液位监测仪在加油站液位监测中的应用

1、摘要:储罐测量,特别是油品储罐的测量通常是一件耗时耗力的事情,主要是要测的参数较多,如油位高度、水位高度、温度等,传统的人工测量容易受测量人员的影响而不准确,同时测量时也会有一些危险性。本文着重介绍一种全自动的测量方式,可以实时测量上述参数,并且安全而准确。关键词:磁尺;触摸屏;容积表;油罐;液位管理中图分类号:U473.8 文献标识码:B 文章编号:1006-883X(201509-0028-04收稿日期:2015-08-12ZHYQ液位监测仪在加油站液位监测中的应用伍正辉 谭永乐上海朝辉压力仪器有限公司,上海 201600一、前言随着传感器技术、通讯技术、计算机技术的发展,使工业工程的自动

2、化控制技术得到了迅猛提高。目前,我国在储罐计量技术方面大多数采用传统的人工量尺方法,即计量人员每天需要投入大量的时间和精力去测量油罐中油品的液位,人工测量被采样油品的温度,利用储罐的容积表及相应的公式,最后再经过繁琐的计算求出油罐中储油的数量和油品质量。这种方法存在一系列的问题,如计量精度受环境、人员等因素影响大;管理者劳动强度大,工作效率低;无法实现全天候计量,安全保障性差;存在较严重的环境污染等等,于是改变这种笨拙局面越来越触发了油罐管理者对自动液位测量的迫切需求。加油站的油罐液位管理系统工程正是基于以上背景而设计和实施的,它是一种集成测量、计算、显示、传输、管理和监控的自动化管理系统,即

3、传感器负责各个油罐的参数测量,控制器汇总所测数据的部分计算、显示和传输,上位机负责数据的最终的处理和管理监控。系统以高精度高稳定性的传感器为前提、以先进可靠的工业现场测控网络为基础、配合功能强大的数据处理软件,从而提高了测量数据的可靠性和准确性,也减轻了现场工作者和上层管理者的劳动强度。它为管理者实现最经济、最合理、最有效益的运营方式提供了有效手段。二、系统设计根据加油站库的实际情况和自动化技术发展趋势,上海朝辉压力仪器有限公司提供的加油站液位监测方案采用先进可靠的测量仪器仪表和传感器,实现油罐油位、水位、温度的自动测量,依托现场总线技术来建立一个现场监测网络,罐前显示仪表先采集液位传感器,再

4、经通讯总线进入触摸屏,最后数据统一进入到电脑中,不仅仅满足了加油站的层次化管理,而且满足了加油站自动监控和信息化管理的需要。监测方案遵循以下设计原则:(1严格执行国家有关工程建设各项方针、政策、规范和规定;(2仪器仪表、设备选型和自动化测量、管理系统方案首先满足工艺要求和用户使用需求,并遵循技术先进、设备可靠、安全实用、操作简单的原则;(3在满足近期使用需求的基础上,兼顾中、远期发展的需要。DOI:10.16204/ki.sw.2015.09.006三、方案实施上海朝辉压力仪器有限公司设计的加油站液位监测方案系统结构从数据传输网络上可分为三层,上层为基于PC机的油库管理系统;中间为基于现场的显

5、示仪表;底层为现场液位传感器。如图1所示,主要有液位传感器测量部分、罐前显示数据和传输部分、上位机数据处理部分等,每部分均包括相应的软硬件。从图1可以看出,系统能在油库油罐密闭的情况下,每个液位传感器完成对各自储油罐中油品的自动测量;现场控制器实现对整个库区液位传感器所测数据的运算、显示和远程传输;远程计算机结合所接收的数据,并通过其内部的专用管理软件,实现油罐中油品参数的分析,直接反映出储罐的运行情况,诸如:罐中的储油量、含水量、油品温度、罐的渗漏情况、油量的动态变化等各项数据;管理者可通过自己的计算机及时地掌握和了解每个储罐的运行情况,从而合理地进行生产安排和调度。四、硬件设计系统硬件主要

6、包括磁致伸缩液位传感器、触摸屏、上位PC机、安全栅、防雷模块等。1、磁致伸缩液位传感器由于油罐都在4m以下,所以采用直杆的数字磁致伸缩液位计,采用RS485接口,通讯介质为屏蔽双绞线,如图2所示为ZHDM-FB1M922P-GK3039M1J13-C16磁致伸缩液位传感器。该传感器量程为3m,采用Modbus-Rtu数字信号输出,双浮球,优点是测量精度高,液位测量精度可达0.08%以上,温度 0.5%,可同时测量多个物理量, 如油位(可以多点、水位、温度(可以多个,特别适合在化工领域使用;全数字信号输出,可实现远 距离传输,抗干扰能力强;使用寿命长。缺点就是直杆式的运输不是很方便。2 、触摸屏

