RU99152U1

RU99152U1 - AUTOMATED SYSTEM FOR MONITORING AND ACCOUNTING THE GAMMA OIL PRODUCT MASS AT THEIR STORAGE IN VERTICAL AND / OR HORIZONTAL RESERVOIRS ON FUEL BASES

Info

Publication number: RU99152U1
Application number: RU2010122629/28U
Authority: RU
Inventors: Юрий Евгеньевич Бартош; Сергей Николаевич Науменко; Александр Геннадьевич Годнев
Priority date: 2010-06-03
Filing date: 2010-06-03
Publication date: 2010-11-10

Abstract

Автоматизированная система контроля и учета массы нефтепродуктов «Гамма» при их хранении в вертикальных и/или горизонтальных резервуарах на топливных базах, включающая последовательно соединенные блок первичных преобразователей с датчиками: уровня нефтепродуктов, уровня подтоварной воды или льда, измерения плотности и температуры нефтепродуктов, блок преобразователей, блок коммутации, блок сопряжения, ПЭВМ, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит присоединенный к ПЭВМ блок контроля сохранности нефтепродуктов в резервуарном парке и соединенные между собой сигнализатор предельного уровня нефтепродуктов, преобразователь вторичный сигнализации уровня и блок контроля и сигнализации предельных уровней. The automated monitoring and accounting system for the mass of Gamma oil products during storage in vertical and / or horizontal tanks at fuel bases, including a series of primary converters with sensors connected to: level of oil products, level of produced water or ice, measurement of density and temperature of oil products, converter unit , switching unit, interface unit, personal computer, characterized in that the system further comprises an oil product safety control unit connected to the personal computer in reserve Arn park and interconnected oil level limit switch, the converter secondary layer signaling and power control and alarm limits.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована на топливных базах, а именно, топливных складах, нефтебазах, нефтехранилищах, осуществляющих хранение нефтепродуктов в вертикальных и/или горизонтальных резервуарах и их отпуск потребителям.The utility model relates to measuring equipment and can be used at fuel depots, namely, fuel depots, oil depots, oil storages that store oil products in vertical and / or horizontal tanks and distribute them to consumers.

Контроль и учет массы нефтепродуктов при их хранении на топливных базах осуществляют посредством автоматизированных систем контроля и учета.Control and accounting of the mass of petroleum products during their storage at the fuel bases is carried out through automated control and accounting systems.

Автоматизированная система контроля и учета массы нефтепродуктов в вертикальных и/или горизонтальных резервуарах необходима для определения наличия нефтепродукта в каждом контролируемом резервуаре на топливной базе в режиме реального времени. Система позволяет учитывать различные виды нефтепродуктов по результатам работы за сутки, декаду, месяц, квартал, год. Автоматизированная система должна использоваться совместно с системами приема нефтепродуктов на топливную базу в железнодорожных цистернах (или по трубопроводу) и с использованием топливораздаточных колонок (ТРК) или автоматизированных систем налива (АСН).An automated system for monitoring and recording the mass of oil products in vertical and / or horizontal tanks is necessary to determine the availability of oil in each monitored tank on a fuel base in real time. The system allows you to take into account various types of petroleum products according to the results of work per day, decade, month, quarter, year. An automated system should be used in conjunction with systems for receiving petroleum products to the fuel base in railway tanks (or via pipelines) and using fuel dispensers (fuel dispensers) or automated filling systems (ASN).

Особенностью работы топливных баз является их регулярное снабжение нефтепродуктами и одновременный отпуск потребителям. В связи с высокой стоимостью нефтепродуктов их запас на топливных базах ограничивают и рассчитывают в сутках.A feature of the operation of fuel bases is their regular supply of petroleum products and simultaneous sales to consumers. Due to the high cost of petroleum products, their supply at fuel bases is limited and calculated in days.

