隨著規(guī)模不斷擴大，山東京博控股發(fā)展有限公司油品發(fā)貨系統(tǒng)越顯效率低下，經(jīng)常出現(xiàn)產(chǎn)品積壓和油罐車擁擠混亂現(xiàn)象。京博控股通過對整個流程和裝油自動化設(shè)備進行了詳細的調(diào)查和分析，發(fā)現(xiàn)原有系統(tǒng)存在很多問題，京博控股果斷決定更換發(fā)油系統(tǒng)。
一 原系統(tǒng)問題
原系統(tǒng)采用PLC集中控制+交易軟件的模式。14個鶴位的I/O集中接到控制室的PLC上，上位機采用組態(tài)軟件開發(fā)發(fā)油界面，交易軟件采用Delph開發(fā)。 (1)上位機和PLC的發(fā)油系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)通信中斷，或者不穩(wěn)定，經(jīng)常不得不手動裝車； (2)手動裝車后，用PLC裝車的數(shù)據(jù)不能自動上傳到發(fā)油交易系統(tǒng)，經(jīng)常重復(fù)勞動； (3)14個鶴位所有數(shù)據(jù)量采用集中式控制，在中控室采用一個PLC來控制，使布線復(fù)雜； (4)溫度信號不能采集，或不準確，導(dǎo)致裝車用PLC的計數(shù)脈沖不能精確計算測量； (5)不能靈活地改變鶴位及油泵的對應(yīng)關(guān)系，使鶴位利用效率低。
二 新系統(tǒng)方案介紹
京博集團發(fā)油系統(tǒng)承擔(dān)著年吞吐量300萬噸成品油的發(fā)送任務(wù)，根據(jù)各種油品的數(shù)量和往年的發(fā)油情況，設(shè)計規(guī)模定為600萬噸。控制系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)模一期按14個鶴位的容量進行配置，緊接著二期增加14個鶴位。 經(jīng)過一段時間的認真考察，最終選擇PCC分布式自動化裝油方案。該方案采用貝加萊(B&R)的X20分布式PCC作為下位機；每個鶴位和泵站采用一個X20CP0292緊湊型CPU及分布I/O，采集和控制現(xiàn)場的可燃氣體報警、接地報警、流量計等各種控制信號，并通過RS-232和顯示屏及鍵盤相連，完成當(dāng)?shù)氐娜藱C交互。中控室的X20CP1484標準CPU，通過CAN總線或者以太網(wǎng)和14個鶴位及泵站相連，構(gòu)成一個分布式的控制系統(tǒng)。采用貝加萊的APC620工控機為上位機服務(wù)器，采用貝加萊APROL系統(tǒng)為上位機組態(tài)，通過OPC和交易系統(tǒng)通信。系統(tǒng)拓撲圖如圖所示。
1. PCC簡介 貝加萊的X20是分布式PCC系統(tǒng)，各種模塊之間可進行組合。 X20PCC的大量功能支持可幫助用戶進行編程、啟動、維護，它主要有高速的指令處理、浮點數(shù)運算、方便用戶的參數(shù)賦值、人機界面、診斷功能、口令保護等功能。 X20PCC具有多種不同的通信接口，可用來連接各種工業(yè)現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)，方便用戶的數(shù)據(jù)交換。B&R獨有的INA通信，更是讓編程者省去了通信編程調(diào)試的煩惱和工作量。
2. 發(fā)貨控制系統(tǒng)簡介 罐區(qū)油罐的油品通過10條母管輸送到發(fā)油臺，各裝車口采用多泵對多鶴位的結(jié)構(gòu)，各管線都有回油裝置。
3. 自動控制系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)和功能 發(fā)油自動控制系統(tǒng)由業(yè)務(wù)工作站、監(jiān)控工作站、定量控制系統(tǒng)和現(xiàn)場儀表設(shè)備組成。
a.工作站 業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)由接入局域網(wǎng)的計算機、打印機和UPS電源組成，分別設(shè)在業(yè)務(wù)室、磅房等相關(guān)業(yè)務(wù)科室內(nèi)。 功能：完成領(lǐng)油預(yù)約；車輛自動調(diào)度、鶴位自動分配；完成用戶指標管理，包括注冊開戶、各種查詢、信息修改；完成發(fā)油結(jié)算、自動制表功能；具有油操作員權(quán)限管理及口令設(shè)置修改等；通過局域網(wǎng)構(gòu)建完整的控制管理系統(tǒng)；通過連接局域網(wǎng)實現(xiàn)信息共享。
b.監(jiān)控工作站 監(jiān)控工作站由連接PCC和交易軟件的APC工控機和APROL組成，設(shè)在發(fā)油控制室內(nèi)。 功能：發(fā)油通道的管理和控制，如通道的開關(guān)、屏蔽、發(fā)油繼續(xù)或暫停等；監(jiān)控發(fā)油站臺工況，實時、動態(tài)反映設(shè)備運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)；多畫面切換監(jiān)控功能。系統(tǒng)功能組態(tài)(參數(shù)設(shè)置)功能：如通道油品定義、標密設(shè)定等；工作狀態(tài)設(shè)置功能：如鶴位的泵輸／自流選擇；彈出式報警窗口，所有故障點的監(jiān)測報警顯示，報警聲提示；設(shè)備調(diào)校平臺，用于設(shè)備的調(diào)試、維護和參數(shù)測試；下位機控制系統(tǒng)操作運行記錄，歷史故障輯錄通過局域網(wǎng)實現(xiàn)信息共享。
