零发油自动控制系统设计报告

零发油自动控制系统

设计报告

班级：油气1201

学院：能动学院

第1页共10页

-,研究背景

当今世界，石油化工油品储运的自动化水平不仅是石化企业现代化的重要标志，更是激烈竞争

的市场机制下增效创收的强有力的手段,国外自动化水平不仅不断深化生产过程自动化、辅助设施

自动化和经营管理自动化,而且正向过程控制和信息管理相结合的总体自动化方向发展。在国外，

油库自动化技术的研究起步较早，技术也比较成熟，自动化程度比较高。大型油库的发油控制系

统多数采用分布式（DCS）控制系统。

我国石油储运自动化技术与国际先进水平有一定差距，石油销售企业的;由库自动化水平比

发达国家落后十几年。各种计量仪表的精度较低，稳定性较差，控制系统的控制精度比较低，信

息化管理水平不够健全。我国加入WTO之后，迫切需要我国石油储运现代化水平快速与国际接

轨。油库自动化控制和管理系统曾经历了一个较长的发展时期,各种系统操作方式各异，水平也

参差不齐，其中还存在着许多人工开票、开阀、手动控泵的原始发油手段。这些系统一方面是可

靠性不高，影响油库的经叔益；另一方面没有运用现代化信息技术使有关人员能够方便及时地

了解现场的实时运行情况以及历史生产信息，不能为生产调度决策提供可靠的数学依据，同时也

不利于提高整个企业的科学化管理水平。

二，零发油自动控制系统的基本要求

2.1发油控制和数据管理自动化，留有网络接口。

2.2多货位控制：4~16个（标准配置8个）。

2.3系统精度：＜0.3%,符合国家商业贸易标准。

2.4现场自动化仪表须防爆结构

2.5参数组态：描述和确定现场仪表参数。如过冲量;提前关泵量/发油方式/阀门类型等。

2.6参数预置：可方便预置日期/时间/车号/油品标号/定量/桶定量等参数。

2.7安全保护

第2页共10页

2.7.1静电：现场静电接地电阻N100Q时，连锁报警并关断泵阀。

2.7.2溢出：油车有溢出时，连锁报警并关断泵阀。

2.8输出控制

2.8.1阀控制：电液阀/电磁阀/双段式电磁阀/单枪/双枪。

2.8.2泵控制：管道泵（管道工艺要有回流旁通管路）。

2.9发油方式

2.9.1控制机发油：现场/控制机。

2.9.2联机发油：开票机与控制机联机发油。

2.10综合管理：符合全军油料统计核算细则。

2.10.1糊居查询和统计。

2.10.2凭证和报表打印。

2.11开放式系统

2.11.1现场、监控机、开票槌口网上指定管理机都能准确获得数据，共享资源。

2.11.2自诊断，远程诊断及维护。

2.113分级加密可与军内其他综合数据库系统联接，共享数据资源。

2.12通讯

2.12.1控制机与现场显示屏（处理机”200m,RS485,交互式数据处理。

2.12.2控制机与数据管理机4200m,RS232,交互式数据处理。

2.12.3数据管理机与综合管理机距离不受限制，网络TCP/IP传送,交互式数据处理。

2.13连续工作：能全天候连续工作。

2.14工作环境：环境温度-41~+59（。0,-20~+80（。。相对湿度不大于85%。

第3页共10页

三，系统目标

3.1实现零发油自动化控制；

3.2实现零发油计量精度符合国家标准;

3.3实现多货位法有控制；

3.4保障发油过程中的安全性.

