一種輸油作業(yè)過程中儲罐設備液位高報警下的自動切換控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輸油作業(yè)過程中儲罐設備液位高報警下的自動切換控制系統(tǒng)，包括：罐區(qū)現(xiàn)場PLC控制系統(tǒng)，用于采集罐區(qū)現(xiàn)場生產數(shù)據(jù)，自動控制罐區(qū)現(xiàn)場設備；遠程終端單元，通過以太網(wǎng)將罐區(qū)現(xiàn)場PLC控制系統(tǒng)采集的生產數(shù)據(jù)寫入；數(shù)據(jù)采集服務器，通過RS?232串口通訊協(xié)議從遠程終端單元中讀取生產數(shù)據(jù)，并寫入SQL Server數(shù)據(jù)庫中；自動切換控制系統(tǒng)服務器，通過采集來自罐區(qū)的實時數(shù)據(jù)，實時推理分析當前罐區(qū)現(xiàn)場各設備的可用狀態(tài)，在自動切換儲罐的條件觸發(fā)時，生成最優(yōu)目標儲罐和最優(yōu)作業(yè)路線，并將該命令通過RTU發(fā)回罐區(qū)現(xiàn)場PLC控制系統(tǒng)。本發(fā)明可當液位高報警發(fā)生時，自動規(guī)劃下一步的輸油儲罐，并實現(xiàn)自動輸油切換作業(yè)，保障輸油安全。
【專利說明】
-種輸油作業(yè)過程中儲罐設備液位高報譬下的自動切換控制 系統(tǒng)
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及一種輸油作業(yè)過程中儲罐設備液位高報警下的自動切換控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 當前的儲油罐輸油過程中，儲油罐一般設置了液位高高報警聯(lián)鎖，其聯(lián)鎖觸發(fā)的 規(guī)則是切斷儲罐前的進料閥，可W達到保護當前儲罐的液位不超標的目的。與此同時，為了 保護機累會盡量避免機累的頻繁開啟，因此用于輸油作業(yè)的大型機累在一個作業(yè)周期內， 一般不會關閉。此外，儲罐的進料閥一般是相關人員在控制室或現(xiàn)場進行操作才能打開。因 此，如果發(fā)生高高報警聯(lián)鎖的儲罐自動切斷了進料閥，而其他儲罐的進料閥沒有靠人工及 時打開，極易造成輸油管道悠壓，從而造成管線的損壞，輕則發(fā)生泄漏，重則極易造成火災 發(fā)生。
[0003] 為了避免上述情況發(fā)生，在當前的實際操作中，有的罐區(qū)將儲罐液位高高報警聯(lián) 鎖摘除，依靠人工叮表的方式，在某一儲罐液位達到上限時，即人工切換下一個儲罐的進料 閥。運種方式令高高報警聯(lián)鎖失去了意義，且過多依賴人的自覺性與經(jīng)驗，稍有不慎會造成 儲罐的溢罐，同樣存在重大的安全隱患。

【發(fā)明內容】

[0004] 基于上述技術問題，本發(fā)明提供一種輸油作業(yè)過程中儲罐設備液位高報警下的自 動切換控制系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術解決方案是：
[0006] -種輸油作業(yè)過程中儲罐設備液位高報警下的自動切換控制系統(tǒng)，包括：
[0007] 罐區(qū)現(xiàn)場化C控制系統(tǒng)，用于采集罐區(qū)現(xiàn)場生產數(shù)據(jù)，自動控制罐區(qū)現(xiàn)場設備；
[000引遠程終端單元，通過W太網(wǎng)將罐區(qū)現(xiàn)場化C控制系統(tǒng)采集的生產數(shù)據(jù)寫入；
[0009] 數(shù)據(jù)采集服務器，通過RS-232串口通訊協(xié)議從遠程終端單元中讀取生產數(shù)據(jù)，并 寫入數(shù)據(jù)庫中；
