零发油自动控制系统设计报告*****班级：油气1201学院：能动学院一，研究背景当今世界,石油化工油品储运的自动化水平不仅是石化企业现代化的重要标志,更是激烈竞争的市场机制下增效创收的强有力的手段,国外自动化水平不仅不断深化生产过程自动化、辅助设施自动化和经营管理自动化,而且正向过程控制和信息管理相结合的总体自动化方向发展。

在国外，油库自动化技术的研究起步较早，技术也比较成熟，自动化程度比较高。

大型油库的发油控制系统多数采用分布式（DCS）控制系统。

我国石油储运自动化技术与国际先进水平有一定差距，石油销售企业的油库自动化水平比发达国家落后十几年。

各种计量仪表的精度较低，稳定性较差，控制系统的控制精度比较低，信息化管理水平不够健全。

我国加入WTO之后，迫切需要我国石油储运现代化水平快速与国际接轨。

油库自动化控制和管理系统曾经历了一个较长的发展时期，各种系统操作方式各异，水平也参差不齐，其中还存在着许多人工开票、开阀、手动控泵的原始发油手段。

这些系统一方面是可靠性不高，影响油库的经济效益；另一方面没有运用现代化信息技术使有关人员能够方便及时地了解现场的实时运行情况以及历史生产信息，不能为生产调度决策提供可靠的数学依据，同时也不利于提高整个企业的科学化管理水平。

