油庫(kù)自動(dòng)化計(jì)量概述

1、油庫(kù)自動(dòng)化計(jì)量油庫(kù)自動(dòng)化計(jì)量 第一章第一章 儲(chǔ)罐計(jì)量?jī)x表儲(chǔ)罐計(jì)量?jī)x表 第二章第二章 Enraf伺服液位計(jì)伺服液位計(jì) 第三章第三章 儲(chǔ)罐自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)儲(chǔ)罐自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng) 主講主講: *第一章第一章 儲(chǔ)罐計(jì)量?jī)x表儲(chǔ)罐計(jì)量?jī)x表 第一節(jié)第一節(jié) 人工計(jì)量人工計(jì)量 第二節(jié)第二節(jié) 液位儀的分類液位儀的分類 第三節(jié)第三節(jié) 鋼帶浮子液位計(jì)鋼帶浮子液位計(jì) 第四節(jié)第四節(jié) 磁致伸縮液位計(jì)磁致伸縮液位計(jì) 第五節(jié)第五節(jié) 雷達(dá)液位計(jì)雷達(dá)液位計(jì) 第六節(jié)第六節(jié) 伺服液位計(jì)伺服液位計(jì) 第七節(jié)第七節(jié) 其他液位計(jì)其他液位計(jì) 靜壓式液位計(jì)、電容式液位計(jì)、超聲波液位計(jì) 1.1人工計(jì)量檢尺人工計(jì)量檢尺利用浸入式刻度鋼卷尺測(cè)量液位，取樣測(cè)量油溫

2、和密度，通過(guò)計(jì)算得到儲(chǔ)液體積和重量。這是至今仍廣泛使用的儲(chǔ)罐計(jì)量方法，它可以用作現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)其它測(cè)量?jī)x表的參考手段。人工液位測(cè)量的精確度一般認(rèn)為是使用的刻度鋼尺精度加上2mm的人為誤差。 第一節(jié)第一節(jié) 人工計(jì)量人工計(jì)量 1.2油罐自動(dòng)計(jì)量的目的油罐自動(dòng)計(jì)量的目的 儲(chǔ)罐計(jì)量指對(duì)大型儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量，從而獲得儲(chǔ)罐庫(kù)存量。通過(guò)儲(chǔ)罐計(jì)量得到庫(kù)存量是一個(gè)企業(yè)掌握庫(kù)存資料以便指導(dǎo)生產(chǎn)和銷售的重要管理項(xiàng)目，因此，對(duì)庫(kù)存量的測(cè)量精度和重現(xiàn)性要求較高，必須要有可靠而穩(wěn)定的儲(chǔ)罐計(jì)量測(cè)量系 統(tǒng)。 第二節(jié)第二節(jié) 液位儀的分類液位儀的分類 根據(jù)油罐液位測(cè)量原理，可分為兩大類: 第一類為直接測(cè)量高度法 直接測(cè)量高度法主

3、要是依靠下述方法或儀表來(lái)完成油罐液位測(cè) 量，如人工檢測(cè)尺測(cè)量、浮子鋼帶測(cè)量、伺服式液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、超聲波液位計(jì)、電容式液位計(jì)、磁致伸縮液位計(jì)等。 第二類為壓強(qiáng)法。 基于壓強(qiáng)法測(cè)量原理的測(cè)量系統(tǒng)主要有靜壓式測(cè)量液位系統(tǒng)、稱重儀等。 第三節(jié)第三節(jié) 鋼帶浮子液位計(jì)鋼帶浮子液位計(jì) 浮子式鋼帶液面計(jì)浮子式鋼帶液面計(jì) 測(cè)量原理測(cè)量原理:浮子受浮力浮在介質(zhì)表面，通過(guò)變速齒輪到有浮子受浮力浮在介質(zhì)表面，通過(guò)變速齒輪到有刻度的鋼帶上讀出液位值，液位上升或下降破了力平衡后，刻度的鋼帶上讀出液位值，液位上升或下降破了力平衡后，浮子也跟隨上升下降，帶動(dòng)鋼帶運(yùn)行。理論精度在浮子也跟隨上升下降，帶動(dòng)鋼帶運(yùn)行。理論精度

