當前位置：全球供應網(wǎng) > 技術中心 > 所有分類
| 原油交接動態(tài)稱重配料系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) | 2020-02-28 |
| 0引言 油氣計量分為油、氣井產(chǎn)量計量和外輸流量計量兩種，其中外輸計量是對石油和天然氣輸送流量的測定，它是輸出方和接收方進行油氣交接經(jīng)營管理的基本依據(jù)。本文介紹的就是原油的外輸稱重配料系統(tǒng)。 在沒有應用原油交接動態(tài)稱重配料系統(tǒng)之前，原油交接計量工作是通過查原油體積溫度修正表、原油體積壓力修正表、標準密度表和標準密度轉(zhuǎn)換為15度密度表等多種原油計量表格來進行人工計量。因此，每次原油交接時都在做一些重復的查表工作，工作效率很低而且容易出錯。 隨著計算機技術、工業(yè)控制技術的迅猛發(fā)展，稱重配料系統(tǒng)方式向自動化、智能化、遠程化方向拓展，采用原油交接動態(tài)稱重配料系統(tǒng)可以降低員工勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率，并且提高了計算精度。 1計量配料系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 原油交接動態(tài)計量稱重配料系統(tǒng)主要完成原油長輸管道的連續(xù)計量，屬于長時間（超過24小時）的連續(xù)性計量，每8小時計算一次輸油量。此系統(tǒng)由流量計、壓力變送器、溫度變送器、取樣器、下位機RTU控制器、上位機數(shù)據(jù)監(jiān)測和計量軟件系統(tǒng)組成。 RTU通過計算機串口與原油交接稱重配料系統(tǒng)的上位機通訊，它向上位機傳輸采集到的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，同時接收從上位機發(fā)送的計量和取樣等命令，實現(xiàn)自動取樣和計量。 2配料系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 下位機控制器采用CASGOOD公司的E16RTU，配料系統(tǒng)負責數(shù)據(jù)采集和對取樣器的控制，上位機數(shù)據(jù)監(jiān)測和稱重配料系統(tǒng)主要是在組態(tài)王軟件上進行二次開發(fā)而成的，其中，計量的計算模塊單獨由Visua開發(fā)，自動配料系統(tǒng)和組態(tài)王軟件采用DDE方式通訊。 3組態(tài)王與I/O設備的通訊 3.1組態(tài)王與計算模塊程序的通訊 組態(tài)王與計算模塊采用DDE（DynamicDataExchange）技術進行通訊。計算模塊采用VB實現(xiàn)，設計一個用話題名VBDome為其窗體名的一個窗體，并且其LinkMode屬性設置為“1-Source”,LinkTopic屬性設置為VBDome。 組態(tài)王把計算模塊看成是一個標準的I/O設備，其方法是首先在組態(tài)軟件中添加一個DDE設備，定義該設備的連接對象名為VBDDE，然后其服務程序名VBDDE和話題名VBDome。其數(shù)據(jù)交換方式是標準的Windows項目交換。通過組態(tài)王的數(shù)據(jù)詞典來連接該DDE設備，其項目名是計量服務程序VBDome窗體中對應的數(shù)據(jù)顯示控件名。這樣組態(tài)王中的I/O變量就和計量服務程序的數(shù)據(jù)顯示控件同步。計算模塊可以接收組態(tài)王的命令碼也可以將計算結(jié)果傳給組態(tài)王。3.2組態(tài)王與控制器的通訊 組態(tài)王和下位機控制器采用RS232串口進行通訊，其方法是首先在組態(tài)軟件中添加一個以Modbus(RTU)為通訊協(xié)議的串口設備，首先給安裝的設備的邏輯名稱echo，選擇與設備所連接的串口com1,設備地址為1，最后再設定串口通訊的波特率。 組態(tài)王數(shù)據(jù)詞典的I/O變量通過設置控制器寄存器相應的地址來連接該串口設備，這樣組態(tài)王就和控制器建立了會話。4.系統(tǒng)計算模塊實現(xiàn) 首先，系統(tǒng)需要獲取相關的參數(shù),如流量計累積體積、流量計出口溫度、流量計出口壓力、視密度(化驗密度)、視溫度(樣品溫度)、含水率和飽和蒸氣壓。然后，根據(jù)國家標準《原油動態(tài)稱重計量配料系統(tǒng)油量計算》（GB/T9109.5-1988）計算出計量時間段內(nèi)的凈輸油量。 具體的計算過程如下： ⑴記錄計量時間內(nèi)流量計的開始讀數(shù)和結(jié)束讀數(shù)，計算出累計體積值Vi； ⑵每隔兩個小時記錄一次流量計出口溫度和流量計出口壓力，最后求出流量計平均工作溫度t和平均工作壓力P； ⑶每隔兩小時取樣一次，四小時摻和成一份組合試樣，測出視密度ρt和含水率W的平均值； ⑷根據(jù)視溫度VT和視密度,采用線性變換法查原油標準密度表,求出標準密度ρ20； ⑸根據(jù)標準密度采用線性變換法從15度密度表中查15度密度ρ15； ⑹根據(jù)視溫度、15度密度計算油品壓縮系數(shù)F； F=ex*10-6 其中x=-1.62080+(21.592*t+0.5*n)*10-5+(87096.0/ρ152+0.5*n)*10-5 +(420.92*t/ρ152+0.5*n)*10-5,當t>0時,n=1.0,t≤0時,n=-1.0; ⑺根據(jù)流量計平均工作壓力P、油品飽和蒸汽壓VF和油品壓縮系數(shù)計算出油品體積壓力修正系數(shù),具體的計算公式為Cpi=1/[1-(P–VF)*F]; ⑻根據(jù)視溫度和標準密度，采用線性變換法從Cti表中查出油品體積溫度修正系數(shù)； ⑼根據(jù)輸油量計算公式計算出實交凈油量、實交水量和實交含水油量。 