長輸成品油管道密度自動報警功能在SCADA系統(tǒng)中的實現(xiàn)

汪濤，鄭家宜，李育特

(中國石化銷售有限公司 華南分公司，廣東 廣州 511400)

某油品銷售公司已建成橫跨廣東、廣西、云南、貴州、四川、重慶等省市，全長超過6×103km的成品油管道。該管道目前共需要順序輸送0號車柴、0號普柴、92號汽油和95號汽油四種油品，該管道主要以油品密度作為混油界面監(jiān)控及切割的依據(jù)，因而密度信號對油品界面的跟蹤尤為重要。目前主要通過人工監(jiān)控的方式判斷密度的變化，該方法效率低下，且存在漏判的可能，并由此可能導(dǎo)致油品質(zhì)量事故的發(fā)生。由于監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (SCADA)的底層PLC控制器具有豐富的算法和強大的計算功能，因而可以通過PLC中的程序?qū)崿F(xiàn)油品密度變化超限自動報警的功能，提高油品密度監(jiān)控的效率。

1 傳統(tǒng)的報警實現(xiàn)方式

1) 通過SCADA系統(tǒng)本身的報警功能實現(xiàn)該需求。該公司西南成品油管線采用Honeywell公司的PKS系統(tǒng)實現(xiàn)對管道的監(jiān)控，PKS系統(tǒng)底層控制器的數(shù)據(jù)采集模塊具有參數(shù)變化率報警功能，但該功能算法已經(jīng)集成好，無法為具體需求做優(yōu)化，不能很好滿足密度變化的報警需求。

2) 人工判斷。操作員通過監(jiān)控密度的實時趨勢曲線，判斷密度變化情況，由此確定混油界面是否進站。經(jīng)過實際運行發(fā)現(xiàn)，該種方式不可靠，存在漏判的可能。

2 優(yōu)化方案

2.1 需求分析

由于系統(tǒng)對密度變化的監(jiān)控必須設(shè)置1個密度參考點，有兩種實現(xiàn)方式： 密度參考點由人工手動輸入，該方式需要人工干預(yù)，可靠性不高；系統(tǒng)按一定周期自動設(shè)置密度參考點，該方式無需人工干預(yù)，徹底實現(xiàn)自動化，比較可行。通過對管線混油界面密度變化實際情況的分析，密度參考點每隔1 h，可以取整點時刻，更新一次較為合理。參考點確定后，將密度的實時值和參考值進行比較，當(dāng)其差值的絕對值大于X時，即觸發(fā)報警，X根據(jù)運行需要可以人為設(shè)定。密度變化超限報警程序流程如圖1所示。

圖1 密度變化超限報警程序流程示意

2.2 算法實現(xiàn)

假設(shè)密度ρD與時間t的函數(shù)關(guān)系為

ρD=f(t)

(1)

那么密度參考點的值為

ρC=f(t0)

(2)

式中：ρC——每個整點時刻的密度值；t0——每個小時的整點時刻。

偏差值為

Δρ=ABS(ρC-ρD)

(3)

式中： Δρ——密度偏差的絕對值，當(dāng)Δρ>X時，觸發(fā)密度變化自動報警功能。

3 程序?qū)崿F(xiàn)

根據(jù)圖1，用PLC的FBD功能模塊圖編程語言，編制了相應(yīng)的控制程序，如圖2所示。

圖2 PLC程序示意

4 結(jié)束語

通過對長輸成品油管道關(guān)鍵參數(shù)的報警功能進行分類，分析了目前報警系統(tǒng)存在的問題，并提出了有效的改進措施。但在運行中也發(fā)現(xiàn)，由于密度參考值是按照時間自動選擇的，假如某個參考值由于信號干擾等原因造成不準(zhǔn)確，可能會在一段時間內(nèi)頻繁觸發(fā)報警。針對該問題，后續(xù)對程序進行了完善，對密度參考值的選擇程序做了進一步完善，如增加報警死區(qū)等，降低了誤報率。經(jīng)過一段時間的觀察，該報警程序非常有效，大幅提高了操作員的監(jiān)控效率。

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