[0010] 液位計，用于設定儲罐自動切換的觸發(fā)條件；
[0011] 自動切換控制系統(tǒng)服務器，通過采集來自罐區(qū)的實時數(shù)據(jù)，實時推理分析當前罐 區(qū)現(xiàn)場各設備的可用狀態(tài)，在自動切換儲罐的條件觸發(fā)時，生成最優(yōu)目標儲罐和最優(yōu)作業(yè) 路線，并將該命令通過遠程終端單元發(fā)回罐區(qū)現(xiàn)場化C控制系統(tǒng)；
[0012] 客戶端，調度人員或操作人員進行儲罐自動切換觸發(fā)條件的配置。
[0013] 優(yōu)選的，所述液位計包括報警液位計和在線測量液位計。
[0014] 優(yōu)選的，所述客戶端包括C/S客戶端和B/S客戶端。
[0015] 本發(fā)明的有益技術效果是：
[0016] 本發(fā)明可當液位高報警發(fā)生時，自動規(guī)劃下一步的輸油儲罐，并實現(xiàn)自動輸油切 換作業(yè)，保障輸油安全。
【附圖說明】
[0017] 下面結合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明：
[0018] 圖1為本發(fā)明自動切換控制系統(tǒng)的結構原理圖。
【具體實施方式】
[0019] 結合附圖，一種輸油作業(yè)過程中儲罐設備液位高報警下的自動切換控制系統(tǒng)，包 括：
[0020] 罐區(qū)現(xiàn)場化C控制系統(tǒng)，用于采集罐區(qū)現(xiàn)場生產數(shù)據(jù)，自動控制罐區(qū)現(xiàn)場設備；
[0021] 遠程終端單元，通過W太網(wǎng)將罐區(qū)現(xiàn)場化C控制系統(tǒng)采集的生產數(shù)據(jù)寫入；
[0022] 數(shù)據(jù)采集服務器，通過RS-232串口通訊協(xié)議從遠程終端單元中讀取生產數(shù)據(jù)，并 寫入SQL Server數(shù)據(jù)庫中；
[0023] 液位計，用于設定儲罐自動切換的觸發(fā)條件(設定自動切換的液位限值）；
[0024] 自動切換控制系統(tǒng)服務器，通過采集來自罐區(qū)的實時數(shù)據(jù)，實時推理分析當前罐 區(qū)現(xiàn)場各設備的可用狀態(tài)，在自動切換儲罐的條件觸發(fā)時，生成最優(yōu)目標儲罐和最優(yōu)作業(yè) 路線，并將該命令通過遠程終端單元發(fā)回罐區(qū)現(xiàn)場化C控制系統(tǒng)；
[0025] 客戶端，調度人員或操作人員進行儲罐自動切換觸發(fā)條件的配置。
[0026] 上述液位計包括現(xiàn)有高高報警的液位計和用于在線測量的液位計，二取一或二取 二，設定自動切換的液位限值。
[0027] 上述客戶端包括C/S客戶端和B/S客戶端。C/S客戶端使用戶能查看自動規(guī)劃并進 行輸油作業(yè)的詳細運行狀況，適用于調度員、操作員。B/S客戶端便于用戶在企業(yè)使用辦公 網(wǎng)上的任一電腦，即可了解罐區(qū)自動規(guī)劃并進行的輸油作業(yè)情況，適用于管理人員。
[0028] 下面對采用本發(fā)明自動切換控制系統(tǒng)進行輸油作業(yè)過程中儲罐設備液位高報警 下的自動切換控制方法進行說明，該方法具體包括W下步驟：
[0029] a使用C#語言，對Visio進行二次開發(fā)，在此基礎上進行原油罐區(qū)工藝的圖形化組 態(tài):進行工藝流程圖的繪制;收集儀表、設備的信息，進行罐、閥、累、管道的基本屬性配置。 根據(jù)來源不同，將屬性分為靜態(tài)和動態(tài)屬性。
