【摘 要】對煉油化工企業(yè)計量系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。利用先進(jìn)的自動化控制技術(shù)，結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)，對計量器具的相對準(zhǔn)確性和誤差進(jìn)行記錄，并進(jìn)行評估，以達(dá)到檢測計量器具使用狀態(tài)，評估計量系統(tǒng)的誤差產(chǎn)生。

【關(guān)鍵詞】煉油化工；計量；網(wǎng)絡(luò)

一、系統(tǒng)概述

某國有大型煉油化工企業(yè)計量數(shù)據(jù)主要包括：成品油出廠計量數(shù)據(jù)、烴類出廠數(shù)據(jù)（流量、密度、溫度、累計量、液位、溫度等）、裝置物料計量數(shù)據(jù)等。煉化公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)比較完善，對已接入原系統(tǒng)的計量儀表，通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接可實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，對沒有接入原系統(tǒng)的計量儀表，則需要通過數(shù)據(jù)采集或?qū)⒂嬃績x表信號通過轉(zhuǎn)換接口上網(wǎng)，最終實現(xiàn)計量數(shù)據(jù)實時監(jiān)控功能。

目前在公司內(nèi)沒有接入原系統(tǒng)的計量裝置大都是將一次儀表信號通過電纜集中到安裝在各部門控制室內(nèi)的二次儀表，再由人工定時讀取二次儀表的計量數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行統(tǒng)計匯總。對于這些儀表裝置的計量統(tǒng)計費(fèi)時費(fèi)力，容易造成人為數(shù)據(jù)錯誤。

對于已接入原系統(tǒng)的計量儀表，雖然通過網(wǎng)絡(luò)可以讀到這些數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)分布在網(wǎng)絡(luò)上各個部分，數(shù)據(jù)的查閱、統(tǒng)計、對比、核查也比較不方便。因此，為了提高計量數(shù)據(jù)監(jiān)管工作質(zhì)量和效率，利用工業(yè)現(xiàn)場智能儀表、RS485通訊總線/工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫及Internet/intranet技術(shù)建立的計量儀表實時數(shù)據(jù)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，具有重要意義。

整個計量儀表實時數(shù)據(jù)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)由變送器、二次計量儀表、RS485總線、FCS控制站、Citect操作站、MIS以太網(wǎng)和PI、ERP等管理網(wǎng)絡(luò)組成。由變送器將現(xiàn)場的油品等物料的流量、壓力、溫度等信號送至二次計量儀表，通過RS485接口將信號通過總線送到控制站，同時控制站又接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，通過MIS以太網(wǎng)與企業(yè)PI、ERP網(wǎng)聯(lián)成一體，將此數(shù)據(jù)供各客戶端共享，且可以通過WEB網(wǎng)頁對外遠(yuǎn)程發(fā)布。

二、系統(tǒng)實現(xiàn)

1.BnR PCC為主控制單元的FCS

隨著計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)和控制技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化作為一種趨勢正在迅速地覆蓋工業(yè)自動化的各個層次。控制儀表逐漸地由模擬化向數(shù)字化、智能化，以及網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展?，F(xiàn)代過程控制系統(tǒng)也由分散控制系統(tǒng)（DCS）向現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)過渡。

DCS（Distributed Control System）是目前工業(yè)過程控制領(lǐng)域里應(yīng)用很成熟的一類控制系統(tǒng)，具有完善的控制能力，但是DCS是一個封閉獨(dú)立的系統(tǒng)，與其它系統(tǒng)或智能設(shè)備連接較為復(fù)雜。隨著控制技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，DCS的開放性成為其發(fā)展的最大瓶頸。

因此，以工業(yè)現(xiàn)場總線(Fieldbus)為基礎(chǔ)，以可編程工業(yè)計算機(jī)控制器(Programmable industrial Computer Controller簡稱PCC)為處理核心，以數(shù)字通信為變送方式的新一代過程控制系統(tǒng)——現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（Fieldbus Control System，F(xiàn)CS）應(yīng)運(yùn)而生。現(xiàn)場總線技術(shù)將專用的CPU置入傳統(tǒng)的測控儀表，使它們各自都具有了數(shù)字計算和通信能力；采用可進(jìn)行簡單連接的雙絞線、同軸電纜等作為聯(lián)系的紐帶，把掛接在總線上作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的多個現(xiàn)場級測控儀表連接成網(wǎng)絡(luò)，并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，使現(xiàn)場測控儀表與PCC之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成多種適應(yīng)實際需要的控制系統(tǒng)；FCS擁有很多的優(yōu)點(diǎn)，其中最為突出的就是系統(tǒng)具有很好的開放性。一個開放的系統(tǒng)可以與世界上任何地方遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其他設(shè)備和系統(tǒng)連接，不同廠家的設(shè)備之間可實現(xiàn)信息交換。因此，我們可以說FCS是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場的全數(shù)字化、實時、雙向、多節(jié)點(diǎn)的數(shù)字通信系統(tǒng)。

