油品在線性質分析測試系統設計

葉彥斐　金玉書　黃家輝　陳恒

【摘 要】快速、準確對原油、餾分油及成品油進行性質檢測分析，對油品調合、原油煉制意義重大。本文提出了油品在線性質分析測試系統結構框架，給出了可以涵蓋多種在線檢測業務情形的測試方法，強調了業務測試的關鍵問題。

【關鍵詞】油品性質;在線分析;測試系統

中圖分類號： TE967 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）10-0040-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.10.014

Design of On-line Quality Analysis Test System for Oil Products

YE Yan-fei1，2 JIN Yu-shu1 HUANG Jia-hui2 CHEN Heng2

（1.Nanjing Richisland Information Engineering Co.，Ltd.，Nanjing Jiangsu 210032，China;

2.College of Energy and Electrical Engineering，Hohai University，Nanjing Jiangsu 211100，China）

【Abstract】It is of great significance to the blending of oil products and the refining of crude oil to rapidly and accurately detect and analyze the properties of crude oil，distillate oil and refined oil.In this paper，the framework of the oil product online property analysis and testing system is proposed，and the testing methods which can cover many kinds of online testing business situations are given，and the key problems of business testing are emphasized.

【Key words】Properties of Oil Products;On-line Analysis;Test System

0 引言

快速、準確對原油、餾分油及成品油進行性質檢測，對油品調合、原油煉制意義重大。近紅外光譜分析技術的廣泛應用推動了油品性質檢測技術的快速發展，設計預測精度高、可靠性高、穩定性好的在線檢測系統成為可能。

基于近紅外光譜分析技術，首先提出了油品在線性質分析測試系統結構框架，然后給出了可以涵蓋常減壓裝置在線檢測、餾分油在線檢測、成品油在線檢測業務情形的測試方法，還強調了業務測試的關鍵問題。

1 系統架構

如圖1所示，油品在線性質分析測試系統由儀表層、監控層及管理層構成。

1.1 儀表層

ABB 260近紅外儀與常減壓-油品在線性質檢測服務器以以太網方式直接相連。其檢測通道連接8個樣品池，其中2個樣品池注入原油，6個樣品池注入餾分油。

油品在線檢主機，部署油品在線性質檢測軟件，同時具有原油在線檢測和餾分油在線檢測功能。分析儀接收到采譜指令后將采集的譜圖送至服務器存入指定目錄，以OPC Server方式將預測的性質發布至監控層。設置20種餾分油（含成品油及調合組分）在線檢測譜圖，10種原油在線檢測譜圖，在線檢測主機按需讀取譜圖。

餾分油在線檢測主機及原油在線檢測主機分布部署餾分油在線性質檢測軟件及原油在線性質檢測軟件，虛擬方式讀取餾分油或原油在線檢測譜圖，以Modbus從站方式將預測的性質發布至監控層常減壓DCS，以OPC Server方式將預測性質發布至裝置DCS。

1.2 監控層

常減壓DCS設計監控畫面9個，所有界面以Web方式發布至辦公網。具體畫面包括：1～2#界面展示OPC通訊方式下的2種原油在線檢測性質及對應24小時寬度的實時曲線;3～8#界面展示Modbus通訊方式下的6種餾分油在線檢測性質及對應24小時寬度的實時曲線;9#界面展示兩種通訊方式下8種油品的預測性質歷史曲線，歷史數據存儲6個月。

常減壓DCS既是OPC Client，可以以OPC方式從油品在線性質檢測主機中讀取性質數據;又是Modbus主站，以Modbus方式從餾分油在線檢測主機和原油在線檢測主機中讀取性質數據。

裝置DCS及調合DCS均作OPC Client以OPC方式從餾分油在線檢測主機及餾分油在線檢測主機中獲取性質數據，各設計監控畫面5個，并以Web方式發布至辦公網。