Известна автоматизированная система контроля и учета массы нефтепродуктов на топливных базах при их хранении в вертикальных и горизонтальных резервуарах «УИП-9602», включающая, последовательно соединенные блок первичных преобразователей (БПП) с датчиками: уровня нефтепродуктов (ДУн), уровня подтоварной воды или льда (ДУв), измерения плотности (ДП) и температуры (ДТ) нефтепродуктов, блок преобразователей (БПР), блок коммутации (БК), блок сопряжения (БС), ПЭВМ (см. «Система измерения массы светлых нефтепродуктов УИП-9602». Руководство по эксплуатации АТУШ. 400000.01. РЭ г.Королев 2003 г.).A well-known automated system for monitoring and accounting for the mass of oil products at fuel bases during their storage in vertical and horizontal tanks "UIP-9602", including, connected in series with a block of primary converters (BPP) with sensors: level of oil products (DUN), level of produced water or ice ( ДУв), measurements of density (ДП) and temperature (ДТ) of oil products, converter unit (BPR), switching unit (БК), interface unit (BS), personal computer (see. "UIP-9602 Light Oil Product Weight Measurement System." Guide for exploitation ATUSH. 400000.01. RE Korolev 2003).

Система УИП-9602 обеспечивает измерение светлых нефтепродуктов и подтоварной воды со следующими диапазонами:The UIP-9602 system provides the measurement of light oil products and produced water with the following ranges:

- по уровню 0,01 м ÷ 21 м;- at the level of 0.01 m ÷ 21 m;

- по плотности 600 кг/м³ ÷ 1000 кг/м³'- according to density 600 kg / m ³ ÷ 1000 kg / m ³ '

- по температуре -40°С ÷ +50°С и допускаемой абсолютной погрешности:- by temperature -40 ° С ÷ + 50 ° С and permissible absolute error:

- по уровню ±1 мм;- at the level of ± 1 mm;

- по плотности ±1,5 кг/м³;- by density ± 1.5 kg / m ³ ;

- по температуре ±0,5 (0,2)°С- temperature ± 0.5 (0.2) ° С

Предел допускаемой относительной погрешности измерения массы нефтепродукта ±0,4%.The limit of permissible relative error in measuring the mass of oil is ± 0.4%.

Известная система автоматизированного контроля и учета массы нефтепродуктов при их хранении в вертикальных и/или горизонтальных резервуарах на топливных базах «УИП-9602» не позволяет достоверно определять предельный уровень нефтепродуктов в резервуарах и не осуществляет должного контроля за несанкционированным отбором или утечкой топлива в резервуарном парке.The well-known system of automated control and accounting of the mass of oil products during their storage in vertical and / or horizontal tanks at the “UIP-9602” fuel bases does not allow to reliably determine the maximum level of oil products in tanks and does not exercise proper control over unauthorized selection or leakage of fuel in the tank farm.

Технический результат, который может быть получен от использования заявленной полезной модели, заключается в повышении точности контроля и учета массы нефтепродуктов при их хранении на топливных базах и отпуске потребителю.The technical result that can be obtained from the use of the claimed utility model is to increase the accuracy of control and accounting for the mass of oil products during their storage at fuel bases and dispensed to the consumer.

Указанный технический результат достигается в автоматизированной системе контроля и учета массы нефтепродуктов «Гамма» при их хранении в вертикальных и/или горизонтальных резервуарах на топливных базах, включающей последовательно соединенные блок первичных преобразователей (БПП) с датчиками: уровня нефтепродуктов (ДУн), уровня подтоварной воды или льда (ДУв), измерения плотности (ДП) и температуры (ДТ) нефтепродуктов, блок преобразователей (БПР), блок коммутации (БК), блок сопряжения (БС), ПЭВМ, при этом система дополнительно содержит присоединенный к ПЭВМ блок контроля сохранности нефтепродуктов (БКС) в резервуарном парке и соединенные между собой сигнализатор предельного уровня нефтепродуктов (СУ), преобразователь вторичный сигнализации уровня (ПВ-СУ) и блок контроля и сигнализации предельных уровней (БК-СУ).The specified technical result is achieved in the automated monitoring and accounting system for the mass of Gamma oil products when they are stored in vertical and / or horizontal tanks at fuel bases, including a series-connected block of primary converters (BPP) with sensors: level of oil products (DN), level of produced water or ice (ДУв), measurement of density (ДП) and temperature (ДТ) of oil products, converter unit (БПР), switching unit (БК), interface unit (BS), PC, and the system additionally contains a unit for monitoring the safety of oil products (BCS) connected to a PC in the tank farm and interconnected signaling devices for the limit level of oil products (SU), a secondary level signal converter (PV-SU) and a control and signaling unit for limit levels (BK-SU).

Блок первичных преобразователей (БПП) с датчиками уровня нефтепродуктов (ДУн) и БПР образуют канал измерения уровня нефтепродуктов.The block of primary converters (BPP) with oil level sensors (ДУн) and BPR form a channel for measuring the level of oil products.

