力控ForceControl在裝車計量系統中的應用

摘要

本文針對在計量系統中被廣泛采用的地衡計量和流量計計量進行比較,介紹了力控在裝車計量系統中的重要作用,并舉例說明了此系統的工作原理及系統運行評價。



一、系統概述


地衡計量是企業物資計量的主要手段之一。但在實際工作中由于管理手段和方法的不夠健全,使地衡計量中經常存在一些作弊現象:

1、人工開票漏洞多;

2、車體定位和動態稱重計量問題;

3、重復過秤作弊;

4、換車回皮過秤作弊;

5、稱量精度低,誤差大。

要想有效的限制克服地衡計量員的工作,提高計量精度,則需要有比較全面的技術控制措施和健全的管理制度約束,而技術控制措施又是建立管理制度的基礎。在這樣的情況下,裝車計量系統可以實時、準確地采集生產過程中的原料消耗量、過程產品量、產品產量、能耗量等數據,在規范生產、精準計量、減少人為干預,發揮了一定的優勢并收到了良好的效果。


二、系統架構


系統架構如下圖所示:






三、系統設計與功能


下面是以中國石油大慶天然氣總公司第六分公司汽車裝車系統為例,說明流量計計量系統的原理和功能。

1、 系統原理

此流量計計量系統共包括計算機監控管理程序(組態軟件,即力控2。0)、多串口轉換卡(CI-134IS)、質量流量計(羅斯蒙特)、自動切斷閥(兩階段式)、控制系統(OPTOMUX B100)、急停復位按鈕,控制方式可實現全自動化。在這個系統中,現場的裝車狀態采用力控2。0來完成,通過多串口卡與控制系統、質量流量計(Series 2000)和顯示屏(大慶三維制)進行通訊。其中,控制系統連接到現場的快速切斷閥、急停復位按鈕和接地信號等;質量流量計用來計算和轉換介質在管線里的瞬時流量、溫度、密度、體積累積量和質量累積量等,由于是數字信號傳輸,避免了采用模擬或脈沖方式傳輸數據單一、脈沖累計精度偏差的問題,保證了計量數據的準確性和可靠性;力控軟件把從質量流量計的變送器上采集到的數據經過處理,再下設到安裝于各裝車鶴位的專用顯示屏,從而現場的操作工和駕駛員就可以非常方便地了解裝車的進度。

緊急情況下,現場操作工和控制室操作員均可以用按鈕關閉快速切斷閥,其過程為:控制系統(PLC)采集并處理由按鈕得到的開關信號,再根據需要常鎖或復位,來控制快速切斷閥的狀態。

2、 控制過程

為了實現在監控管理的同時,能夠對裝車數據進行存儲、查詢和生成日、月、季、年報,在此套計量系統的上位機中,把狀態監控和數據管理分開實現,用力控2。0通過多串口卡對現場數據進行采集和發送,即上位機組態,再由ODBC數據源接口,將得到的裝車量和裝車鶴位號發送到用Microsoft Visual FoxPro 6。0開發的數據庫管理模塊中,從而實現了計算機自動打印結算票據和生成報表等功能。它們的具體功能分別為:

力控:現場數據的實時采集和顯示,裝車過程的控制,自動化語音提示及報警,實時、歷時趨勢的顯示,網絡發布數據,雙機熱備等(如下圖)



數據庫管理(VFP):計算預裝量,存儲裝車記錄,查詢、重調記錄,生成報表等。

3、 裝車流程

此流量計計量系統完整的裝車過程為:

1) 進場預備裝車的車輛,先在控制室做車輛管理數據記錄,由操作員錄入到數據庫管理程序中,由計算機自動根據操作員輸入的罐體容積和介質密度計算出預裝車量。

2) 該車輛到達裝車鶴位并準備就緒后,控制室操作員給出預計裝車量傳出到LED的顯示屏上的同時快速切斷閥自動全開。

當接近裝車目標值的95%時,控制系統將快速切斷閥調至小流量狀態(如滿流量的5%),并且發出聲光報警,提醒裝車人員注意。當實際裝車量達到預定的目標值時,控制系統關閉切斷閥,現場停止裝車。

也可以對一個裝車位在只用一臺流量計的情況下,使用一粗一細兩條管線加油,分別由兩臺閥來控制。當接近裝車目標值時(如95%)先關掉粗管線上的閥門,然后再關閉細管線上的閥門,來保證裝車精度。

3) 控制室在發出關閥動作的同時,將數據從監控軟件自動傳送到數據庫管理模塊,由操作員控制打印裝車計量結算單,提供給用戶。至此,完成了整個裝車過程。

4) 為了保證裝車進度的需要,每個裝車位任何一個位置隨時都可以裝車,計算機可以滿足并行裝車的要求,不會產生沖突。

5) 語音提示功能,在現場裝車棧橋上安裝兩個防爆揚聲器,另外控制室內裝有一個麥克與現場進行語音通訊。當裝車開始時,由組態軟件觸發一個先前錄制好的聲音文件,如“第二鶴位裝車開始”;當裝車量達到預裝量的95%時,計算機輸出到現場一個聲音文件,如“第二鶴裝車準備結束”;到裝車結束時,輸出另一個聲音文件,如“第二鶴裝車結束”。從而現場操作工可以掌握裝車的進度,使裝車工作順利進行。

4、 雙機熱備

由于力控軟件具有強大的雙機熱備功能,即可以指定一臺機器為主機,另一臺作為從機,從機內容與主機內容實時同步,從機實時監視主機狀態,一旦發現主機停止響應,便接管控制。采用「雙機備份」機制還可以大幅提高系統運作的可靠性,在主機因故停機,而無法接收遠程設備的資料時,作為備用的從機會立即取代主機的地位,繼續進行資料采集的工作,系統運作不必因此而停頓,大大減輕用戶在系統停運時的壓力,同時讓企業減少因系統停運所造成的損失。

5、 趨勢分析及報表

實時、歷史趨勢:力控提供了兩種類型的趨勢顯示對象:實時趨勢和歷史趨勢,允許您顯示實時數據和歷史數據。兩種趨勢顯示都允許您最多使用多達八支趨勢畫筆。力控還為您提供了對趨勢的完全控制。例如:您可以指定時間范圍、數值范圍、網格分辨率、筆的數量、顏色屬性等等。力控?支持分布式歷史記錄系統,允許您在一個網絡結點的實時趨勢或歷史趨勢上顯示網絡上其它結點力控應用程序的實時或歷史數據。

歷史報表:歷史報表提供了一種瀏覽和打印歷史數據和統計數據的工具。對歷史報表可進行手工或自動打印。歷史報表從數據庫中按照一定的采樣方式獲取一個或多個點的歷史數據,以表格的形式顯示出來。




四、系統應用總結


此系統還可以接入串口設備聯網服務器(Nport Express)中,與其它網絡連接,實現資源共享,并通過力控?的Web Server將生成的所有記錄和報表發布到企業的其它管理或控制網絡上,使公司的領導在自己的辦公室隨時就可以看到現場的裝車狀態,以及計算機內的相關報表,方便了公司的一體化管理,增加了系統的可擴展性。

此套系統已在大慶煉化公司汽車裝車、火車裝車,中石油大慶天然氣總公司六分公司、七分公司汽車裝車等項目中投入運行。

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