4、在2-3mm左右左右. 這種儀表的優(yōu)點(diǎn)是比較直觀，價(jià)格較便宜。缺點(diǎn)是傳這種儀表的優(yōu)點(diǎn)是比較直觀，價(jià)格較便宜。缺點(diǎn)是傳動(dòng)部件多，容易發(fā)生故障，尤其是對(duì)安裝要求比較高。動(dòng)部件多，容易發(fā)生故障，尤其是對(duì)安裝要求比較高。 在在 投資有限的項(xiàng)目中，中小型罐仍可考慮選用該表。投資有限的項(xiàng)目中，中小型罐仍可考慮選用該表。但但16m以上的罐不適合選用該種儀表，因?yàn)楣拊礁?，以上的罐不適合選用該種儀表，因?yàn)楣拊礁撸惭b的平行度、垂直度以及盤(pán)簧的質(zhì)量要求越高；外安裝的平行度、垂直度以及盤(pán)簧的質(zhì)量要求越高；外浮頂罐浮頂罐 也不適合，因?yàn)橐挥酗L(fēng)吹，指針上下擺動(dòng)，也不適合，因?yàn)橐挥酗L(fēng)吹，指針上下擺動(dòng)，不穩(wěn)定，并容易損壞衡

5、力盤(pán)簧。不穩(wěn)定，并容易損壞衡力盤(pán)簧。浮子式鋼帶液位計(jì)原理圖第四節(jié)第四節(jié) 磁致伸縮液位計(jì)磁致伸縮液位計(jì) 磁致伸縮液位計(jì) 測(cè)量原理是探棒上端電子部件產(chǎn) 生低壓電流脈沖，開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生磁場(chǎng)沿磁致伸縮線向下傳播，浮子隨著液位變化沿測(cè)量竿上下移動(dòng)，浮子內(nèi)有磁鐵，也產(chǎn)生磁場(chǎng)，兩個(gè)磁場(chǎng)相遇，磁致伸縮線扭曲形成扭應(yīng)力波脈沖，脈沖速度已知，測(cè)出“詢問(wèn)脈沖”和“返回脈沖”的周期計(jì)算脈沖傳播時(shí)間即對(duì)應(yīng)液位精確變化。 該液位計(jì)可動(dòng)部分只有浮子，故維護(hù)工作量小、安裝比較簡(jiǎn) 單、精度也比較高，另一個(gè)特點(diǎn)是可同時(shí)測(cè)溫，但它不適合重質(zhì)油品的檢測(cè)。 第五節(jié)第五節(jié) 雷達(dá)液位計(jì)雷達(dá)液位計(jì) 雷達(dá)液位計(jì) 測(cè)量原理:利用雷達(dá)電磁波測(cè)量液

6、位,采用發(fā)射-反射-接收的工作模式,電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與液面的距離成正比,可以計(jì)算出介質(zhì)的液位。 如德國(guó)Endress+Hauser公司的FMR型液位計(jì)。由于液位計(jì)不接觸介質(zhì)，又無(wú)可動(dòng)部件，故障率低，而且精度也很高。雷達(dá)液位計(jì)原理圖雷達(dá)液位計(jì)安裝圖第六節(jié)第六節(jié) 伺服液位計(jì)伺服液位計(jì) 伺服液位計(jì) 測(cè)量原理:基本原理同鋼帶式液位計(jì)，但具有精確的力傳感器以及伺服系統(tǒng)，形成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過(guò)考慮鋼帶自身重力，精確地調(diào)節(jié)浮子高度以達(dá)到平衡浮力和重力，得到精確的當(dāng)前液面到罐頂高度，以得到液位值。 伺服式液位計(jì)是最近比較成功的新型液位計(jì)，主要應(yīng)用在輕油品的高精度測(cè)量中。這種液位計(jì)功能強(qiáng)，可測(cè)液位、界位

7、、介質(zhì)比重等，精度高(0.9mm)，故障率比較低，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)比較方便，受到操作和維護(hù)人員的歡迎，但價(jià)格比較昂貴。伺服液位計(jì)原理圖 伺服液位計(jì)是性能很好的儀表，但目前由于價(jià)格偏高，在國(guó)內(nèi)大面積推廣還有一定困難，但隨著技術(shù)的發(fā)展，這些儀表性能價(jià)格比的不斷改善，使用會(huì)越來(lái)越廣泛地被采用。 應(yīng)用比較廣泛的有:荷蘭ENRAF公司、德國(guó)E+H公司的產(chǎn)品第七節(jié)第七節(jié) 液位計(jì)的特點(diǎn)液位計(jì)的特點(diǎn) 7.1 靜壓式液位計(jì)靜壓式液位計(jì) 測(cè)量原理:靜壓式液位計(jì)比較特殊，其利用均勻液體的壓強(qiáng)與高度成正比的關(guān)系通過(guò)測(cè)量液體底部的壓力來(lái)折算液位高度。壓強(qiáng)Pgh 由于其受介質(zhì)密度和溫度影響很大，所以常常精度比較差，而為消除這