БПП с датчиками уровня подтоварной воды или льда (ДУв) и БПР образуют канал измерения уровня подтоварной воды или льда.BPP with level sensors for bottom water or ice (ДУв) and BPD form a channel for measuring the level of bottom water or ice.

БПП с датчиками плотности нефтепродуктов (ДП) и БПР образуют канал измерения плотности нефтепродуктов.BPP with sensors of density of oil products (DP) and BPR form a channel for measuring the density of oil products.

БПП с датчиками температуры нефтепродуктов (ДТ) и БПР образуют канал измерения температуры.BPP with oil temperature sensors (DT) and BPR form a channel for measuring temperature.

Сигнализатор предельного уровня нефтепродуктов (СУ) и преобразователь вторичный сигнализации уровня (ПВ-СУ) образуют канал измерения предельного уровня нефтепродуктов.The signaling device for the maximum level of oil products (SU) and the secondary level signaling converter (PV-SU) form a channel for measuring the maximum level of oil products.

На чертеже представлена схема заявленной автоматизированной системы контроля и учета массы нефтепродуктов при их хранении в вертикальных и/или горизонтальных резервуарах на топливных базах, где Р - комплект аппаратуры, устанавливаемой на резервуаре, БПП - блок первичных преобразователей, ДП - датчики плотности нефтепродуктов, ДТ - датчики температуры нефтепродуктов, ДУ - блок датчиков уровня, содержащий: ДУн - датчики уровня нефтепродуктов и ДУв - датчики уровня подтоварной воды или льда, БПР - блок преобразователей, БК - блок коммутации, БС - блок сопряжения, СУ - сигнализатор предельного уровня нефтепродуктов, ПВ-СУ - преобразователь вторичный сигнализации уровня, БК-СУ - блок контроля и сигнализации предельных уровней, БКС - блок контроля сохранности нефтепродуктов в резервуарном парке.The drawing shows a diagram of the claimed automated system for monitoring and recording the mass of petroleum products when they are stored in vertical and / or horizontal tanks at fuel bases, where P is the set of equipment installed on the tank, BPP is the block of primary converters, DP is the density sensors of oil products, DT is oil product temperature sensors, ДУ - level sensor block, containing: ДУн - oil level sensors and ДУв - bottom water or ice level sensors, БПР - converter unit, БК - switching unit, BS - interface unit, СУ - oil level limit signaling device, PV-СУ - secondary level signaling converter, БК-СУ - limit level monitoring and signaling unit, BCS - oil product safety control unit in the tank farm.

Работа системы основана на преобразовании физических величин нефтепродуктов и подтоварной воды или льда в коды, которые передаются в ПЭВМ типа IBM PC, где происходит обратное преобразование кодов в физические величины с помощью пакета прикладных программ.The system’s operation is based on the conversion of physical quantities of oil products and produced water or ice into codes that are transmitted to a personal computer such as IBM PC, where the codes are inversely converted to physical quantities using an application software package.

Датчики уровня состоят из набора чувствительных элементов (конденсаторов) длиной 125 или 62,5 мм. Количество чувствительных элементов определяется высотой резервуара.Level sensors consist of a set of sensitive elements (capacitors) with a length of 125 or 62.5 mm. The number of sensors is determined by the height of the tank.

Принцип действия датчиков (ДУн) уровня нефтепродуктов основан на преобразовании электрической емкости конденсаторов датчика в электрический сигнал, пропорциональный степени его заполнения НП, который поступает в БПР, где преобразуется в код, а затем с помощью ПЭВМ или в физическую величину - уровень НП. При этом весь диапазон измерения с помощью особой конструкции датчика разбивается на последовательный ряд поддиапазонов, что обеспечивает измерение уровня в любой точке диапазона с погрешностью не более ±1 мм.The principle of operation of sensors (ДУн) of the level of oil products is based on the conversion of the electric capacity of the capacitors of the sensor into an electrical signal proportional to the degree of filling of the NP, which enters the BPR, where it is converted into a code, and then using a PC or a physical quantity - the level of the NP. In this case, the entire measurement range with the help of a special design of the sensor is divided into a series of subranges, which provides level measurement at any point in the range with an error of not more than ± 1 mm.

Датчик уровня подтоварной воды или льда (ДУв) построен по аналогичному принципу.The level sensor for produced water or ice (ДУв) is built on a similar principle.