1.3 管理層

監控層DCS所有的性質實時數據和歷史數據以Web方式發布至辦公網。

2 業務測試

油品在線性質分析測試內容涵蓋常減壓裝置在線檢測、餾分油在線檢測、成品油在線檢測三種業務情形。

2.1 常減壓在線分析業務測試

常減壓在線檢測的儀表層為一臺ABB260近紅外儀，連接8個檢測通道至樣品池，其中兩個樣品池注入原油，其它6個樣品池注入餾分油，以還原實際應用場景。若近紅外儀不在了則可將原油和餾分油譜圖文件直接傳輸給檢測主機，使環境可繼續運行。

近紅外儀生成的譜圖文件通過以太網傳輸至油品在線性質檢測主機，經過在線預測后將得出的性質以OPC和Modbus方式發布至常減壓DCS。

若用戶指定將原油和餾分油檢測分開部署，那么性質數據可經由餾分油在線檢測主機和原油在線檢測主機同時傳輸至常減壓DCS。

2.2 裝置餾分油在線分析業務測試

餾分油在線檢測的儀表層為已有的餾分油（含成品油及調合組分）在線檢測譜圖，以虛擬通訊方式傳輸至餾分油在線檢測主機，基于譜圖預測出性質后以OPC方式發布至裝置DCS。

2.3 調合成品油在線分析業務測試

成品油在線檢測的儀表層為已有的成品油及調合組分在線分析譜圖，以虛擬通訊方式傳輸至餾分油在線檢主機，基于譜圖預測出性質后以OPC方式發布至調合DCS。

3 測試重點

3.1 采譜穩定性

采譜穩定性基于ABB 260近紅外儀、油品在線性質檢測服務器等設備。在線檢測軟件每發出一次采譜指令就應該對應產生一個譜圖文件，若指令數與譜圖文件數相等則認為穩定性為100%。

通過系統日志記錄24小時內發出的采譜指令總次數，查詢系統指定的譜圖存儲目錄內該段時間生成的譜圖文件數，兩者數量進行比對。

譜圖采集穩定性=實際生成譜圖文件數量/調用260采譜指令次數。以譜圖采穩定性≥98%為合格。

3.2 分析穩定性

在線檢測軟件每獲取到一個譜圖文件，就應進行一次預測分析，通過比對一段時間內獲取到的譜圖數量與分析次數來評估分析的穩定性，若譜圖數量與分析次數相等則認為穩定性為100%

通過查詢系統指定目錄及文件的存儲時間獲得固定時間內軟件獲取的譜圖數量，通過查詢分析歷史獲得固定時間內的分析次數。

分析穩定性=分析次數/實際生成譜圖文件數量，以分析穩定性≥99%為合格。

3.3 發布穩定性

每24小時為間隔，逐一巡檢常減壓DCS、裝置DCS，記錄發布總性質數量，記錄斷點次數，以斷點總次數/性質總數量記為通訊中斷率，以中斷率≤1%為合格指標。

4 結語

本文提出了油品在線性質分析測試系統結構框架，給出了可以涵蓋多種在線檢測業務情形的測試方法，強調了業務測試的關鍵問題。設計的測試系統可以驗證油品在線性質分析的各項功能及性能。

【參考文獻】

[1]褚小立，田松柏，許育鵬，等.近紅外光譜用于原油快速評價的研究[J].石油煉制與化工.2012，43（01）：72-77.

[2]葉彥斐，陳蓉，等.基于改進CAPSO的原油管道調合多性質優化方法[J].計算機測量與控制.2017，25（10）：154-157，227.

[3]蒲曉妮，彭娟，張遠欣.西部原油評價數據模型的建立及應用系統的開發[J].蘭州石化職業技術學院學報，2015（2）：32-35.

[4]Lin MI，Groves WA，Freivalds A，et al.Comparison of artificial neural network（ANN）and partial least squares（PLS）regression models for predicting respiratory ventilation：an exploratory study[J].European Journal ofApplied Physiology，2012，112（5）：1603-1611.