定量装车系统在油品销售的应用

2013-08-18刘峰何彦中油乍得炼油有限公司北京100120

自动化博览 2013年4期

刘峰，何彦（中油乍得炼油有限公司，北京 100120）

1 概述

定量装车就是采用技术成熟、性能可靠的工业级可编程控制器，并配以稳定可调的数控阀与高精度计量的双螺旋流量计实现整个发油装车自动控制过程。

2 定量装车系统概况

中油乍得炼油有限公司装车控制系统共计21个装车台位，包括成品油装车和液化石油气装车。其中成品油装车鹤位19个，液化石油气装车鹤位2个。系统上位机系统包括2套监控管理系统和3台售开票机，下位机系统包括21套装车控制仪和配套仪表。上位机系统和下位机系统通过可靠的网络通讯，进行数据交换和协同管理，共同完成全厂各种油品的装车和销售。

3 系统选型、配置及功能特点

3.1 定量装车系统的选型

定量装车系统选用奥图威尔公司集成的AWZ定量装车系统，该系统与其他系统相比，在各方面具有一定的技术先进性和绝对的优势。具体比较见表1。

表1

3.2 系统硬件配置

定量装车控制系统主要由三部分组成。包括上位机系统、定量装车仪、现场仪表。

3.2.1 上位机系统

上位机系统主要包括数据服务器、操作站、销售开票机。

（1）数据服务器、操作站

系统配置数据服务器和操作站各1台。主要完成数据的采集和存储，显示工艺流程画面、生产过程监控、数据管理、数据库接口和查询、生产报表的生成。

（2）销售开票机

系统配置销售开票机3台。主要完成销售数据管理、库存管理、进销存报表管理、综合管理、油品参数归档管理、提油单位档案管理、提油车辆档案管理。

3.2.2 定量装车仪

本系统共有21台AWZ系列装车仪，包括各种油品装车19台、液化石油气装车2台。每台装车仪硬件主要由一块一体化智能控制器模块，一块液晶操作面板及其他辅助设备构成。

3.2.3 现场仪表

系统每台装车仪配置相应的独立的现场仪表，其中包括：阀门、流量计、静电接地夹、液位开关等。主要完成现场装车流量计量、装车过程安全保护。

3.3 系统软件配置

(1)服务器和操作站

服务器和操作站软件配置采用美国通用电气公司工业组态软件Cimplicity HM I 6.0和凯谱华KEPServer OPC 服务器接口组态软件。Cimplicity HM I用于设计、创建并且运行工程，组态系统数据库程序；KEPServer OPC 服务器接口组态软件用于组态上位机和下位机之间读写数据交换接口。从而保证上位机能够实时采集整个装车系统的运行状态，显示各种检测值及参数，完成发油过程的自动控制、现场仪表的状态的监控、各生产数据的采集和显示等。

(2)销售开票机

销售开票机配置销售管理软件。销售管理程序采用微软公司的 Visual Basic 6.0程序语言编制而成，完成对整个发油过程的数据管理，以达到数据的安全储存实现办公的自动化。

(3)定量装车仪

AWZ定量装车控制仪配置GE PLC 编程软件VersaPro2.04和PV-057触控屏软件。所编程序主要用于对装车过程进行定量程序控制、装车操作和安全联锁。

3.4 定量装车系统功能特点

(1)可靠性高

下位机采用技术成熟、性能可靠的工业上常用的可编程控制器，上位机监控软件采用成熟的工控组态软件，在先进性和可靠性上具有绝对优势。

(2)安全性高

在整个装车过程，系统自动检测接地和罐车的溢油信号，确保装车的高度安全。系统设置多级操作权限，保证系统参数设定或操作安全，系统具有设备自诊断和报警功能。

(3)灵活性高

系统下位机和上位机之间采用抗干扰能力很强、通讯距离远的RS485网络，上位机和销售开票机之间采用以太网，组网非常灵活。系统可以采用远程和就地两种装车操作方式，大大方便装车操作灵活性。