Механически датчики ДУн и ДУв объединены в единую конструкцию в блок ДУ.Mechanically, the sensors ДУн and ДУв are combined in a single design into a block of ДУ.

Датчики ДП предназначены для измерения плотности светлых НП, и могут быть использованы при приеме, хранении и отпуске нефтепродуктов.DP sensors are designed to measure the density of light NP, and can be used when receiving, storing and dispensing petroleum products.

Принцип действия датчика ДП основан на преобразовании индуктивности чувствительного элемента датчика, пропорциональной выталкивающей силе поплавка, погруженного в НП, в электрический сигнал, который в блоке БПР преобразуется в код, а затем с помощью ПЭВМ в физическую величину - плотность с учетом индивидуальной градуировочной характеристики датчика плотности, воздействия на него дестабилизирующих факторов и температуры окружающей среды. ДП в количестве от 1 до 8 штук крепятся механически на заданных высотах на корпусе ДУ. Электрическое соединение осуществляется через соответствующие кабели, встроенные в ДУ.The principle of operation of the DP sensor is based on converting the inductance of the sensor element proportional to the buoyancy of the float immersed in the NP into an electrical signal, which in the BPR unit is converted into a code, and then using a PC to a physical quantity - density, taking into account the individual calibration characteristics of the density sensor , exposure to destabilizing factors and ambient temperature. DP in the amount of 1 to 8 pieces are mechanically mounted at predetermined heights on the housing of the remote control. The electrical connection is via appropriate cables built into the remote control.

Датчики температуры нефтепродуктов (ДТ) предназначены для измерения температуры светлых НП в одной или нескольких точках в зависимости от высоты резервуара. Могут быть использованы датчики температуры типа ТС-4 или ТС-4М.Oil product temperature sensors (DT) are designed to measure the temperature of light oil at one or more points depending on the height of the tank. Temperature sensors of the type TC-4 or TC-4M can be used.

Принцип действия датчика температуры ТС-4 заключается в следующем. Изменение температуры окружающей среды вызывает пропорциональное изменение частоты чувствительных элементов ДТ, которое преобразуется в блоке БПР в код, а затем с помощью ПЭВМ в физическую величину - температуру.The principle of operation of the temperature sensor TS-4 is as follows. A change in the ambient temperature causes a proportional change in the frequency of the sensitive elements of the DT, which is converted in the BPR unit into a code, and then using a personal computer to a physical quantity - temperature.

Принцип действия датчика температуры ТС-4М основан на изменении сопротивления датчиков в зависимости от температуры окружающей среды, которое преобразуется в блоке БПР в код, а затем с помощью ПЭВМ в физическую величину - температуру.The principle of operation of the TS-4M temperature sensor is based on a change in the resistance of the sensors depending on the ambient temperature, which is converted into a code in the BPR unit, and then using a PC to a physical quantity - temperature.

Датчики ДТ в количестве от 1 до 8 штук крепятся механически на корпусе ДУ на заданных высотах (обычно в местах установки ДП). Электрическое соединение осуществляется через соответствующие кабели, встроенные в ДУ.DT sensors in an amount of 1 to 8 pieces are mounted mechanically on the remote control casing at predetermined heights (usually in places where the DP is installed). The electrical connection is via appropriate cables built into the remote control.

Блок преобразователей (БПР) выполнен в виде законченного блока и предназначен для преобразования физических величин в электрические сигналы, а затем в соответствующий код, который поступает на вход БК и соответствует протоколу обмена RS 232. БПР содержит микропроцессорный контроллер и преобразователь аналоговых сигналов в цифровой код. БПР по командам от БК управляет работой датчиков и преобразует полученные данные в цифровой код.The converter block (BPR) is made in the form of a complete block and is designed to convert physical quantities into electrical signals, and then into the corresponding code, which is input to the BC input and corresponds to the RS 232 exchange protocol. The BDP contains a microprocessor controller and a converter of analog signals to a digital code. The BDP, by commands from the BC, controls the operation of the sensors and converts the received data into a digital code.

Блок коммутации (БК) представляет собой законченный блок и обеспечивает работу от 1 до 6-ти БПР. БК состоит из ячейки контроллера и ячейки питания каналов.The switching unit (BC) is a complete unit and provides operation from 1 to 6 BPR. BC consists of a controller cell and a channel power cell.

