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UW500集散控制系統在石化罐區的應用

行業方案

摘要:本文以中石化某大型罐區項目為例,對罐區的數據監控與任務調度問題進行了深入的剖析。首先分析了罐區自動化解決方案的系統架構,然後對碼頭調度、汽車裝卸車、火車裝卸車各子系統的功能進行了詳細的描述,最後是任務管理功能,完成對各種任務的監控報警管理及曆史記錄、查詢。該項目順利實施,實現了罐區的全自動化操作及流程管理,極大的提高了操作人員的效率和企業管理水平。

 

1、概述

為了适應市場變化、參與國際競争,國内石化罐區行業積極應用自動化、信息化技術來提高安全管理水平、提升生産管理能力、優化信息管理及流程調度,以提高企業經濟效益。以下以中石化某大型罐區(擁有儲罐80座,庫容34萬立方米,可儲存多達63個品種的油品及化工品,年吞吐量達250萬噸,是集油化品倉儲、化工碼頭、精密物流操作為一體的綜合型罐區。)項目為例,簡單介紹UW500集散控制系統在石化罐區的應用解決方案。

 

2、功能介紹

21系統架構

石化罐區自動化系統的總體架構采用分布式多層結構,一般分為3層:現場采集層、罐區監控及罐容計算層和信息管理及流程調度層。現場采集層是實現系統功能的基礎,主要由儀表設備、開關、控制設備組成,主要完成對現場各種數據和信号的采集。罐區監控及罐容計算層是整個石化罐區自動化系統的核心,負責對采集到的數據和信号進行分類處理、統計分析、記錄存儲,同時據此完成各種生産過程的控制操作,如發油監控、車輛調度、門禁控制、IC卡管理、油罐監控、作業監控、油品工藝自動控制、消防工藝自動控制、安防報警聯動、消防報警聯動等。信息管理及流程調度層主要包括石化罐區管理信息系統、公司ERP系統、二次物料系統、調度指揮系統等上級信息化系統。

 

罐區整體解決方案架構

 

2.2碼頭調度

碼頭調度系統處理船運信息的管理和自動安排船靠岸碼頭的計劃。碼頭調度系統可以遠程通過WEB登錄,船運公司可以在船到來之前在系統上注冊船的信息,用戶可以在網絡上查看船被分配的停靠碼頭及裝卸船的計劃安排。碼頭調度系統除了支持B/S結構,還有C/S結構的客戶端。在客戶端上有船運計劃總覽、船運計劃調整、參數調整、曆史計劃查詢、碼頭調度報表等功能。财務部門還可以在系統上生成港口日報、年報等财務報表。

 

碼頭調度總覽

船運計劃用甘特圖表示,主要由船名和各種顔色的橫條組成。

船運計劃橫條

船名有五種不同顔色,表示船的五種不同狀态。

黑色:表示船還沒有通過檢查。

綠色:表示船通過了檢查,但是計劃人員還沒有通知客戶船的計劃安排。

紅色:表示船的工作計劃安排通過了客戶的确認。

灰色:表示船已經離岸。

藍色:表示船靠岸被拒絕。

不同顔色的橫條表示不同的工作進度。

灰色:等待時間段。

黃色:處理文檔時間段。

綠色:化驗時間段。

紅色:裝卸船時間段。

藍色:領航時間段。

 

某時間點的碼頭計劃安排

 

2.3 汽車裝卸車

汽車裝卸車系統主要由管理系統部分、控制系統部分組成,功能如下:

管理系統 主要提供各種管理功能。它包含訂單管理,相關信息存儲,及操作數據處理和安全管理,報表管理等功能,它由服務器端和客戶端組成,訂單數據由它下載給控制系統,并從控制系統讀取最終數據并存入數據庫中。它可提供ERP接口,相關訂單信息可以直接通過ERP傳給服務器。

控制系統 主要提供各種控制功能。在操作站上可對整個汽車和火車的定量裝車的工藝參數和現場泵、流量計、閥、液位開關、裝車鶴管等設備狀态進行數據采集、處理、存儲實行實時監視和控制,控制系統同時也可以通過标準的通訊協議與其它子系統集成,如稱重系統、讀卡器、批量控制器和ESD等子系統。控制系統提供友好,靈活的人機交互界面。