c.定量控制系統(tǒng) 發(fā)油控制系統(tǒng)由控制柜、現(xiàn)場控制設(shè)備和現(xiàn)場工藝設(shè)備組成。采用以X20系列PCC作為控制系統(tǒng)的核心。 功能：鶴管發(fā)油自動定量控制；油每200L自動暫停／啟動功能；啟停與閥的開關(guān)的智能化控制：如實現(xiàn)電液閥的開度調(diào)節(jié)、泵-閥的時序控制；現(xiàn)場發(fā)油的人工干預(yù)；現(xiàn)場的操作提示和實時流量顯示；實現(xiàn)靜電接地的信號聯(lián)鎖，不可忽視鶴管在位聯(lián)鎖保護；控制系統(tǒng)對通道的人工干預(yù)、系統(tǒng)運行狀態(tài)和故障的指示；實現(xiàn)離線自動定量發(fā)油：在上位機監(jiān)控工作站和業(yè)務(wù)工作站故障的情況下，或者在緊急情況下，以控制柜為核心的發(fā)油控制系統(tǒng)可實現(xiàn)無需預(yù)約的離線自動定量發(fā)油。
d.現(xiàn)場控制設(shè)備 現(xiàn)場控制檢測設(shè)備有：電液閥、質(zhì)量流量計，操作終端、懸掛式大屏幕顯示器(可選)、鶴管在位開關(guān)、靜電接地裝置、急停按鈕。 用電液閥作為鶴管付油控制開關(guān)閥門；用質(zhì)量流量計(0.2級)作為汽車發(fā)油流量計；汽車付油現(xiàn)場使用LCD作為操作終端，用于完成用戶身份識別、定量輸入、流量顯示、啟停操作、狀態(tài)指示并帶有操作回音功能；每個鶴位設(shè)LCD大屏幕顯示器，為用戶提供直觀的付油過程數(shù)據(jù)和操作狀態(tài)；每個鶴位安裝接地一體化檢測裝置，作為發(fā)油靜電接地安全保護聯(lián)鎖信號；每個鶴管安裝鶴管防溢油傳感器，作為油罐車液位安全保護聯(lián)鎖信號；每個付油平臺安裝一只急停按鈕開關(guān)，作為危險情況時實施急停操作手段；每條主管線設(shè)溫度變送器檢測油品溫度；每個鶴管安裝鶴管在位開關(guān)，作為發(fā)油聯(lián)鎖保護信號。
e.軟件環(huán)境
(1)開發(fā)工具：貝加萊AS編程軟件和貝加萊APROL系統(tǒng)軟件；
(2)運行環(huán)境：監(jiān)控工作站為Linux，業(yè)務(wù)工作站為WinXP；
(3)軟件功能：報表查詢管理功能，該軟件的功能能滿足用戶提出的要求，能對發(fā)油的數(shù)據(jù)管理、查詢、制表。能在網(wǎng)絡(luò)的客戶端運行，訪問現(xiàn)場的發(fā)油情況以及現(xiàn)場各個設(shè)備的當(dāng)前工作狀態(tài)。
4. 幾個控制功能
a. 流速控制 對于鶴管和加油槍要求保持一定的流量(流速)范圍，以保證加油作業(yè)的安全和效率。由于下列情況可能造成發(fā)油流量的變化：大罐液位的高低不同；管線長短不同；同種油品同時發(fā)油車位多少不同；使用鶴管和加油槍不同。 采用開關(guān)閥的二次調(diào)速，從而調(diào)節(jié)發(fā)油流速。
b.精確定量控制 可在發(fā)油結(jié)束前的定量關(guān)閉過程中提前關(guān)閉電液閥，當(dāng)達到定量數(shù)量(有一微小的提前量)時快速關(guān)斷電液閥并停泵，實現(xiàn)定量控制。
c.車位自動分配 領(lǐng)油用戶在業(yè)務(wù)工作站進行預(yù)約。油庫工作人員依次將前來領(lǐng)油用戶的預(yù)約信息輸入業(yè)務(wù)工作站。當(dāng)一個用戶的預(yù)約被接受時，打印機自動為該用戶打印預(yù)約單。該用戶持預(yù)約單將油罐車駛?cè)敫队蛥^(qū)指定車位排隊等待。
三 新系統(tǒng)優(yōu)勢
(1)系統(tǒng)分全自動裝車、APROL獨立裝車、PCC獨立裝車3個等級的裝車狀態(tài)，有效地預(yù)防了在不明故障下問題的解決。并且，待交易系統(tǒng)恢復(fù)后，APROL獨立裝車、PCC獨立裝車時的數(shù)據(jù)能自動上傳，減少了工作人員的工作量；
(2)系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)清晰，維護和施工非常方便，增加了安全性、可靠性；
(3)系統(tǒng)可按照生產(chǎn)和銷售計劃，隨時調(diào)整泵站和鶴位的對應(yīng)關(guān)系；
(4)系統(tǒng)擴展方便，隨著規(guī)模擴大，鶴位逐步增加，每增加一個鶴位就增加一個緊湊的鶴位PCC，通過以太網(wǎng)或者CAN總線直接掛在現(xiàn)場總線上即可；
(5)該系統(tǒng)采用X20系統(tǒng)，具備高的I/O密度、擴展方便、可熱插拔；
(6)隨著技術(shù)不斷進步，如果工藝流程的改變，需要更改鶴位CPU的程序，可以在中控室通過以太網(wǎng)，利用B&R的INA通信技術(shù)，直接將改動的程序下載到鶴位PCC上。