Блок сопряжения (БС) служит для согласования выхода блока коммутации с последовательным портом (СОМ1 или COM2) ПЭВМ типа IBM/PC.The interface unit (BS) is used to coordinate the output of the switching unit with the serial port (COM1 or COM2) of the IBM / PC type PC.

Вся информация с датчиков БПП поступает в БПР, где преобразуется в коды, которые поступают на входы БК, а затем на один из входов БС и на вход ПЭВМ, где происходит ее обработка и индикация результатов измерений в виде физической величины в реальном масштабе времени. При этом расчет массы НП в резервуарах производится по результатам измерений уровня НП и подтоварной воды или льда, плотности и температуры НП. Информация из ПЭВМ поступает в блок контроля сохранности (БКС), связанный с системой отпуска топлива. БКС обеспечивает контроль изменения массы хранимого топлива, а так же сигнализирует в случае несанкционированного отбора или утечек топлива в резервуарном парке. Данный блок может работать совместно с системой автоматизированного коммерческого учета (АСКУ НБ) нефтепродуктов на нефтебазах в реальном режиме времени при приеме, хранении и отпуске и управления технологическими процессами на топливной базе.All information from the BPP sensors is sent to the BPR, where it is converted to codes that enter the BC inputs, and then to one of the BS inputs and to the PC input, where it is processed and the measurement results are displayed in the form of a physical quantity in real time. In this case, the calculation of the mass of the NP in the tanks is based on the results of measurements of the level of the NP and produced water or ice, density and temperature of the NP. Information from the PC enters the safety control unit (BCS) associated with the fuel dispensing system. BCS provides control of changes in the mass of stored fuel, as well as signals in case of unauthorized selection or fuel leaks in the tank farm. This unit can work together with the automated commercial accounting system (ASKU NB) of oil products at oil depots in real time when receiving, storing and dispensing and controlling technological processes on a fuel base.

Контроль массы нефтепродуктов при заполнении резервуаров и предотвращение перелива осуществляются с использованием сигнализатора предельного уровня (СУ). Преобразователь вторичный сигнализации уровня (ПВ-СУ) предназначен для совместной работы с СУ и выполняет функции барьера взрывозащиты СУ, а также формирует выходные релейные сигналы. Информация с СУ через ПВ-СУ поступает в блок контроля и сигнализации предельных уровней (БК-СУ). БК-СУ представляет собой блок световой и звуковой сигнализации для контроля контактных датчиков. Срабатывание СУ вызывает включение встроенных световой и звуковой сигнализаций БК-СУ, а также переключение контактов соответствующего силового реле, подающего сигнал в другие блоки, например, блок управления насосов для изменения режима их работы. БК, БС и БК-СУ располагаются вне взрывоопасной зоны.The control of the mass of petroleum products when filling the tanks and the prevention of overflow is carried out using the level limit switch (CS). The secondary level signal converter (PV-SU) is designed to work together with the control system and acts as an explosion protection barrier for the control system and also generates output relay signals. Information from the control system through the PV-control system enters the control and signaling unit of limit levels (BC-control system). BK-SU is a light and sound alarm unit for monitoring contact sensors. The operation of the control system causes the inclusion of the built-in light and sound alarms of the BK-SU, as well as the switching of the contacts of the corresponding power relay supplying a signal to other units, for example, a pump control unit to change the mode of their operation. BK, BS and BK-SU are located outside the hazardous area.

Предлагаемая полезная модель обеспечивает измерение количества нефтепродукта в вертикальных и/или горизонтальных резервуарах на топливных базах с более высокой точностью при различных режимах слива и налива, а также предупреждает о возможных потерях от перелива нефтепродуктов и технологических и несанкционированных потерь.The proposed utility model provides a measurement of the amount of oil in vertical and / or horizontal tanks at the fuel bases with higher accuracy at different modes of discharge and loading, and also warns of possible losses from overflow of oil products and technological and unauthorized losses.

Claims

The Gamma automated control and accounting system for the mass of oil products during storage in vertical and / or horizontal tanks at fuel bases, including a series of primary converters with sensors connected to: level of oil products, level of produced water or ice, measurement of density and temperature of oil products, converter unit , switching unit, interface unit, personal computer, characterized in that the system further comprises an oil product safety control unit connected to the personal computer in reserve Arn park and interconnected oil level limit switch, the converter secondary layer signaling and power control and alarm limits.