子系統 它包含稱重系統、安全系統、批量控制器等。

現場設備 比如流量計、泵、閥、溫度、壓力儀表、液位開關、接地開關、鶴管位置開關、批量控制器等。

 

汽車裝車系統示意圖

汽車裝卸車系統主要由4個功能模塊組成,汽車衡的調度管理、裝卸車控制管理、訂單管理、汽車調度管理。

 

汽車衡的調度管理

汽車衡的調度管理主要完成進、出的汽車稱重的調度。汽車衡部分是汽車在罐區移動路徑的瓶頸,管理不善會造成汽車流動不暢,降低整個罐區汽車裝卸車系統的工作效率。同時,汽車衡作為汽車裝卸車貿易計量的主要手段,嚴格對稱重過程中的監控、檢查管理,可以避免不必要的損失,提升服務水平。

 

汽車裝卸車控制管理

在一張圖上對整個罐區的所有汽車裝卸車鶴位進行集中的監視管控,信息集中高效、操作簡便快捷,所有鶴位的進度、狀态、報警等信息一目了然,全部圖示化顯示,形象直觀。

 

汽車裝卸車訂單管理

汽車裝卸車訂單管理即有靜态的訂單信息(提貨單号、提貨量、時間等),又有對裝卸車流程中動态信息的檢查(基本信息核對、皮重過程數據核查、結束裝車數據核查等),訂單數據既完整,又正确。

 

9汽車調度管理

汽車調度管理保障了汽車在罐區移動的及時、快捷、安全,具有效率更高的鶴位分配功能、高效的司機通知功能,既整體上保證調度優化,又提升對個體的服務水平。

 

2.3 火車裝卸車

火車裝卸車系統主要由2個功能模塊組成,訂單管理和裝卸車控制管理。

 

10 火車裝卸車訂單管理

訂單管理根據火車編組情況,生成系列火車裝卸車任務,綜合考慮火車棧台分布,支持一鍵操作智能完成所有裝卸車任務的下載。同時具有裝卸車流程管理,裝卸車狀态進度監控等功能。

 

11 火車裝卸車總覽

火車裝卸車總覽畫面可以集中監視、操作所有火車棧台的裝卸車過程,進度、狀态、報警等信息全部圖示化顯示,形象直觀、操作簡便。

 

12 火車裝卸車鶴位監控

火車裝卸車鶴位監控畫面顯示詳細的鶴位裝卸細節,包括現場儀表、閥門、泵等設備信息,現場批控儀操作提示及信息監控,相應訂單詳細信息等。

 

2.4任務管理

完成罐區裝卸車、裝卸船、倒罐等任務的監控報警管理及曆史記錄、查詢。

 

13 罐區任務監控

操作區域主要分三部分:查詢、任務列表、操作。

查詢條件有:罐号、任務類型、任務狀态、任務創建時間。查詢動作有:查詢、查詢條件重置。

任務列表部分顯示根據查詢條件得到的所有任務清單,顯示任務的罐号、類型、任務狀态、液位及報警相關信息、時間信息(創建、開始、結束、運行)等。任務較多時,自動分頁顯示。

可以對任務進行【添加】、【查看】、【修改】、【删除】、【更正報警液位】、【啟動】、【結束】操作。

 

2.5監控管理

監控管理部分完成罐區主要數據的監控、存儲、查詢及導出等功能,主要包括實時罐容、曆史罐容、可燃氣數據、輔助設備數據。

 

14 實時罐區罐容

 

 

15 可燃氣體監視

罐區液位、界面、溫度測量儀表采用磁緻伸縮型液位儀(可根據情況選擇其它種類液位儀),罐區儀表彙總通過系統總線進入監控開票室監控管理系統計算機。在罐區監控計算機上,監控軟件完成對數據采集、處理。

罐區監控管理将實現如下功能:



系統的監測參數及顯示如下:



系統監測參數超限報警信息發布:



混合法罐容計算原料如下圖:

 

16 罐容計算原理

 

2.6操作跟蹤

操作跟蹤主要監控記錄對罐區泵、閥、連鎖的人工操作、運行狀态改變或連鎖設置的改變,方便對罐區主要任務操作或設備狀态的追蹤和查詢。包括泵啟停、泵故障、泵操作、閥門操作、閥門響應、音叉連鎖六部分。

 

3、小結

該項目的順利實施完成,實現了石化罐區的全自動化操作及流程管理,極大的提高了操作人員的效率和企業管理水平。

 

 

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