[0030] b將罐區(qū)現(xiàn)場上位機的生產數(shù)據(jù)，通過W太網(wǎng)寫入RTlKRemote Terminal化it,遠 程終端單元，可負責對現(xiàn)場信號、工業(yè)設備的監(jiān)測和控制。RTU是構成企業(yè)綜合自動化系統(tǒng) 的核屯、裝置，通常由信號輸入/出模塊、微處理器、有線/無線通訊設備、電源及外殼等組成， 由微處理器控制，并支持網(wǎng)絡系統(tǒng)）。本發(fā)明中新增加的數(shù)據(jù)采集服務器通過RS-232串口通 訊協(xié)議從RTU中讀取數(shù)據(jù)，并寫入SQL Server數(shù)據(jù)庫中，從而為輸油作業(yè)過程中儲罐設備液 位高報警下的自動切換控制系統(tǒng)提供相應數(shù)據(jù)。RTU的使用，可將罐區(qū)"生產網(wǎng)"與本系統(tǒng)所 在的"應用網(wǎng)"的網(wǎng)絡隔離，保障生產網(wǎng)的網(wǎng)絡安全。
[0031] C讀取實時生產數(shù)據(jù)，結合人工設置條件，由專家系統(tǒng)判斷各罐、累、閥口、管線的 使用狀態(tài)(包括在用狀態(tài)、故障狀態(tài)、可用狀態(tài)），并寫入SQL Server數(shù)據(jù)庫中。各設備狀態(tài) 可用狀態(tài)判斷規(guī)則如下：
[0032] 罐:罐前閥關閉，罐液位<高報and罐液位〉低報，且無故障指示，則罐可用。
[00削累：監(jiān)測電流大于0,累入口、出日壓力分別大于限制，則累已開，不可用；否則，在 無故障指示下，可用。
[0034] 閥:開關閥的開到位狀態(tài)為1時，閥打開，不可用;開關閥的關到位為1時閥關閉，可 用；調節(jié)閥的開到位狀態(tài)為1，閥打開，不可用；調節(jié)閥的關到位為1時閥關閉，可用；調節(jié)閥 的開到位狀態(tài)為0、關到位為0及反饋開度大于加寸，閥打開，不可用。
[0035] 管線及其他:根據(jù)閥的狀態(tài)及連接關系，通過廣度捜索方法，標記管線及其他的使 用狀態(tài)。
[0036] d采用高高報警的液位計和用于在線測量的液位計，二取一或二取二，設定儲罐自 動切換的觸發(fā)條件（自動切換的液位限值）。
[0037] e在達到液位高報警前，可人工或由系統(tǒng)自動指定作業(yè)的起止設備、必經(jīng)設備、避 開設備W及相關約束條件，W罐區(qū)設備的連接關系為基礎，結合各設備的可用狀態(tài)等實時 限制條件，在自動切換儲罐的條件觸發(fā)時（當滿足上述液位限值時），調用自動切換控制系 統(tǒng)服務器中的輸油策略規(guī)劃算法引擎生成最優(yōu)目標儲罐和最優(yōu)作業(yè)路線，各閥設備按照給 出的作業(yè)路線進行開關:首先打開目標儲罐的罐前閥及相關管線的閥口，然后關閉當前儲 罐的罐前閥及相關線路，實現(xiàn)自動切換。
[0038] 所述輸油策略規(guī)劃算法引擎的開發(fā)大致如下：為了提高計算效率，在MA化AB中進 行了基于BSTN網(wǎng)的算法包的開發(fā)。為了便于應用，將算法包打包成化L形式。在Visual Studio開發(fā)套件中添加引用，約定好雙方的接口。接口形式如下表1:
[0039] 表 1
[0040]
[0041] 上述約束條件分為如下幾種：
[0042] 1)經(jīng)過節(jié)點最少
[0043] 所謂"節(jié)點"，包括:閥口、管線連接點。此種方式，讓現(xiàn)場的操作動作最少。
[0044] 2)長度最短
[0045] W管線長度最短為約束目標，此種方式，會降低摩擦阻力帶來的能耗損失。