四，零发油自动控制系统技术路线与设计方案

零发油自动控制系统技术路线

在最基本的零发油系统基础上更换流量计为带发讯的流量计，增加电液阀、温度

变送器、溢出静电保护器和用于现场操作的显示控制屏（处理器）。

所有现场自动化仪表须防爆结构。

泵出口要有回流工艺管道，防治系统在自动快速关断电液阀（后关泵）时蔽压损坏。

回流一Z"一J温度变送器

储油罐油泵压力表间阀过滤器流量计

图（二）：零发油自动控制系统的现场及仪表

4.1计量仪表可用容积式、电子/电磁式、质量流量计和电子称及汽车衡等。输出信号接入控

制系统，信号形式可是TTL或者正弦波脉冲式,电流式4~20mA或者0~10mA和通讯方式。

4.2温度变送器实现自动发油过程中温度补偿,实现公斤/升计量。（质量流量计的系统不用）。

输出信号接入控制系统，信号形式可是电流式4〜20mA或者0~10mA和通讯方式。

4.3液位开关监测油车液位防止冒油（灌桶普通不用）。输出信号接入控制系统，信号形式可

笫4页共10页

是开关或者音频量。油车储油在规定高度时，有溢出连锁报警并自动关断泵阀。

4.4静电接地钳监测油车是否可靠连接大地。输出信号接入控制系统，信号形式是触点。在

油车没有可靠连接大地时,有静电连锁报警并自动关断泵阀。

4.5控制阀门可是电液阀/电磁阀成段式电磁阀/单枪/双枪。由控制主机自动控制。

4.6油泵推荐使用离心泵（齿轮泵在自动快速切断阀门时易蔽压损坏）。由控制主机自动控制。

4.7现场显示屏（处理器）既是方便驾驶员现场观看加油数据，更重要的是发油员现场控制

发油过程的自动化装置。与控制主机通讯连接实现控制室与现场自动控制。

零发油自动控制系统设计方案

集中式

由现场仪表+控制主机（+现场显示屏+数据管理机）组成。

发油现场

n=4~16个发油货位

信号电缆nX3根传送距离W300m/黑空

vpoX1;

图（三）：集中式零发油自动控制系统

集中式各部份的特点和工作流程是：

现场仪表：计量仪表、温度变送器（质量流量计fl寸不用）、防溢出静电装置、阀、泵、鹤管等。

第5页共10页

控e柱机：全汉化系统。采用PLUDlk级计算机+PLC模块+1/0电路，软件平台用WIND0S,

完獭场控制和基础数据处理管理。

数据管理机：全汉化系统。数据处理用商用计算机，软件平台用WINDOS,主要完成数据

交换和开票业务的管理，在有IC卡的系统中还具有制卡的功能。是发油系统进入网络的桥梁。

数据管理机与控制主机通讯采用RS232,与网络上的综合数据库系统采用TCP/IP.IPX/SPX

协议，进行数据共享和广域联接，提供开放的分级加密的公共数据库。

现场显示屏：本安结构。与控制主机通讯采用RS485。可现场暂停/发油/密码操作。现场指

示发油量/车号/货位号等参数。操作极其简单可靠。

以控制主机为核心，集中控制和管理。

发油现场可无人值守，现场操作极其简单。至少只需开票室开票员、控制室发油员和现场管

理人员三名工作人员，就能正确完成系统各项控制。

系统各部份的信息交换、数据处理、综合管理和网络传送全部由系统自动完成。可人为操作

环节少，系统可靠性受人为影响小。

工作人员只要专人负责，简单培训即可。

五，技术简介

本设计中采用基于PLC的可编程逻辑控制器，当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程

普通分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一

个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个

阶段。

一、输入采样阶段

在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式挨次地读入所有输入状态不瞰据，并将它们

存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这

第6页共10页

两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。

因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才干保证在任何情况

下，该输入均能被读入。

二、用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序挨次地扫描用户程序（梯形

图）。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制路线，并按先左后

右、先上后下的顺序对由触点构成的控制路线进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该

逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状

态；或者确定是否要执行该悌形图所规定的特殊功能指令。

三、输出刷新阶段

当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O

映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才

是可编程逻辑控制器的真正谕出。

零发油自动控制系统的优点

⑴先进性

硬件配置：现场处理用PLC（防爆场合用MCS高性能单片微处理器），提高现场信号处理和

控制的速度和可靠性，提高现场数据处理和存储的能力。数据管理机用PIV以上的计算机，以适

应计算机技术的不断快速发展。

软件平台：WINDOWSXP操作系统为核心,VB和VC支持人机界面，强大的功能软件包为

管理内容的规范化、可视化和网络化提供坚实的保障。C++、ASM和PLC梯形图混合编制

过程控制程序快速准确可靠。

系统总线：数据管理机与现场的区域内控制总线RS485/232,布线简单通讯可靠。

第7页共10页

数据管理机内置网卡，可利用社会公众网向网上指定综合管理系统加密传送.

⑵超前性

在系统控制简单、易于维护和库内管理模式简洁的基础上，利用符合时代特征的成熟技术，

提升油料自动灌装系统技术水平和档次，提高系统可靠性和安全性，结构更简单，模块化更强，

环境要求更低，便于安装调试。向军内油料决算可视化和网络化延伸，成为军内综合信息管理系

统的一个节点。

(3)可靠性：选用工业控制可靠性极好的PLC控制电路，提高现场处理器的可靠性；选用通

用商业计算机，降低维护水平起到提高系统可靠性的目的。

(4)易维护性：PLC模块更换，计算机通用维护，无需专业维修人员。

⑸可控制性：保持控制简单和库内管