因為在企業(yè)的計量儀表設(shè)備種類眾多、系統(tǒng)復(fù)雜，對開放性、互聯(lián)性的要求較高。所以在我們在計量數(shù)據(jù)實時監(jiān)控系統(tǒng)的控制層使用BnR PCC為主控制單元的FCS。

2.Citect HMI控制軟件

Citect是澳大利亞西雅特公司開發(fā)的工控軟件。Citect最大的特點(diǎn)是All in One（全集成），每一套Citect都擁有完整的通訊功能、OPC鏈路、數(shù)據(jù)庫連接、報警、趨勢、報表等功能。

具體特點(diǎn)：

1）人機(jī)界面直觀、美觀、易操作。可以以方框圖或位置圖表示儀表分布情況，有系統(tǒng)總貌、分貌圖。儀表實時數(shù)據(jù)，內(nèi)部設(shè)定參數(shù)及主要特征（管徑、介質(zhì)、流向、供受關(guān)系等）調(diào)出快捷，查詢方便。

2）具有實時數(shù)據(jù)監(jiān)測（包括流量、壓力、溫度、密度等）、流程圖、趨勢圖、棒圖、峰值圖、歷史曲線圖、多媒體聲音報警、平衡數(shù)據(jù)分析，打開容易，相互切換方便。

3）每臺工作站均可以查看其它工作站的所有信息，即所有采集數(shù)據(jù)、信息共享?？梢栽O(shè)置用戶權(quán)限，一般操作人員為只讀，管理員為完全控制。

4）能夠做到累積量、瞬時量實時平衡計算功能?？蓪崿F(xiàn)計量表總量、差量、單臺表百分比、差量百分比、平衡系數(shù)的動態(tài)顯示以及歷史曲線記錄。

5）可以實現(xiàn)報表自動生成，定時輸出。也可生成任意時間段的報表（包括儀表讀數(shù)，累積量）。

6）可賦予權(quán)限進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場儀表的運(yùn)行。

7）可以在不退出運(yùn)行狀態(tài)的前提下進(jìn)行修改，使系統(tǒng)在不停機(jī)的情況下進(jìn)行升級，從而把系統(tǒng)維護(hù)對生產(chǎn)的影響降到最小。

8）可以使用Cicode（高級語言功能）和VBA編程方式來完成復(fù)雜的現(xiàn)場調(diào)度，新的語言功能和編程方式使得完成復(fù)雜的現(xiàn)場調(diào)度功能更為簡單。這是隨著企業(yè)自動化水平提高操作站所應(yīng)具備的功能。

9）支持Web網(wǎng)頁發(fā)布功能，可以將系統(tǒng)中的實時數(shù)據(jù)、流程畫面、報表等以Web的形式在internet/intranet發(fā)布，使數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)完全共享。

10）具有開放的串口、對OPC的支持、ODBC的數(shù)據(jù)庫鏈路方式：這些的功能讓Citect成為一個開放的、可重用的人機(jī)界面系統(tǒng)，數(shù)據(jù)共享更加簡單，系統(tǒng)升級更加方便。

3.安全、可重用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存放了計量監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)所有的歷史數(shù)據(jù)、系統(tǒng)參數(shù)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開放性、安全性直接關(guān)系到整個系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量和維護(hù)工作的強(qiáng)度。系統(tǒng)中采用了基于Windows 2003 Server的Oracle 9i數(shù)據(jù)庫。Oracle是世界最大的數(shù)據(jù)庫管理軟件的生產(chǎn)商，它強(qiáng)大的數(shù)據(jù)功能和安全性、易維護(hù)性等諸多特性得到了廣泛的認(rèn)可。多種連接方式使其本身的數(shù)據(jù)鏈路靈活方便，并使整個系統(tǒng)能更加簡單地進(jìn)行數(shù)據(jù)操作。在Oracle中存在的多種安全策略有效地管理由企業(yè)主干網(wǎng)對數(shù)據(jù)庫的訪問，從而杜絕對數(shù)據(jù)庫的有害操作。

