油品移動自動化在西固油庫的應用

中國石油西北銷售公司蘭州分公司 劉運東

1 移動自動化解決方案

中國石油西北銷售公司西固油庫作為擁有50多年歷史的一座老油庫，連續三屆被評為中石油十大標桿油庫。經歷過多次改造的西固油庫擁有許多先進設備實施，并于2009年引進了霍尼韋爾的移動自動化解決方案。

今天的庫區面臨著更多的物料移動作業的挑戰，一方面要保證移動作業的安全和高效，同時要減少庫存，并避免生產事故。隨著時間的推移，罐區管網已復雜到了難以對其進行有效管理的地步。另外，物料跟蹤和產品認證方面的常規需求，額外增加了物料移動的挑戰。霍尼韋爾的移動自動化解決方案是一個全面的解決方案，著眼于解決這些挑戰，用一個標準而不失靈活的方法控制庫區的物料移動，顯著節省成本并增加效益。

2 西固油庫的油品移動自動化技術方案

系統由以下三個層面的解決方案構成：

底層：常規控制系統層，采用霍尼韋爾最新一代DCS系統Experion PKS，它為西固庫區提供了常規控制和操作功能。

中層，業務控制層，采用霍尼韋爾移動自動化（Movement Automation，簡稱MA)系統軟件。霍尼韋爾移動自動化系統用于定義、控制、監視庫區內物料的移動。MA中有兩個數據庫，一個是實時數據庫RTDR，用于與底層DCS系統交換實時數據；另一個是關系數據庫SQL Server（AmmDB），用于與上層信息系統交換關系數據。因此，MA是底層DCS系統與上層信息系統之間的橋梁和鈕帶。它一方面能將上層業務指令轉換成底層控制信號；另一方面也能將底層過程數據轉換成上層業務信息。MA在西固庫區自動化、信息化系統中位于一個非常核心的地位。

上層，業務管理層，套用常用述語，也可稱之為MES層。該層面的主要功能是對庫區作業進行計劃調度（事前）和考核評價（事后），提供信息集成共享平臺。

3 移動自動化系統的實際應用

中石油西北銷售西固油庫完成油品移動自動化改造項目之后，針對擁有31具油罐的155種作業工藝操作路徑進行了規范化操作，確保工藝操作安全、高效，為建成國際先進油庫邁進了重要一步。

油庫工藝操作主要分為三個階段。即現場監控階段、PLC控制階段及西固油庫油品移動自動化階段。油品移動自動化的技術將西固油庫日常移動作業完整的連接起來，改變人工的操作模式，從而達到提高工作效率，降低人工工作強度和減少人工干預的失誤可能性，同時也依靠先進的技術和手段，進一步加強油庫運營的安全管理，從而最終達到全方位提升西固油庫生產運行水平的目標。

3.1 一鍵式操作

西固油庫在經過管控一體化改造項目之后，已經完全改變了原有的操作模式。作為一座擁有50多年歷史的老油庫，西固油庫總結出了“三核實”等工藝操作方法，工藝操作確認卡的填報和現場的核實確認是油庫工藝操作的一種重要方式。目前，西固油庫已經徹底改變以前具有的模式。新的模式為工藝操作的“五步操作法”即訂單制作、工藝選擇貫通、工藝開啟以及工藝停止和工藝關閉。新的操作方法全部實現 “一鍵式操作”，即只需要點擊一個按鍵即可實現全部工藝操作，這種操作全方位提升了西固油庫生產運行水平和效率，已經將負責工藝操作以及其他工作的生產運行班的8個人減少到了5個人。

3.2 工藝操作的智能化選擇

西固油庫擁有31具油罐，根據作業需要有155種工藝操作路徑，另外西固油庫的278個電控閥門以及16座油泵等主要設備的開啟或者關閉將是一個繁瑣的判斷過程，任何一個設備的錯誤操作將導致非常大的安全隱患。油品移動系統最大的優點就是實現了相關設備及路徑的智能化選擇。任何一個油罐的任何一種作業都能尋找到最短距離、最小摩阻的最優路徑選擇方案。它的智能化還體現在任何一種設備在這條最優路徑的開啟順序，關鍵設備所在這個路徑的權重比例設置判斷，以及閥門維修所造成的路徑障礙處理等方面。另外，西固油庫的工藝操作將因為系統對于油品物料平衡的智能化判斷永遠不會有不同種油品造成混油事故。

3.3 油庫的工藝操作安全的七級保險

如何確保油庫工作操作安全，已經成為油庫工藝操作的重中之重。移動自動化系統的投用改變舊有的油庫工藝操作方式，摒棄原有的工作操作思想，開拓了油庫工藝操作安全的新思路，全面實現了油庫工藝操作安全的七級保險。