8、些影響，需要很多其他測(cè)試儀表，由于變送器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,靜壓式測(cè)量液位近年來(lái) 又取得了新的進(jìn)展, 搭建一套完善的靜壓測(cè)量系統(tǒng),精度和可靠性都有很大提高。 最簡(jiǎn)單的HTG（Hydrostatic Tank Gaugings）系統(tǒng)只有一個(gè)變送器，將測(cè)得的壓強(qiáng)乘以儲(chǔ)罐的面積就可以得到液體的重量。這種測(cè)量方式因?yàn)榭蓜?dòng)部件少，維護(hù)工作量小而且方便，設(shè)計(jì)人員在 一些重質(zhì)油罐上，用單法蘭差壓變送器，對(duì)于一些較小的煉廠或油庫(kù)要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳監(jiān)控也采用了這種測(cè)量方式。第七節(jié)第七節(jié) 液位計(jì)的特點(diǎn)液位計(jì)的特點(diǎn)第七節(jié)第七節(jié) 液位計(jì)的特點(diǎn)液位計(jì)的特點(diǎn)第七節(jié)第七節(jié) 液位計(jì)的特點(diǎn)液位計(jì)的特點(diǎn) 7.2電容式液位計(jì)、超聲波液位計(jì)

9、，也都各有特點(diǎn)，因現(xiàn)場(chǎng)使用數(shù)量較少在此不做比較和分析。 液位計(jì)的重要作用液位計(jì)的重要作用 7.3從應(yīng)用角度來(lái)說(shuō)，對(duì)儲(chǔ)罐計(jì)量測(cè)量?jī)x表系統(tǒng)的要求應(yīng)是：精度高（重量、液位）、高重現(xiàn)性、絕對(duì)安全、易操作、易維護(hù)、高可靠性、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳與接口標(biāo)準(zhǔn)化等。 通過(guò)對(duì)液位計(jì)的合理選用，為儲(chǔ)罐自動(dòng)化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了可靠的依據(jù)，使油品計(jì)量精度大大提高，加強(qiáng)收發(fā)存作業(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)量監(jiān)控，為降本增效提供了可靠的依據(jù)；同時(shí)也減輕了計(jì)量員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，為計(jì)量?jī)?yōu)化奠定了基礎(chǔ)。 第二章第二章 E+H伺服液位計(jì)伺服液位計(jì) ProservoNMS53x系列伺服液位計(jì)是一種智能化的儲(chǔ)罐儀表，用于儲(chǔ)罐和過(guò)程工況下的高精度液位測(cè)量

10、。滿足儲(chǔ)罐存量管理、損失控制、總成本節(jié)省和安全操作等方面的精確需求。罐頂安裝的智能化ProservoNMS53x系列伺服液位計(jì)是單任務(wù)或多任務(wù)儲(chǔ)罐測(cè)量的理想選擇，轉(zhuǎn)換多個(gè)數(shù)據(jù)具有廣泛的測(cè)量功能。E+H伺服液位計(jì)伺服液位計(jì)特性液位側(cè)量精度士液位側(cè)量精度士0.7mm0.7mm測(cè)量?jī)蓚€(gè)分層界面的液位和三層液體的密度測(cè)量?jī)蓚€(gè)分層界面的液位和三層液體的密度測(cè)量整個(gè)儲(chǔ)罐的密度梯度和上層液體的密度梯度測(cè)量整個(gè)儲(chǔ)罐的密度梯度和上層液體的密度梯度采用最新的技術(shù)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊采用最新的技術(shù)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊與介質(zhì)相通的腔室與電子腔室完全隔離與介質(zhì)相通的腔室與電子腔室完全隔離3”3”法蘭罐頂

11、安裝，僅重法蘭罐頂安裝，僅重12kg12kg鋁外殼）鋁外殼）具有多種信號(hào)輸出方式，包括具有多種信號(hào)輸出方式，包括V1,RS485 ,WM550V1,RS485 ,WM550、M/SM/S、Enraf BPMEnraf BPM和和HARTHART協(xié)議協(xié)議根據(jù)不同應(yīng)用工況，可選擇不同外殼材質(zhì)和耐壓等級(jí)根據(jù)不同應(yīng)用工況，可選擇不同外殼材質(zhì)和耐壓等級(jí)適用于常壓和適用于常壓和25bar25bar的高壓應(yīng)用的高壓應(yīng)用儀表維護(hù)可預(yù)側(cè)儀表維護(hù)可預(yù)側(cè)可直接連接單點(diǎn)或平均溫度計(jì)可直接連接單點(diǎn)或平均溫度計(jì)參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單，采用參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單，采用E E十十H H矩陣界面矩陣界面外殼防護(hù)外殼防護(hù)IP67IP67英文、日文和

