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聯系我們采用導熱油流量計與計算機數據采集相結合的計量監控系統在貿易計量中日趨得到廣泛應用。*，導熱油流量計在很多特定的工藝條件下容易產生附加誤差。經試驗，壓力影響量約為－ 0. 12%( 不同型號，影響量不同) 測量值/MPa; 介質溫度變化10℃ 時，測量誤差約為±0. 01% 到±0. 025%不等，特別是當導熱油流量計因安裝、環境等影響零位或故障時，測量誤差更大。目前國內外公司對貿易計量導熱油流量計的準確度要求越來越高，因此，為了減少計量糾紛，如何對導熱油流量計實行動態管理，采用有效的方法實時監控導熱油流量計的誤差，是當前有必要深入討論、研究的課題，也具有很高的實用價值，本文重點介紹中國石化鎮海煉化分公司采用伺服液位計的計量數據實時監控導熱油流量計誤差的應用方法。
1、設計思路
采用計量級的伺服液位計計量數據實時監控導熱油流量計誤差，即當導熱油流量計開始付量時，系統自動尋找到付量油罐，利用算量模塊實時計算出油罐的付出量與導熱油流量計付量數據進行對比，并以曲線圖的方式顯示出來，以伺服液位計量數據為監控真值，實時跟蹤導熱油流量計運行情況，當兩條曲線超過設定值時，系統將報警，提醒計量管理人員，及時發現導熱油流量計的誤差。
伺服液位計的基本原理是當油罐內液位的變化引起浮子浸沒深度的變化，浮子所受的浮力同時也變化，浮力的變化被力傳感器檢測到，測量值和設定值之間的偏差引起步進馬達位置的變化，升高和降低浮子的位置，直到測量值和設定值相等為止。
鎮海煉化公司采用的是ENRAF 公司的計量級伺服液位計，測量準確度為1mm。為了驗證實際的準確度，以人工檢尺為基準，通過多罐多點采集數據比對，實際誤差平均為1. 3mm。若一只5000m3 的油罐付出量為2000t，則可能產生的測量誤差約為0. 04%( 測量誤差與罐付數量有關) ，但與貿易交接計量的導熱油流量計準確度0. 2%相比，采用計量級的伺服等液位計計量數據實時監控導熱油流量計的誤差方法是可行的。
2、網絡結構
鎮海煉化公司計量數據主要包括成品油出廠、烴類出廠、裝置間物料等，包括有關的密度、溫度、液位等計量數據。系統采集了公司內500 余臺計量儀表點，共有近千個實時數據信息。因公司內部計算機網絡比較完善，對已接入PI 系統的計量數據，可通過網絡鏈接以OPC 方式實現數據共享，對沒有接入PI系統的計量數據，則需要通過新建數據采集系統
采集。
在新建數據采集系統的控制層使用BnR PCC 為主控制單元的FCS。整個FCS 由兩個計量控制站和相關的以太網絡設備組成，控制站之間與公司MIS 網相連，配置了四臺以太網交換設備，網絡傳輸介質為多模、單模光纖和雙絞線，控制系統內部網路連接了BnR 2005 主控制單元。系統將現場變送器測量的物料流量、壓力、溫度、密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，控制站又接入網絡交換機，通過MIS 以太網與企業PI、ERP網聯成一體，將計量數據采集到上位操作站以及服務器，供各客戶端共享，且可以通過服務器對外進行WEB 遠程發布，詳見圖1。
3、系統特點
3. 1 以BnR PCC 為主控制單元的FCS隨著計算機、通信、網絡和控制技術的發展，數字化作為一種趨勢正在迅速地覆蓋工業自動化的各個層次。控制儀表逐漸地由模擬量向數字化、智能化和網絡化發展，現代過程控制系統也由分散控制系統( DCS) 向現場總線控制系統( FCS) 過渡。
鎮海煉化公司的計量儀表設備種類眾多、系統復雜，對開放性、互聯性的要求高。所以在控制層使用的是BnR PCC 為主控制單元的FCS，本系統中使用了BnR 2005 系列PCC，通過分別放置在儲運部1# 站和成品油碼頭操作站，將采集到的流量計數據，通過廠內以太網絡上傳到上位操作站。
3. 2 Citect HMI 控制軟件
Citect 是澳大利亞西雅特公司開發的工控軟件。Citect5. 0 zui大的特點是All in One ( 全集成) ，每一套Citect 都擁有完整的通訊功能、OPC 鏈路、數據庫連接、報警、趨勢、報表等功能。
3. 3 安全、可重用的數據庫系統數據庫系統存放了計量監控網絡所有的歷史數據、系統參數，數據庫系統的開放性、安全性直接關系到整個系統運行質量和維護工作的強度。系統中采用了基于Windows 2003 Server 的Oracle 9i 數據庫。Oracle 是世界zui大的數據庫管理軟件的生產商，它強大的數據功能和安全性、易維護性等諸多特性得到了廣泛的認可。多種連接方式使其本身的數據鏈路靈活方便，并使整個系統能更加簡單地進行數據操作。在Oracle 中存在的多種安全策略有效地管理由企業主干網對數據庫的訪問，從而杜數據庫的有害操作。