3.3.1 油庫所有管線的壓力及油泵進出口壓力監視

根據西固油庫已有的安全管理經驗，油泵的高效率運行，管線的壓力控制已經成為油庫安全控制的一個重要指標。移動自動化系統把壓力控制及油品移動操作統一到同一個平臺，任何一個壓力的報警將立即引起有效的操作控制。油泵的運行壓力控制將確保油品輸轉的高效率運行，管線壓力過高或者過低后引起的移動作業自動停止或管線泄壓等方面都是油庫工藝操作的最重要的一級保護。

3.3.2 罐高低液位連鎖

油罐的高液位或者低液位運行往往是油庫安全的重要安全隱患之一，浮盤的損壞，油罐冒油、抽癟很容易因為工藝操作方面的失誤而造成。移動自動化系統合理的規避了這一安全隱患。西固油庫聯合設計院計算出所有油罐液位運行的核定標準，包括高液位報警、高高液位報警以及低液位、低低液位報警，然后將核定標準在系統中制定為強制性安全操作規范，任何人都無法干預，并且針對如果出現的液位報警將實現有效的工藝自動操作連鎖，提高了西固油庫的油罐使用安全。

3.3.3 泵的PID邏輯保護功能實現

油泵作為油品輸轉工藝中的“心臟”，是否安全運行也是油庫安全的重要評價標準。西固油庫針對油泵的安全運行情況創造性提出了聯合使用變頻器、PID調節和過壓力保護的方法，確保油泵的安全運行。尤其是PID調節的使用，它根據油泵的運行壓力反饋進行出口閥門的變化開度設置，這一大膽的應用在實際使用中效果非常好，有效的避免了油泵的喘振和氣蝕等現象，提高了油泵的使用效率，達到了油品流量，壓力控制，電機功效在高效率的統一執行。

3.3.4 設備和移動路徑的自動化選擇

油庫關鍵設備的故障也是工藝操作安全的隱患之一。移動自動化系統將這種關鍵性的隱患列入到考慮范圍，將故障設備設置到不使用狀態，所有的工藝操作都會繞開這個設備，不管是管線還是閥門，所以由故障設備導致的油品泄露的可能性為零。

3.3.5 油庫工藝操作的自動切換

油庫工藝操作的作業切換作為工藝操作一個難點也是油庫工藝操作的一個安全隱患。西固油庫的油品移動系統實現了工藝操作的自動切換，比如按照時間或者液位的自動切換功能等，從而有效的規避了這種風險。

3.3.6 現了油庫作業工藝的實時監控

西固油庫具有作業類型多，作業路徑復雜，油罐利用率高等特點，油品移動系統將油庫所有作業信息集中到一個平臺進行管理。通過油庫作業列表中的作業號、作業類型、狀態以及來源和目的地等信息，可以隨時掌握油庫的當前的所有作業內容及狀態，實現了油庫作業工藝的實時監控，有效的提高油庫的作業管理水平。

3.3.7 減少人工操作的失誤可能性

如何確保油庫工藝操作的安全，減少人工操作的失誤可能性也是一個重要方面。移動自動化系統通過對可遠程操作閥門以及處于適當位置的手動閥門設置優先權重，移動控制模塊（Movement Automation Control）的路徑選擇功能將使現場操作最小化。此功能對手動閥多的罐區尤其有用。為了使任務從相鄰的管網中隔離出來，移動控制模塊將優先使用一個已經關閉的閥門或可遠程操作的閥門作為隔離閥，這樣現場作業可以更少。有效的改變了人工干預的失誤可能性，提高了油庫工藝操作的安全級別。

3.4 “鮮活”的油庫工藝流程圖

相比較原有的油庫的流程圖，移動自動化提供一種嶄新的油庫工藝流程圖，使所有的設備變的“鮮活”。這種智能流程圖（Tank Farm Graphics，簡稱TFG）為操作員提供一個清晰的物料移動作業的圖形化界面。移動作業相關操作步驟進一步被自動順序執行程序所優化并執行，從而減輕了操作員對移動作業相關現場設備所需要的人工操作。同時，也消除了遺漏某個設備所需操作的可能性。

相比較以往的流程圖, 所有的工藝作業狀態及設備狀態都在流程圖中有完整的體現，包括所有油罐的收發油狀態，油泵運行情況，液位的上漲以及降低，她不但增加了所有設備顏色的變化，加粗的管線路徑，還將原有單個閥門、單個的泵、罐，串聯成一條完整的工藝路徑，清晰明了。另外，流程圖中不但有液位、溫度等庫存信息，而且針對油庫的收發作業情況，同時能夠監控到每個油罐的體積以及收發存作業的狀態等。

4 結語

西固油庫在經歷過管控一體化改造后，經過近一年來的運行，已充分證明了移動自動化解決方案是一個有效的、經過現場驗證的系統，該解決方案實現了油品和其它物料在復雜罐區管網上靈活、高效的移動。它節省了庫存，防范了可能導致巨大損失的事故，提高了人員的工作效率，所有這些都有助于提高倉儲企業的盈利能力。