磁致伸缩液位计在加油站罐区监测系统中的应用

磁致伸缩液位计在加油站罐区监测系统中的应用
作者：刘楠；姚冬平；李枢





       磁致伸缩技术是 20 世纪 80 年以后新兴起来的一门技术 ,磁致伸缩液位计能达到计量级仪表的精度要求。针对加油站中小型油罐实际液位监测计量的需要 ,为了满足油品计量交接和结算及库存管理的要求 ,提出了一套满足油罐自动计量与管理需求的加油站罐区监测系统方案。

1、工作原理及特性

       磁致伸缩液位计由测杆、电子仓和套在测杆上的非接触的磁环浮球组成。测杆内装有磁致伸缩线 (波导丝) ,测杆由不导磁的不锈钢管制成 ,可靠地保护波导丝。工作时 ,由电子仓内电子电路产生起始脉冲 ,此起始脉冲在波导丝中传输时 ,同时产生了沿波导丝方向前进的旋转磁场 ,当这个磁场与磁环或浮球中的永久磁场相遇时 ,产生磁致伸缩效应 ,使波导丝发生扭动 ,这一扭动被安装在电子仓内的拾能机构所感知并转换成相应的电流脉冲 ,通过电子电路计算出 2 个脉冲之间的时间差 ,即可精确测出被测的液位。

       磁致伸缩液位计属于计量级仪表 ,具有高精度 (其精度可达 0105 % F. S 或 015 mm) 、高稳定性和高可靠性等特点 ,使用寿命长 ,不需频繁标定和维护 ,适应中小型油罐安全测量安装使用。同时还可根据需要 ,在导杆长度方向安置多点温度传感器 ,测量各点实时温度 ,这对油罐计量特别有利。

2、监测系统组成及实现

        通常加油站使用 4～6 个 50 m3以下的卧式罐 ,与监控室距离在 200 m 以内。综合比较多种通信总线特点及各类传感器/变送器的通讯协议 ,加油站罐区监测系统采用MODBUS 协议 RS - 485 总线方式进行数据通讯 (以5 个罐情况为例) 。

       现场各类一次仪表对参数进行实时采集 ,通过通用 MBUS通讯协议把数字信号送到现场处理器进行处理、计算、显示和上传。现场数据处理器是放置在储罐旁的防爆安全设备 ,内嵌有罐容表 ,经过计算可在其液晶显示屏上显示罐内油品动态变化情况及安全报警状态 ,同时可驱动声光报警器发出报警信号。现场处理器与监控中心通过 RS - 485 总线相连 ,便于上位机统一进行数据管理与监测 ,以及对进出油量、库存量按班、日、月、年进行统计保存。

2.1硬件布置

       硬件主要包括 :5 台磁致伸缩液位计 (包含 3 点温度传感器5 台) 、1 台可燃气浓度传感器、1 台现场防爆数据处理器、1 台监控计算机、1 台声光报警器。

2.2 　软件设计

       根据用户提出的实际要求 ,加油站罐区监测系统操作画面的设计采用主菜单的形式 ,在每幅画面下分别有按钮进行切换 ,画面包括主菜单画面、动态流程画面、操作画面、报表画面、罐容量表、报警等 。

       软件采用 Visual Basic 程序编写 ,可组态输入罐容表、罐号、罐的报警参数等 ;显示罐内实时测量的液位、温度、压力、密度 ;自动计算并显示罐内实时的视体积、标准体积、流量和质量 ;可单独显示某个罐的各种工艺参数 ;可用直方图直观表示罐内液位状态 ;可用趋势图记录并显示罐内以往液位变化情况 ;自动计算并显示罐内可输入和可装入的体积 ;自动进行液位、温度、体积、质量的声光报警 ;自动记录所有报警信息和组态操作 ,不可删除 ;自动进行油罐的检漏。

       加油站罐区监测系统主要具有以下功能 :数据采集 ,采集现场液位计、温度传感器、可燃气浓度传感器等信号至现场数据处理器 ;现场显示 ,在罐区现场数据处理器上实时显示罐区各参数变化情况及报警状态 ;连锁控制 ,主要是实现快速切断连锁功能 ;安全报警 ,根据可燃气浓度及设定的液位高低限进行安全报警 ;数据记录 ,根据需要定时在数据库中记录参数及报警状态的变化情况 ,绘制主要参数历史趋势曲线 ;报表打印功能 ;与现有系统的数据交换功能 ,通过 OPC、VBA 的 DDE 功能实现 ;系统与局域网的连接功能 ;系统维护及用户安全管理 ;系统自诊断功能。

3 、结束语

       磁致伸缩液位计能满足加油站罐区的液位自动测量方面需求 ,是一种性价比很高的仪表 ,且计量效果好 ,其工作性能稳定可靠 ,操作安全 ,保护等级高 ,抗干扰能力强 ,值得推广应用。所研究的加油站罐区监测系统基于中小型罐区自动测量系统的实际应用 ,在用户的使用中取得了令人满意的效果 ,对石油、化工等易燃、易爆行业实现液位安全自动监测有重要的参考作用。

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