7、罐前显示表 液位传感器 报警器电脑 采集箱触摸屏具有多种尺寸选择,通常采用7寸的屏。由于具有分辨率高,可视性好,操作方便、编程容易、性价比高的特点,其使用也越来越广。五、软件设计1、软件的概况软件分为三部份,底层的液位计主要使用单片机进行开发;中层的控制主机主要基于触摸屏的应用平台进行设计,由于触摸屏具有强大的底层语言支持,所以使用进行应用开发具有简单、可靠、快捷、图样丰富、清晰度的特点。软件是使用触屏平台开发软件,上层为PC 机的油库管理系统,主要是使用大型的组态软件。2、软件基本实现的功能(1油罐监测功能监测油罐各项参数,如罐内的液位、油水分界面、各单点温度、容积等,在计算机监控系统上显示

8、,见图4、图5。(2报警功能根据用户的要求设定各项报警功能,如高低液位报警功能、油罐渗漏报警功能、油水界面高位报警功能、突发事件报警功能等,报警界面见图6所示。(3报表功能能够生成各种报表,如油品入出报表、日报表、月报表、班组报表和其它用户自定义报表等。(4储存和分析功能可以根据用户的要求,设置历史数据的存储天数,该历史数据能用于特定的分析,如上层管理人员依此进行事后查阅。(5数据查询功能可对各类型数据进行查询,包括实时数据和历史数据查询、报警记录查询、事件记录查询、油品入出记录查询等。(6流程监控功能可根据需要随时查看任一油罐或群罐各项参数以及某罐的当前状态,见图 7。(7 趋势曲线功能可查

9、看每个油罐的各种参数和不同油罐 的同一类参数的实时曲线和历史趋势曲线。(8打印功能系统支持各种报表进行手动/自动定时打印,可打印各种趋势曲线、各个流程画面以及事件记录等。(9扩展功能系统规模可扩展,可根据用户需要随时添加硬件或软件升级。六、已经应用的具体案例广东某油庫的附属加油站,没使用 ZHYQ液位测量系统时,平常是安排人员一天测三次,由于油罐的油料是动态变化的,他们只能按经验和出油的数据统计定时向罐补充油料,对罐内的油料情况难时第一时间掌握。安装ZHYQ液位监测仪后,采用正副两屏控制器,控制室安装一个主屏,加油站安装一个副屏,管理层的办公室安装上位机,数据同时显示。有了这套系统,现场的油罐

10、的温度、液位高度、容积、液体重量等都一目了然,并完全符合安监局的安监要求。对他们的管理带来了质的飞跃。七、总结这套液位监测仪已投入市场一段时间了,用户对这套系统对了如下评价:1、使用方便,简单易作;2、测量精准,液位可达0.05%,温度0.5%,容量计算达0,5%;3、提高了管理效率和降低人工成本;4、满足国家的安全监控要求;5、认为可大力推广。虽然得到了客户的认可,但我们还是对产品作了认真的分析,认为存在的一定不足之处,就是还要担高液位计的使用寿命上下功夫,虽然我们的产品现在寿命完全达到国家的标准,但是因为液位计的长度较长,一进入维修期,运输就是一个比较大的问题。参考文献1.廖常初.西门子人

11、机界面(触摸屏组态与应用技术M.北京:机械工业出版社.20082.郁有文,常健,程继红.传感器原理及工程应用M.陕西:西安电子科技大学出版社.2014-053 GB/T 50074-2002,石油库设计规范S4 GB/T 50156-2012, 加油加气站设计与施工规范SApplication of ZHYQ liquid level monitoring instrument in monitoring of gas stationWU Zheng-hui, TAN Yong-le(Shanghai Zhaohui Pressure Apparatus Co,Shanghai 201600,

12、ChinaAbstract:Tank measurement, especially the oil tank measurement , is time-consuming usually. The main reason is that many parameters need to be measured , such as oil level, water level, temperature, etc. Traditional manual measurement is not accurate easily , meanwhile, also has some risks. A kind of automatic measuring method is introduced in this paper, which can measure the above parameters in real-time and is safe and accurate. Keywords: magnetostrictive