其輸油量計算公式是：mn=Vi*（ρ20-0.0011）*MF*Cpi*Cti*（1-W） 式中：Vi------流量計累計體積值 ρ20------原油的標準密度 MF------流量計系數(shù)，設MF=1 Cpi------原油體積壓力修正系數(shù) Cti------原油體積溫度修正系數(shù) W------原油試樣的含水率 5原油交接計量稱量配料系統(tǒng)方式 自動配料系統(tǒng)分為兩種種計量方式：油罐計量和管道計量。其中油罐計量和管道計量都是以流量計為基礎的動態(tài)計量，它們的區(qū)別在于管道計量在進行計量時需要選擇計量開始和結(jié)束時間，其余的操作步驟和油罐計量相同。 5.1取樣器設定 進入取樣器設定畫面，設置取樣時間和取樣方式。取樣時間是用戶估計的本次取樣所需的時間。 取樣方式有兩種：按時間比例取樣和按流量比例取樣。時間比例參數(shù)是每小時多少樣。流量比例取樣參數(shù)是多少升采一樣。用戶可根據(jù)交接雙方協(xié)商選擇。用戶設定好參數(shù)后，單擊“開始取樣”按鈕開始取樣。到取樣時間后，系統(tǒng)會給出提示，這時單擊“停止取樣”按鈕結(jié)束取樣。 5.2油罐計量方式 當選擇油罐計量方式，系統(tǒng)顯示了兩臺流量計的出口溫度、出口壓力、過濾器差壓和瞬時流量等現(xiàn)場信號，并顯示本次輸油的差值流量和總累計。 ⑴在交接計量前，先單擊每臺流量計下方的“開始”按鈕，則差值流量從0開始累計本次的輸油量，同時按鈕變?yōu)?ldquo;結(jié)束”。 ⑵本次輸油結(jié)束后，單擊“流量計”畫面的“結(jié)束”按鈕。進入“油品化驗”畫面，輸入油樣化驗的含水率、視溫度、視密度后，系統(tǒng)會計算出標準密度。 ⑶交接雙方登陸后，進入動態(tài)計量畫面。 ⑷選擇流量計，系統(tǒng)自動得出本次輸油的流量計出口溫度、壓力的平均值和流量計的開始、結(jié)束讀數(shù)，并顯示化驗后求出的標準密度和含水率，如果雙方需要修改參數(shù)，單擊“參數(shù)修改”按鈕修改。 ⑸用戶輸入飽和蒸氣壓后，單擊“計算”按鈕后，系統(tǒng)自動求出本次輸油的輸油量和計算中用到的中間參數(shù)。 ⑹單擊“生成本次交接計量憑單”按鈕，生成本次交油的憑證。 6報表和配料系統(tǒng)報警 系統(tǒng)為用戶生成包括日報表和動態(tài)交接計量憑單的兩個報表，其中日報表主要記錄每個小時的現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，動態(tài)交接計量憑單記錄了計量過程中的相關數(shù)據(jù)。同時，這兩個報表可分別打印。 另外，為了讓操作員可實時了解配料系統(tǒng)的運行狀況，確保自動配料系統(tǒng)穩(wěn)定的運行，系統(tǒng)還顯示有當前的報警信息。 7配料系統(tǒng)安全性 在交接雙方?jīng)]有登錄交接系統(tǒng)前，操作員只能進入“流量計”、“報警”兩個畫面，其余畫面都被鎖定。只有在交接雙方登錄成功后，才能激活其它畫面。這樣，防止了用戶在計量前的誤操作。同時，交接雙方也可以修改各自密碼，保證了自動配料系統(tǒng)的安全性。 另外，把稱重配料系統(tǒng)的計量模塊設計成DDE的服務端。當系統(tǒng)啟動時，自動啟動計量服務，并把計量圖標自動放到任務欄中；當系統(tǒng)退出后，其計量服務也隨之停止。這樣，后臺計量服務對用戶是透明的，對自動配料系統(tǒng)的安全性和可靠性都有了很大的提高。8系統(tǒng)效果評價 該自動稱重配料系統(tǒng)在原油動態(tài)交接計量過程中取得了顯著的效果，大大提高了工作效率。與傳統(tǒng)的人工計量相比,不僅縮短了工作量,而且計量結(jié)果的準確性、可靠性均得到改善。 但是，該稱重配料系統(tǒng)也存在一些不足的地方。比如，稱量配料系統(tǒng)需要人工輸入視密度、視溫度和含水率等化驗數(shù)據(jù)。如果配料系統(tǒng)設計為自動油品化驗，那么，將在很大程度上降低員工的勞動強度。另外，把本地Access數(shù)據(jù)庫改為Oracle數(shù)據(jù)庫，這樣，采集數(shù)據(jù)和計量數(shù)據(jù)將可以在企業(yè)的Web發(fā)布系統(tǒng)上查詢，便于數(shù)據(jù)共享。 | |
全球供應網(wǎng)APP
全球供應網(wǎng)移動端
關于我們 企業(yè)建站 本站服務 會員服務 旗下網(wǎng)站 友情鏈接 興旺通 意見反饋
銷售熱線：0571-87209775 客服熱線：0571-81020280 采購熱線：0571-87759925
服務咨詢
網(wǎng)站客服媒體合作采購咨詢投訴熱線