[0046] f調度人員或操作人員根據(jù)實際需要通過客戶端進行儲罐自動切換觸發(fā)條件的配 置。上述步驟a中，各設備基本屬性如下表2:
[0047] 表 2
[004引
[0049] 本發(fā)明W-種網(wǎng)絡算法-擴展狀態(tài)任務網(wǎng)巧STN)實現(xiàn)在輸油作業(yè)過程中罐設備液 位高報警下的自動切換的最優(yōu)目標儲罐和最優(yōu)作業(yè)路線的生成，并將計算推理的時間限制 在5秒W內。本發(fā)明系統(tǒng)可W自動規(guī)劃并進行輸油作業(yè)，有利于保障罐區(qū)的安全操作，填補 相關領域的至白。
[0050] 具體實施時，可在油庫的機房配置一臺服務器，運行"罐區(qū)儲罐設備液位高報警下 的自動切換控制系統(tǒng)"服務器版軟件，調度人員或操作人員使用C/S版客戶端進行儲罐自動 切換觸發(fā)條件的配置。通過采集來自罐區(qū)的實時數(shù)據(jù)，實時推理分析當前各設備的可用狀 態(tài)，在自動切換儲罐的條件觸發(fā)時，規(guī)劃出可W打開的下一個最優(yōu)的目標儲罐及最優(yōu)的作 業(yè)路線，并將該命令通過RTU發(fā)回現(xiàn)場化C，實現(xiàn)各類閥口的自動控制。
[0051] 上述方式中未述及的有關技術內容采取或借鑒已有技術即可實現(xiàn)。
[0052] 需要說明的是，在本說明書的教導下，本領域技術人員所作出的任何等同替代方 式，或明顯變型方式，均應在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種輸油作業(yè)過程中儲罐設備液位高報警下的自動切換控制系統(tǒng)，其特征在于包 括： 罐區(qū)現(xiàn)場PLC控制系統(tǒng)，用于采集罐區(qū)現(xiàn)場生產數(shù)據(jù)，自動控制罐區(qū)現(xiàn)場設備； 遠程終端單元，通過以太網(wǎng)將罐區(qū)現(xiàn)場PLC控制系統(tǒng)采集的生產數(shù)據(jù)寫入； 數(shù)據(jù)采集服務器，通過RS-232串口通訊協(xié)議從遠程終端單元中讀取生產數(shù)據(jù)，并寫入 數(shù)據(jù)庫中； 液位計，用于設定儲罐自動切換的觸發(fā)條件； 自動切換控制系統(tǒng)服務器，通過采集來自罐區(qū)的實時數(shù)據(jù)，實時推理分析當前罐區(qū)現(xiàn) 場各設備的可用狀態(tài)，在自動切換儲罐的條件觸發(fā)時，生成最優(yōu)目標儲罐和最優(yōu)作業(yè)路線， 并將該命令通過遠程終端單元發(fā)回罐區(qū)現(xiàn)場PLC控制系統(tǒng)； 客戶端，調度人員或操作人員進行儲罐自動切換觸發(fā)條件的配置。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種輸油作業(yè)過程中儲罐設備液位高報警下的自動切換控制 系統(tǒng)，其特征在于:所述液位計包括報警液位計和在線測量液位計。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種輸油作業(yè)過程中儲罐設備液位高報警下的自動切換控制 系統(tǒng)，其特征在于:所述客戶端包括C/S客戶端和B/S客戶端。
【文檔編號】G05B19/05GK106020100SQ201610546537
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月12日
【發(fā)明人】李傳坤, 陶彬, 李榮強, 王春利, 高新江, 石寧
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院