三、系統(tǒng)功能介紹

1.數(shù)據(jù)采集記錄功能

本系統(tǒng)采集了廠內(nèi)500余臺計量儀表，近千個實時數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)通過趨勢圖的形式記錄下來。操作人員可以通過本系統(tǒng)，方便的查找出當(dāng)前想要知道的計量儀表的現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)，通過趨勢圖還可以查出半年以內(nèi)任何一個時間點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息。通過趨勢圖，還可以更加直觀的了解到在某個時間段里數(shù)據(jù)的變化情況，從而對操作人員判斷儀表狀態(tài)提供一個可靠的平臺。

2.算量功能

算量系統(tǒng)的開發(fā)中我公司采用國標(biāo)、美標(biāo)的十余種算法，最終的運(yùn)算誤差控制在0.001噸以內(nèi)，得到商檢的認(rèn)可。操作人員可以通過算量界面，對儲運(yùn)部及倉儲公司156個計量罐，10余種介質(zhì)進(jìn)行計算。在交接過程中如果現(xiàn)場出現(xiàn)誤差，操作人員可以通過本系統(tǒng)，算出相關(guān)計量罐的收付量，從而達(dá)到減小誤差的目的。另外，本系統(tǒng)還可以每十分鐘進(jìn)行一次自動算量，其結(jié)果提供給比對模塊，進(jìn)行貿(mào)易交接過程中的收付量跟蹤比對。

3.貿(mào)易交接比對功能

此功能也是本系統(tǒng)核心亮點(diǎn)，它能夠在數(shù)據(jù)采集和算量功能的基礎(chǔ)之上，自動找出正在付量的流量計以及相關(guān)的計量罐，建立關(guān)系，并將其各自付量過程中的瞬時量，累積量進(jìn)行實時的比對，并在一張趨勢圖里面生成兩條曲線，記錄整個貿(mào)易交接過程。通過此功能，操作員可以對貿(mào)易交接過程有一個總的掌握，在貿(mào)易交接中為操作人員提供一個很好的平臺，在發(fā)生貿(mào)易糾紛時能夠掌握第一手資料。此外內(nèi)部固定關(guān)系流量計也可以通過此功能，對部與部之間的交接過程進(jìn)行跟蹤比對。

4.報警提示功能

本系統(tǒng)的報警提示功能包括流量計起停提示，在比對過程中如果出現(xiàn)誤差過大的情況系統(tǒng)會自動報警，此外在比對過程中，如果系統(tǒng)不能找出流量計與相關(guān)罐的關(guān)系時也會自動報警，提醒并幫助操作人員做出相應(yīng)的動作。

5.歷史數(shù)據(jù)查詢功能

本系統(tǒng)將計量罐的付量數(shù)據(jù)，流量計的付量數(shù)據(jù)，貿(mào)易交接比對結(jié)果，二部地磅，儲運(yùn)部軌道衡數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫。操作人員可以通過歷史數(shù)據(jù)查詢工具，多條件的方便的查出以上各種數(shù)據(jù)的歷史記錄，對操作人員處理以前的貿(mào)易交接問題提供歷史依據(jù)。

6.報表功能

此功能基于歷史數(shù)據(jù)查詢功能之上，可以將已經(jīng)查詢出的歷史數(shù)據(jù)通過Excel表格的形式輸出，生成報表。

7.其他

本系統(tǒng)還有趨勢圖打印功能，在自動選擇貿(mào)易交接流量計和罐關(guān)系失敗的時候還提供人工選罐的功能等。

通過以上功能，計量儀表實時監(jiān)控系統(tǒng)為操作人員查詢數(shù)據(jù)，判斷故障，掌握過程，提供了一個很好的平臺。

參考文獻(xiàn)

[1]石油和液體石油產(chǎn)品油量計算（靜態(tài)計量）， 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 2005年5月.

[2]GB/T 1885-1998 石油計量表文本數(shù)據(jù)庫