12、中文顯示英文、日文和中文顯示E+H伺服液位計(jì)伺服液位計(jì)測(cè)量原理 工作原理 ：浮力平衡原理空高UllageLevel液位LevelDisplacerWire drum罐高Tank heightUllageLevel液位液位=罐高罐高-空高（空高（鋼絲長(zhǎng)度）鋼絲長(zhǎng)度） E+H伺服液位計(jì)伺服液位計(jì)測(cè)量原理 工作原理 ：基于浮力平衡原理 由微伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)體積較小的浮子，使其精確地側(cè)出液體液位。測(cè)量浮子通過(guò)測(cè)量鋼絲被懸佳在儀表外殼內(nèi)，而測(cè)量鋼絲纏繞在精密加工過(guò)的輪鼓上。 由磁偶力矩驅(qū)動(dòng)輪鼓，輪鼓與電氣部分被儀表外殼完全隔離。外磁鐵被固定在輪鼓內(nèi)，并與固定在驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的內(nèi)磁鐵據(jù)合在一起口當(dāng)內(nèi)磁鐵旋轉(zhuǎn)，通過(guò)

13、磁偶力矩的作用，引起外磁鐵旋轉(zhuǎn)，從而使輪鼓整體轉(zhuǎn)動(dòng)。 浮子作用于細(xì)鋼絲上的重力在外磁鐵上產(chǎn)生力矩，從而引起磁通量的變化口輪鼓組件間的磁通量變化通過(guò)內(nèi)磁鐵上的電磁傳感器進(jìn)行檢側(cè)。E+H伺服液位計(jì)伺服液位計(jì)測(cè)量原理 驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪鼓，使得磁通量變化引起的電壓與操作命令給出的參考電壓相等。 當(dāng)浮子下降并接觸液面時(shí)，由于受浮力的作用，浮子的重量減小，其結(jié)果是磁偶力矩被改變，改變量由五對(duì)帶有溫度補(bǔ)償?shù)幕魻枡z側(cè)元件(美國(guó)專利)檢側(cè)出該信號(hào)浮子位置被送入電機(jī)控制電路。 當(dāng)液位上升或下降，浮子的位置通過(guò)電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)側(cè)量輪鼓的旋轉(zhuǎn)可精確地計(jì)算出液位值，其精度可達(dá)士0.3mm。 定義：定義： 平衡體積：浮子

14、體積的一半。 平衡浮力：只有平衡體積浸入液體中時(shí)所受的浮力。 平衡重量：浮子受到平衡浮力時(shí)對(duì)鋼絲的拉力。 拉力=浮子重量-浮力 平衡重量=浮子重量-平衡體積*密度E+HE+H伺服液位計(jì)伺服液位計(jì)測(cè)量原理 穿線管與防爆軟管之穿線管與防爆軟管之間必須正確使用間必須正確使用Y Y型密型密封接頭封接頭 各儀表外殼必須就地各儀表外殼必須就地接地接地 不用的電纜入線口必不用的電纜入線口必須用金屬悶頭密封須用金屬悶頭密封 檢查與測(cè)試接線檢查與測(cè)試接線第三章第三章 儲(chǔ)罐自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)儲(chǔ)罐自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng) 第一節(jié)第一節(jié) 液位計(jì)量法（簡(jiǎn)稱：液位計(jì)量法（簡(jiǎn)稱：ATG法）法） 第二節(jié)第二節(jié) 靜壓法（簡(jiǎn)稱：靜壓法（簡(jiǎn)稱：HT

