无电测量，因此杜绝了引雷、打火，仪表被击坏的可能，更不会引起火灾。

2.2实用性

可带油安装，安装时不用火、不用电、不清理油罐。

2.3智能型

自动形象地显示罐内存油量；自动计算罐内存油的质量；自动打印各种报表；油位超标时自动报警等。并可利用网络技术实现仪表控制室同调度室间的数据通讯。

3.结束语

目前辽河油田中转站已经将该油罐区油位系统投入到中转站车间运行，测量数据准确，从根本上杜绝了人工测量随机误差大，无法实时在线监测的弊端。调度室操作员可以随时了解设备运行情况，改变了以往依靠仪表室操作员定时以电话汇报数据的工作方式。该系统的投入使得操作员从以往大量的查表工作中解脱出来，提高了生产效率。 [科]

【参考文献】

[1]马国华.监控组态软件及其应用.北京：清华大学出版社，2001.

[2]郭光臣.炼油厂油品储运.北京：中国石化出版社，1999.

[3]SIMATIC使用STEP7编程手册.AA5E01112992-01，2007，8.