3. 4 基于數據庫的算量及歷史數據查詢系統基于Oracle 數據庫，開發的一個界面友好、可迅速查詢歷史數據的工具。它包括查詢工具、算量工具和管理工具三個部分。
(1) 算量工具
伺服液位計測量油罐液位數據，并按照《原油立式金屬罐計量油量計算方法》和《石油和液體石油產品油量計算靜態計量》國家標準，利用油罐電子容積表自動也可以人工靜態計量，將靜態計量數據與導熱油流量計計量數據自動對比，分析誤差，是實時監控導熱油流量計誤差的核心所在。
當導熱油流量計開始計量時，監控系統能自動查找油罐液位變化數據，并尋找、判斷相對應的付量油罐( 此過程中也可由人工確認) ，當付量結束后，系統將二種計量方法產生的計量數據自動保存。利用伺服液位計測量油罐液位并自動算量系統，采用國標、美標等十余種算法，zui終的運算誤差控制在0. 001t 以內。
操作人員可以通過算量界面，對公司156 個計量罐、10 余種油品介質進行計算。
若在交接計量過程中導熱油流量計出現故障，也可以通過此系統，算出相關計量罐的收付量數據，達到減少計量糾紛的目的。
(2) 查詢工具
系統將對計量罐的付量、導熱油流量計的付量、地磅、軌道衡和自動算量等計量數據寫入數據庫。管理人員可以通過多條件的方式查出以上各種數據的歷史記錄，可以選擇生成Excel 表格。
(3) 管理工具
系統管理工具包括罐表更新工具。通過此工具，操作人員可以方便地對計量罐的相關罐信息進行查詢、修改、刪除、添加和保存，界面簡單直觀，便于操作。還可以通過此工具將Excel 類型的罐表以固定的格式導入到Oracle 數據庫中，對罐表進行更新。
3. 5 實時比對導熱油流量計
實時監控導熱油流量計誤差功能是本系統核心技術，它能夠在數據采集和算量功能的基礎之上，自動( 也可人工選擇) 找出正在付量的導熱油流量計和相關的付量油罐，并建立關系，將其各自付量過程中的瞬時量、累積量進行實時比對，在一張趨勢圖里面生成兩條曲線，記錄整個貿易交接過程。為管理人員實時監控貿易交接計量數據提供了一個很好的平臺，能夠掌握計量糾紛的*手技術資料。
當流量計開始付量時，系統會自動尋找15min( 時間可設置) 內同步啟動的相關付量油罐，若系統未尋找到或尋找到多個同步啟動罐，系統因無法判斷哪個罐與正在當前付量的導熱油流量計相對應，就會自動報警提示，管理人員發現后，可根據趨勢頁面查詢到導熱油流量計以及罐量的啟動時間，由人工判斷后選罐。因每只動態油罐的計量數據都有貯存，所以，選擇付量油罐時間并不影響監控計量數據的準確性。如果系統或人工選錯付量罐，可以通過點擊“人工干預"來重新選擇。
一旦導熱油流量計與付量罐關系確定后，系統將每隔15min 自動計算罐付量與導熱油流量計的數據，并計算兩者差值，自動生成趨勢圖。如果誤差超過規定的范圍，系統也會報警提示。一且選擇了付量罐后，系統會自動將選中的付量罐全過程計量數據與付量的導熱油流量計計量數據跟蹤比對。當導熱油流量計付量完成后，zui終的比對數據將自動寫入數據庫，用戶可以通過“歷史數據查詢系統"查看，可將數據打印出報表。
3. 6 網絡WEB 發布功能
系統支持zui多10 人的網絡客戶端瀏覽功能，通過WEB 發布服務器，用戶可以在自己的計算機上瀏覽本系統的所有數據、趨勢、報警，并且可以使用算量及歷史數據查詢系統。
4、應用實例
2007 年2 月28 日上午9 點56 分，FT－ 8603 導熱油流量計開始付量，實時監控系統根據流量計信號，在15min 內自動找到了同步啟動的油罐，并建立對應關系開始比對過程。通過系統各種功能，我們可以對整個計量過程跟蹤分析如下:
上方窗口是導熱油流量計與油罐( 伺服液位計) 付量的實時量比對曲線，左面垂直*條是導熱油流量計實時流量曲線，所以線形度比較好; 而左面垂直第二條是油罐( 伺服液位計) 付量實時流量曲線，系統每15min 計算一次數據并更新一次曲線。從圖2 可見，導熱油流量計與油罐( 伺服液位計) 付量的趨勢基本是一致的。
下方窗口是導熱油流量計與油罐( 伺服液位計) 付量的累計量比對曲線，系統每15min 自動對導熱油流量計和油罐( 伺服液位計) 的付量數據進行一次計算、累加，并自動分析差量數據。從圖2 可見，在整個貿易交接計量過程中，導熱油流量計與油罐( 伺服液位計) 付量的累計量趨勢是相吻合的，表明導熱油流量計在付量過程中運行穩定。
在FT8603 導熱油流量計開始付量時，油罐伺服液位計付量曲線有一個比較明顯的波動，由于系統自動算量所需的油品溫度、密度數據是從導熱油流量計上實時采集的數據，并不是人為設定的恒定值，所以當開始付量時油品的密度和溫度如有波動，就會直接影響油罐伺服液位計付量實時趨勢。
從圖3 可見，導熱油流量計在開始付量時，油品的密度和溫度有比較明顯的變化，而利用此時的溫度、密度計算出來的罐量、累計量數據是不準確的，因此，系統能對密度值進行跟蹤，當發現密度變化超過于液晶屏上，各項控制信號輸出準確穩定，達到了水位控制的要求和目的。
導熱油流量計 液壓油流量計 液體渦輪流量計 智能渦輪流量計