(4)维护和使用好

系统硬件采用模块化设计，各模块安装简便，易于维护；软件采用图形化界面，易于操作使用。

4 联网和通讯

4.1 系统联网和通讯设计

一般装车控制系统采用两级主从分布控制系统，由一台用于“集中管理”的PC机和安装在装车台现场的若干台用于“分散控制”的下位机组成，装车系统每台装车仪之间通过RS485总线连接成RS485网络，使用RS485 RTU标准通讯协议，然后通过协议转换器将RS485网络转换成RS485 TCP/IP网络，从而实现与多台上位机同时通讯的目的。

我厂定量装车系统采用两级分布控制系统，系统网络包括主干网络和分支网络。系统主干网络采用MODBUS TCP/IP协议的以太网，分支网络采用MODBUS RS485 RTU通讯协议的RS485网络，分支网络有4个分支，每分支不超过8个节点，有效保证通讯速率和故障率，这样现场装车仪使用MODBUS RS485总线通讯方式引入控制室，使用GE公司SE通讯协议转换器转将MODBUS RS485 RTU通讯协议换成MODBUS TCP/IP协议，这样方便多台上位机进行联网交换数据。装车系统的联网和通讯如图1所示。

图1 装车系统的联网和通讯

4.2 网络通讯配置

4.2.1 SE通讯转换器配置

SE通讯转换器参数配置主要是为其设置以太网IP地址，设置其与现场装车仪通讯的RS485 RTU通讯协议，其设置步骤为：

（1）先分配一个IP给SE：ARP -s 10.1.4.201 00-20-4a-51-0e-5b

（2）连接端口：TELNET 10.1.4.201 1

（3）连接配置画面：TELNET 10.1.4.201 9999

（4）设置完后保存

4.2.2 现场装车仪通讯配置

装车仪通讯参数配置在PLC硬件组态里完成，在PLC 程序的Hardware configuration项里的Port 2（RS-485）设置MODBUS RS485 RTU地址和通讯协议。其中Port mode 设置为：RTU only ，Data rate设置为：9600，Station addresss设置好装车仪与与上位机通讯的地址，我厂定量装车仪地址设置与其序号保持一致。

4.2.3 上位机与装车仪之间数据交换组态

上位机管理系统与下位机装车仪之间通过以太网交换数据，先在数据库工程文件AWZHM I里组态equipment下devices和ports的MODBUS TCP/IP地址，IP地址设置为：193.168.100.M@N，其中M与SE地址一致，N与现场装车仪地址一致。然后在KEPserver EX OPC服务接口组态软件里，配置与现场PLC程序变量地址一致变量，确保上位机管理系统和下位机装车控制仪之间的数据交换。

4.3 装车系统网络结构

定量装车系统采用4个SE通讯协议转换器，将现场21台装车仪分成4路RS485总线网络，并将其转换成MODBUS TCP/IP通讯，最后通过以太网与上位机系统连接，确保与数据服务器进行实时数据交换。其系统整体网络结构布置如图2所示。

图2 定量装车系统整体网络结构

5 定量装车系统的装车原理和过程

5.1 装车原理

19套成品油装车采用“装车仪 + 双螺旋流量计 + 数控电液阀”的方式完成装车的自动及定量控制，2套液化气装车使用地衡代替双螺旋流量计。其装车原理如图3示。

5.2 装车过程

本定量装车系统采用远程和就地两种装车操作方式，大大方便平时装车操作灵活性。

(1)远程装车过程

图3 定量装车系统装车原理

图4 定量装车系统装车流程图

汽车槽车进厂，在销售中心开票室定量装车监控系统开票机上办理业务登录等手续，定量装车监控系统把油品种类、数量、密码下载到定量装车控制仪。槽车进入装车台相应装车鹤位、放置鹤管和防溢出液位开关、接好防静电接地夹；在定量装车控制仪上输入密码，检查无误后，按启动按钮；定量装车控制仪打开电液阀，装到接近灌装量时，定量装车控制仪会按程序先关闭一段装车阀，待到预装量后，关闭装车阀，完成装车。定量装车控制仪把装油量传至定量装车监控系统。在开票室打印票据，槽车出厂。定量装车系统装车流程如图4所示。

(2)本地装车过程

本地装车就是装车设定量在装车台的装车仪上设定，然后直接通过装车仪的启动按钮进行装车，本地装车只能把装车数据的已装量，装车的开始和结束时间保存在数据库服务器中，没有装车单位，提单号等数据。