长输成品油管道密度自动报警功能在SCADA系统中的实现

汪涛，郑家宜，李育特

(中国石化销售有限公司 华南分公司，广东 广州 511400)

某油品销售公司已建成横跨广东、广西、云南、贵州、四川、重庆等省市，全长超过6×103km的成品油管道。该管道目前共需要顺序输送0号车柴、0号普柴、92号汽油和95号汽油四种油品，该管道主要以油品密度作为混油界面监控及切割的依据，因而密度信号对油品界面的跟踪尤为重要。目前主要通过人工监控的方式判断密度的变化，该方法效率低下，且存在漏判的可能，并由此可能导致油品质量事故的发生。由于监控及数据采集系统 (SCADA)的底层PLC控制器具有丰富的算法和强大的计算功能，因而可以通过PLC中的程序实现油品密度变化超限自动报警的功能，提高油品密度监控的效率。

1 传统的报警实现方式

1) 通过SCADA系统本身的报警功能实现该需求。该公司西南成品油管线采用Honeywell公司的PKS系统实现对管道的监控，PKS系统底层控制器的数据采集模块具有参数变化率报警功能，但该功能算法已经集成好，无法为具体需求做优化，不能很好满足密度变化的报警需求。

2) 人工判断。操作员通过监控密度的实时趋势曲线，判断密度变化情况，由此确定混油界面是否进站。经过实际运行发现，该种方式不可靠，存在漏判的可能。

2 优化方案

2.1 需求分析

由于系统对密度变化的监控必须设置1个密度参考点，有两种实现方式： 密度参考点由人工手动输入，该方式需要人工干预，可靠性不高；系统按一定周期自动设置密度参考点，该方式无需人工干预，彻底实现自动化，比较可行。通过对管线混油界面密度变化实际情况的分析，密度参考点每隔1 h，可以取整点时刻，更新一次较为合理。参考点确定后，将密度的实时值和参考值进行比较，当其差值的绝对值大于X时，即触发报警，X根据运行需要可以人为设定。密度变化超限报警程序流程如图1所示。

图1 密度变化超限报警程序流程示意

2.2 算法实现

假设密度ρD与时间t的函数关系为

ρD=f(t)

(1)

那么密度参考点的值为

ρC=f(t0)

(2)

式中：ρC——每个整点时刻的密度值；t0——每个小时的整点时刻。

偏差值为

Δρ=ABS(ρC-ρD)

(3)

式中： Δρ——密度偏差的绝对值，当Δρ>X时，触发密度变化自动报警功能。

3 程序实现

根据图1，用PLC的FBD功能模块图编程语言，编制了相应的控制程序，如图2所示。

图2 PLC程序示意

4 结束语

通过对长输成品油管道关键参数的报警功能进行分类，分析了目前报警系统存在的问题，并提出了有效的改进措施。但在运行中也发现，由于密度参考值是按照时间自动选择的，假如某个参考值由于信号干扰等原因造成不准确，可能会在一段时间内频繁触发报警。针对该问题，后续对程序进行了完善，对密度参考值的选择程序做了进一步完善，如增加报警死区等，降低了误报率。经过一段时间的观察，该报警程序非常有效，大幅提高了操作员的监控效率。

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