PLC在原油计量和标定装置中的应用

　　1　概　述

　　流量计量是石油化工行业重要的工艺参数,计量的准确与否将直接影响到企业的经济效益。东营原油计量间担负着胜利油田部分原油外输的计量任务,它由6台DN300腰轮流量计与一套标准体积管组成,工艺流程如图1—1。流量计用来对原油进行实时计量,标准体积管则用来完成对流量计的在线标定。计量和控制系统选用GE公司的Series 90-30可编程序控制器,上位机选用工控机,实现数据采集与实时监控。

　　2　控制系统组成

　　系统配置如图2—1所示。

　　(1)模拟量输入模块IC693ALG221。该模块为4通道双端输入模板,转换精度为0·1%,通过该模块采集流量计前后及体积管进出口的温度和压力参数,经单位换算,运算处理后作为体积修正系数,对计量和标定结果进行实时修正。

　　(2)开关量输入模块IC693MDL630和开关量输出模块IC693MDL930。通过开关量输入模块检测位置开关的状态,经过PLC逻辑运算后,由开关量输出模块控制电磁阀动作,完成标定的控制逻辑。

　　(3)高速计数模块IC693APU300。该模块计数频率范围为20Hz~80kHz,用于累计流量计脉冲数,经过量化处理可准确计算出每台流量计的瞬时流量和累计流量。

　　(4)通讯网卡IC693CMM321,该网卡提供TCP/IP通讯协议,实现上位机与PLC间的数据传输与通讯。

　　3　工艺过程

　　本装置所选体积管为双向体积管,每个标定过程包括正向标定和反向标定两个阶段。具体操作步骤如下:从上位机上选定所要标定的流量计,确认后,点击开始标定按钮,标定子程序开始运行,由PLC输出控制四通换向阀处于正向位置,原油由体积管A端流向B端,当标定球到达检测开关K1时,PLC的高速计数模块开始记录发讯器脉冲数,当标定球到达检测开关K2时,计数模块停止计数,保存计数值,正向标定完成。延时5秒钟后,由PLC控制四通换向阀换向,原油流向变为由B端流向A端,进行反向标定。当标定球到达检测开关K2时,计数模块开始计数,标定球到达检测开关K1时,计数模块停止计数,整个标定过程完成。标定过程中监控程序将自动记录标定球到达检测开关K1和K2时体积管进出口温度、压力及流量计出口温度、压力值。每次标定完成后,自动计算出流量计系数和流量计的基本误差并将计算结果保存。

　　4　结果处理

　　(1)流量计系数计算公式

　　其中:

　　Cpsp———标准体积管基准管壳壁的压力修正系数;

　　Ctsp———标准体积管基准管壳壁的温度修正系数;

　　Cplp———标准体积管基准管段中检定液体的压力修正系数;