15、G法）法） 第三節(jié)第三節(jié) 混合法（簡(jiǎn)稱：混合法（簡(jiǎn)稱：HTMS系統(tǒng)）系統(tǒng)） 第四節(jié)第四節(jié) 儲(chǔ)罐計(jì)量管理系統(tǒng)功能儲(chǔ)罐計(jì)量管理系統(tǒng)功能第一節(jié)第一節(jié) 液位計(jì)量法（液位計(jì)量法（ATG法）法） 儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)自動(dòng)采集以計(jì)算機(jī)為核心，集中數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控。包括液位、密度、溫度檢測(cè)，由系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)算得到相應(yīng)的油水總體積、水體積，可對(duì)油罐內(nèi)分層進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)視密度、視溫度，并按照GB/T 1885-1998自動(dòng)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)密度。 ATG法由ALG（自動(dòng)液位計(jì)）及ATT（自動(dòng)油罐溫度計(jì)）組成，ATG法能夠準(zhǔn)確地得到貿(mào)易交接的標(biāo)準(zhǔn)體積，因此被廣泛地應(yīng)用于儲(chǔ)罐體積交接的庫(kù)區(qū)。 ATG法系統(tǒng)特點(diǎn)：基本測(cè)量參數(shù)是液位、溫度。 ATG法

16、法 油庫(kù)儲(chǔ)罐自動(dòng)計(jì)量管理系統(tǒng)能滿足庫(kù)區(qū)管理的多種需求。庫(kù)區(qū)實(shí)時(shí)計(jì)量與管理系統(tǒng)還能夠與互聯(lián)網(wǎng)相連，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控、管理以及遠(yuǎn)程在線診斷。 油庫(kù)儲(chǔ)罐實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與自動(dòng)計(jì)量管理系統(tǒng)測(cè)量精度高、性能穩(wěn)定、管理軟件功能齊全，是庫(kù)區(qū)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化智能檢測(cè)、管理的首選系統(tǒng)。 第二節(jié)第二節(jié) 靜壓法（靜壓法（HTG法）法） HTG法的系統(tǒng)原理：通過(guò)壓力或差壓變送器測(cè)量油品介質(zhì)作用在儲(chǔ)罐底部的靜壓，來(lái)測(cè)量?jī)?chǔ)罐內(nèi)油品介質(zhì)質(zhì)量、油品體積、液位、平均密度和通過(guò)溫度變送器測(cè)量油品的溫度等計(jì)量參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量。 HTG法系統(tǒng)特點(diǎn)：基本測(cè)量參數(shù)是質(zhì)量。 HTG法系統(tǒng)壓力或差壓變送器信號(hào)的輸出采用HART現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，數(shù)字信號(hào)傳輸通過(guò)RS

17、485進(jìn)行MODBUS通訊。一般情況下，HTG法最好選用兩只壓力或差壓變送器和一只數(shù)字油溫變送器、罐前處理器及轉(zhuǎn)換器組成。 第三節(jié)第三節(jié) 混合法（混合法（HTMS系統(tǒng)）系統(tǒng)） 混合法（HTMS系統(tǒng)）同時(shí)采用高性能液位計(jì)(如伺服液位計(jì))和高精度智能差壓變送器，兼有ATG與HTG兩種系統(tǒng)的全部功能。適合罐區(qū)生產(chǎn)管理及質(zhì)量貿(mào)易交接的特點(diǎn)，是目前最先進(jìn)、最精確的計(jì)量方法，是油品計(jì)量系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的方向。 可分為雷達(dá)液位計(jì)混合法、伺服式液位計(jì)混合法、磁致伸縮式液位計(jì)混合法，具有代表性的有ROSEMOUNT、ENRAF 、MTS的HTMS系統(tǒng)。HTMS法法三種計(jì)量方法的精度比較三種計(jì)量方法的精度比較測(cè)量方法

18、測(cè)量方法油品液位油品液位水位水位體積體積質(zhì)量質(zhì)量液位計(jì)法液位計(jì)法(ATG)(ATG)很好很好很好很好很好很好一般一般靜壓法靜壓法(HTG)(HTG)較好較好不能測(cè)不能測(cè)量量較好較好準(zhǔn)確準(zhǔn)確混合法混合法(HTMS)(HTMS)很好很好很好很好很好很好非常準(zhǔn)確非常準(zhǔn)確第四節(jié)第四節(jié) 儲(chǔ)罐計(jì)量管理系統(tǒng)儲(chǔ)罐計(jì)量管理系統(tǒng) 4.1儲(chǔ)罐計(jì)量管理系統(tǒng)功能是實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)罐儲(chǔ)罐計(jì)量管理系統(tǒng)功能是實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)罐液位，儲(chǔ)罐計(jì)量數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)處理、液位，儲(chǔ)罐計(jì)量數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)處理、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、庫(kù)存管理，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)報(bào)表統(tǒng)計(jì)、庫(kù)存管理，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與計(jì)量帳務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的共享。與計(jì)量帳務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的共享。 4.2儲(chǔ)罐計(jì)量?jī)?chǔ)罐計(jì)量監(jiān)控管理系統(tǒng)功能管理系