二，零发油自动控制系统的基本要求2.1 发油控制和数据管理自动化，留有网络接口。

2.2 多货位控制：4～16 个（标准配置8个）。

2.3 系统精度：≤0.3％，符合国家商业贸易标准。

2.4 现场自动化仪表须防爆结构2.5 参数组态：描述和确定现场仪表参数。

如过冲量/提前关泵量/发油方式/阀门类型等。

2.6 参数预置：可方便预置日期/时间/车号/油品标号/定量/桶定量等参数。

2.7 安全保护2.7.1静电：现场静电接地电阻≥100Ω时，连锁报警并关断泵阀。

2.7.2溢出：油车有溢出时，连锁报警并关断泵阀。

2.8 输出控制2.8.1 阀控制：电液阀/电磁阀/双段式电磁阀/单枪/双枪。

2.8.2 泵控制：管道泵（管道工艺要有回流旁通管路）。

2.9 发油方式2.9.1 控制机发油：现场/控制机。

2.9.2 联机发油：开票机与控制机联机发油。

2.10 综合管理：符合全军油料统计核算细则。

2.10.1数据查询和统计。

2.10.2凭证和报表打印。

2.11 开放式系统2.11.1现场、监控机、开票机和网上指定管理机都能准确获得数据，共享资源。

2.11.2自诊断，远程诊断及维护。

2.11.3分级加密可与军内其他综合数据库系统联接，共享数据资源。

2.12 通讯2.12.1控制机与现场显示屏（处理机）≤200m，RS485，交互式数据处理。

2.12.2控制机与数据管理机≤200m，RS232，交互式数据处理。

2.12.3数据管理机与综合管理机距离不受限制，网络TCP/IP传送，交互式数据处理。

2.13 连续工作：能全天候连续工作。

2.14 工作环境：环境温度-41～+59(°C)，-20～+80(°C)相对湿度不大于85％。

三，系统目标3.1实现零发油自动化控制；3.2实现零发油计量精度符合国家标准；3.3实现多货位法有控制；3.4保障发油过程中的安全性。

四，零发油自动控制系统技术路线与设计方案零发油自动控制系统技术路线4.1 计量仪表可用容积式、电子/电磁式、质量流量计和电子称及汽车衡等。

输出信号接入控制系统，信号形式可是TTL或正弦波脉冲式，电流式4～20mA或0～10mA和通讯方式。

4.2 温度变送器实现自动发油过程中温度补偿，实现公斤/升计量。

（质量流量计的系统不用）。

输出信号接入控制系统，信号形式可是电流式4～20mA或0～10mA和通讯方式。

4.3 液位开关监测油车液位防止冒油（灌桶一般不用）。

输出信号接入控制系统，信号形式可是开关或音频量。

油车储油在规定高度时，有溢出连锁报警并自动关断泵阀。

4.4 静电接地钳监测油车是否可靠连接大地。

输出信号接入控制系统，信号形式是触点。

在油车没有可靠连接大地时，有静电连锁报警并自动关断泵阀。

4.5 控制阀门可是电液阀/电磁阀/双段式电磁阀/单枪/双枪。

由控制主机自动控制。

4.6 油泵推荐使用离心泵（齿轮泵在自动快速切断阀门时易蔽压损坏）。

由控制主机自动控制。

4.7 现场显示屏（处理器）既是方便驾驶员现场观看加油数据，更重要的是发油员现场控制发油过程的自动化装置。

与控制主机通讯连接实现控制室与现场自动控制。

零发油自动控制系统设计方案集中式由现场仪表＋控制主机（＋现场显示屏＋数据管理机）组成。

集中式各部分的特点和工作流程是：现场仪表：计量仪表、温度变送器（质量流量计时不用）、防溢出静电装置、阀、泵、鹤管等。

控制主机：全汉化系统。

采用PLC工业级计算机+PLC模块+I/O电路，软件平台用WINDOS ，完成现场控制和基础数据处理管理。

数据管理机：全汉化系统。

数据处理用商用计算机，软件平台用WINDOS ，主要完成数据交换和开票业务的管理，在有IC卡的系统中还具有制卡的功能。

是发油系统进入网络的桥梁。

数据管理机与控制主机通讯采用RS232，与网络上的综合数据库系统采用TCP/IP、IPX/SPX 协议，进行数据共享和广域联接，提供开放的分级加密的公共数据库。

现场显示屏：本安结构。

与控制主机通讯采用RS485。

可现场暂停/发油/密码操作。

现场指示发油量/车号/货位号等参数。

操作极其简单可靠。

以控制主机为核心，集中控制和管理。

发油现场可无人值守，现场操作极其简单。

最少只需开票室开票员、控制室发油员和现场管理人员三名工作人员，就能正确完成系统各项操纵。

系统各部分的信息交换、数据处理、综合管理和网络传送全部由系统自动完成。

可人为操作环节少，系统可靠性受人为影响小。

工作人员只要专人负责，简单培训即可。

五，技术简介本设计中采用基于PLC的可编程逻辑控制器，当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。

完成上述三个阶段称作一个扫描周期。

在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

一、输入采样阶段在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。

输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。

在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。

因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

二、用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。

在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

三、输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。

在此期间，CPU按照I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。

这时，才是可编程逻辑控制器的真正输出。

零发油自动控制系统的优点(1)先进性硬件配置：现场处理用PLC（防爆场合用MCS高性能单片微处理器），提高现场信号处理和控制的速度和可靠性，提高现场数据处理和存储的能力。

数据管理机用PⅣ以上的计算机，以适应计算机技术的不断快速发展。

软件平台：WINDOWS XP操作系统为核心，VB和VC支持人机界面，强大的功能软件包为管理内容的规范化、可视化和网络化提供坚实的保障。

C++、ASM和PLC梯形图混合编制过程控制程序快速准确可靠。

系统总线：数据管理机与现场的区域内控制总线RS485/232，布线简单通讯可靠。

数据管理机内置网卡，可利用社会公众网向网上指定综合管理系统加密传送。

(2)超前性在系统操纵简单、易于维护和库内管理模式简洁的基础上，利用符合时代特征的成熟技术，提升油料自动灌装系统技术水平和档次，提高系统可靠性和安全性，结构更简单，模块化更强，环境要求更低，便于安装调试。

向军内油料决算可视化和网络化延伸，成为军内综合信息管理系统的一个节点。

(3)可靠性：选用工业控制可靠性极好的PLC控制电路，提高现场处理器的可靠性；选用通用商业计算机，降低维护水平起到提高系统可靠性的目的。

(4)易维护性：PLC模块更换，计算机通用维护，无需专业维修人员。

(5)可操纵性：保持操纵简单和库内管理模式简洁的特点。

网络化管理设计定位在一般计算机操作员，不需专门培训系统操作者。

(6)可视化、网络化和网络安全性：控制主机（现场处理器）、数据管理机和网上指定管理机分级加密都能准确获得数据。

(7)性能/价格比要优。

(8)符合油库自动化规范化的要求。

六，设备型号与生产厂家。