一、概述
石油化工厂和炼油厂广泛使用鹤管装车设备进行成品油的装车作业。AH2103装车测控系统是与之配套的装车作业自动化系统,可实现装车信息的网络化管理、简化装车系统硬件结构从而减少装车过程中的故障,人机界面友好,操作方面,运行可靠,能有效完成装车作业过程中的数据采集、定量控制、参数设置、运行监视、数据查询、报表打印等各项工作。系统由装车现场、控制站和操作站三部分组成。装车现场每个鹤位安装一台质量流量计、两台电磁阀(主控和回流)、一台抽油泵;控制站采用西门子S7-300 PLC控制器;操作站由两台工控机组成。整个系统控制功能和操作功能分开。控制站采用S7-300 PLC,大大简化了硬件设备,无需各种硬件板卡,线路简单明了,编程采用PLC标准编程组态语言-STL语句表,程序具有很好的结构化和可读性;操作站采用标准工业控制机,连续开机运行时间达数万小时,软件采用Windows下的VC、VB编程技术 ,并安装适合Windows环境的SQLServer2000数据库系统,便于信息的Internet实现数据交换。
二、系统结构及各部分功能
2.1 系统结构图
2.2 装车现场
装车现场安装一台质量流量计、两台电磁阀(主控和回流)、一台抽油泵;质量流量计可输出脉冲信号(质量流量计数)、Hart协议模拟量信号(温度、密度)。电磁阀可输入数字量控制信号(控制阀的开关),输出数字量回讯反馈信号(反映阀的开关状态),泵可输出数字量回讯反馈信号(反映泵的启停)。装车现场主控阀和回流阀可自动控制也可手动控制,泵需手动控制。
2.3 控制站
控制站采用西门子S7-300 PLC控制器,由电源模块、CPU、网卡、DI模块、DO模块、计数模块组成,实现定量装车的自动控制。电源模块给CPU和网卡供电,CPU运行控制程序,网卡实现和操作站工控机的通讯,DI连接阀和泵的状态回讯,DO控制现场阀的开关,计数器模块输入流量计脉冲信号进行流量计数。
控制站软件模块包括:启动模块OB100,时间循环中断模块OB35,控制模块OB1,计数器读写模块FC和数据模块。OB100实现装车控制数据的初始化,OB35计算提前关阀量,监视装油状态,OB1实现装车整个过程开关阀控制以及装车量的计数、故障报警处理等。
控制站上配置和操作站的连接。
2.4 操作站
操作站采用两台工控机进行监控,可操作任意一台工控机进行装车作业,操作站的启停不影响控制站工作。操作站安装有西门子Step7,可对控制站PLC进行组态,并可配置OPC Server和控制站PLC进行数据交换。操作站通过工业以太网和PLC通讯,通过Hart协议总线和流量计通讯,采集温度和密度数据。操作站安装AH2103装车测控管理软件实现装车过程的监控。该软件包括系统主画面、人员登录退出画面、密码修改画面、装车综观画面、装车控制画面、鹤管参数设置画面、装车记录查询画面、报表打印画面、数据统计画面、历史趋势画面、工艺流程画面、工艺配置画面、工艺报警画面、工艺事件画面、系统诊断画面、系统配置画面、系统报警画面、系统事件画面、退由重装画面、标定发油画面、漏油统计画面等。
2.5 服务器
服务器上装有双网卡,实现控制网络和信息管理网络的隔离。两块网卡设置不同网段的IP地址。 服务器上安装提票信息交换软件,实现从销售服务器提取装车票据信息,并将操作站实际装车量传回销售服务器。
三、系统特点
1、系统采用当今世界开放高速的以太网双层架构,系统内彻底消除了模拟信号,从而形成真正的全数字网络分散控制系统;
2、 鹤管控制采用高可靠PLC实现,采用智能自适应控制算法;
3、连接质量流量计的现场总线采用国际通用HART协议,系统更开放,数字信号传输彻底替代了模拟信号传输,实现了信号零误差传输,保证了系统精度;
4、控制器电路集成度提高,外部I/O板卡数量减少,所需机柜空间减少,接线清晰简单,故障率显著降低;
5、操作站和服务器采用通用的WINDOWS2000操作系统和TCP/IP协议,具备更好的开放性和兼容性;
6、支持Browser/Web结构,可与销售管理网和企业信息管理网轻松对接;
7、采用通用数据库SQL Server2000,且为冗余化结构设计,数据更可靠、丰富、开放;
8、可实现Internet%
四 、软件界面