民权县职业技术教育中心 杜冬梅

随着工业自动化的不断发展以及人们对经济效益的关注。汽油的调和方式逐渐是人们关注的热点，为了汽油在线调和工作的高效进行，主要对汽油在线调和系统进行优化研究，以实现解决调度人员的繁琐工作及汽油在线调和的最优化。

1 汽油在线调和优化系统产生的背景

传统的汽油调和方式主要是以罐调为主，其调和的方法是工人进行计算汽油调和各组分并进行分配这样极大的增加了工人的劳动量，并且存在一定的安全隐患，汽油生产存在过剩问题，进而影响了企业的经济效益，并且在当下随着人们物质生活的提高、经济的发展与人们对汽油的质量品质与需求量的要求也是在不断的增加，所以传统汽油的调和方法已不再适应人们的需求。本文提出的汽油在线优化调和系统能够很好的解决上述问题，本系统不仅可以解决工人的劳动压力、降低安全隐患，还可以提高汽油调和的经济性与实用性。

2 汽油在线调和优化系统流程分析

汽油的自动调和是通过对调和规律的深入研究建立起来的调和模型，并借助自动化及在线测量技术实现的汽油自动调和且调度进行监控实施的汽油生产过程。在调和过程中各组分油的比例成分、流量与主路汽油的脱硫是检验调和后汽油是否达标的重要指标。

在进行汽油指标检测时，会用到流量仪表、近红外分析仪与总硫分析仪。汽油调和系统主要分为硬件与软件组成其工作流程主要是：首先由各个组分油依据优化系统的比例进行调和，各个组分油的管道上均安装有电动调节阀，调度员可以通过控制系统对电动阀门进行远程控制。在各个管道上安装质量流量计与泵。调度员可以直接监控每个组分油管道上质量流量情况，各个组分管道的油可以通过泵送至调和头，另外在此系统中增加了在线近红外分析仪与近硫分析仪以检测各组分油与成品油，判断汽油的性质。整个过程都是在集散控制器的控制下并在集散控制器操作站下进行的。调和后的油再进入调和优化系统服务器进行优化。

3 汽油在线调和优化系统分析

汽油在线调和优化系统主要包括：硬件部分、软件部分。系统框图如图1所示。

图1 系统框图

3.1 硬件部分

3.1.1 执行设备

执行设备主要有电动调节阀、质量流量计、泵、压力计等。电动调节阀可以进行手动与电动两种操作。调节阀门采用闭环控制，其开关状态与开度情况均可进行在线反馈到上位机上进行实时监控这样更能保证执行机构安全可靠的运行。调节阀主要调节各组分油管线流量、管线油的启停。

压力计主要是测量各个管道上组分油的压力与主管道压力并且与阀门进行联动，当管道压力大于某个值时阀门开度达到100%。流量计主要是实时检测瞬时流量等指标，属于在线仪表，为DCS系统控制调和目标提供保障。泵主要为流量输送提供动力。

执行设备与控制设备采用的通讯方式是I²C总线。

3.1.2 控制设备

本文采用DCS控制系统，用PLC的梯形图作为控制器的编程语言。为了保证系统能够稳定可靠运行，集散控制系统内部采用工业通以太网通讯。

控制器分为主控制器与分控制器，主控制器主要对汽油的目标流速、组分油流量、操作员人为设定的目标流速等参量进行优化；分控制器主要利用PID算法优化各组分流速与各组分流量。

控制设备依据上位机下发的各个组分调和量、剩余调和量、调和启停时间、各组分油的目标流速与实际流速等调和单的相关信息来控制调和回路调节阀的开度控制、与各个组分流量及已调和量等调和数据实现自动控制。并且在整个过程中对阀门开关状态及开度情况进行监控。

3.1.3 操作设备在本系统中还要设置调和运行服务器、工程师站和操作站等硬件组成部分。

3.2 软件部分

3.2.1 上位机界面设置

上位机采用IFIX软件进行设计，界面开发语言是VB，其与控制设备采用的是工业以太网。

上位机主要包括接收汽油调和优化软件下发配方的订单画面，监控调和执行监控页面、观察在线仪表监控画面以及调合相关的安全保护功能等。

为了实时监控与操作工艺生产，在上位机软件开发了监控辅助功能如设备操作与调节、动态显示与查询、在线仪表系统监测、警报处理、操作员设定。在功能设计过程中用VB脚本语言进行界面的开发。上位机界面开发功能如下：

（1）设备操作与调节

为了节省劳动力可进行远程操作，其在上位机上开发操作仪表设备等的相关的界面比如在上位机上进行阀门的开关与开度的操作、泵的启停、流量计的限定流量的操作等。为了更好的控制汽油调和过程，需要人工输入某些参数，比如为了控制各组分油的流量和流速而进行设定等。

（2）动态显示与查询

为了方便实时观察周期内动态调和参数变化量与查询以往调和过程中的调和量、调和流速、各管道的实时调和量、剩余调和量、调节阀的状态及开度。在这里设置调和实时动态显示曲线与历史情况查询曲线。

（3）在线仪表系统监测

在汽油调和过程中，在线分析仪系统起着至关重要的作用，在线仪表有近红外分析仪（近红外分析仪分析的性质主要有RON、MON、氧含量、硫含量、烯烃含量、密度、馏程、饱和蒸气压、苯含量、芳烃含量等）与总硫分析仪（总硫分析仪作用是进行硫的质量分数的测定，采用紫外荧光法进行测量或使用单波长色散X射线荧光光谱法进行测量，然后得出结果进行分析）。

在线仪表主要是对组分油及成品油的性质进行检测，并及时将检测的数据传输到软件系统进行处理与优化系统进行实时优化。

为了更好的对在线仪表的工作状态进行了解也是汽油调和效率的重要标志。因此，需要设定在线仪表的监视界面。主要监视各组分管线与调和头上的近红外分析仪、总硫分析仪的实时检测数据和状态。

（4）警报处理

当系统出现故障时或者是溢出限定值时等此类情况时一定要有警示调度的提示，因此在上位机的界面上设置报警是十分有必要性的。设置报警时不仅要有实时报警还应有历史报警查询功能便于以后的处理分析。报警界面主要展示有以下内容：报警时间、报警地点、警报级别、警报类型（报警类型分为超过一定数值即报警的模拟量报警与诸如开关开关状态（1为开、0位关）数字量报警）等。

为了警戒报警事件的频繁发生需要对报警进行历史分析，此时需要对报警进行历史查询，在进行历史查询时需要设定历史查询时间与事件。

（5）操作员设定

汽油在线调和优化系统应配备工程师站且采用分散控制方式确保各个工程师站能够有效的配合同时与调和服务器进行连接。因此在上位机开发工程师操作按钮。同时需要建立工人操作站即设置操作员按钮。对于操作员、工程师等人员分配还需要设定管理员按钮。

3.2.2 软件设计

本文研究的汽油调和比例控制系统为了确保调和有序进行且调和度更加精确设定以下功能：（1）调和配方的设定：按照需求进行调和配方的设定并下发执行；（2）将下发的调和单进行控制并实时监控；（3）调和的相关数据通过连接网络上传至调和优化软件进行相关优化处理。另外，为了防止断电、设备故障等造成的生产暂停，优化软件需设定自动和人工两种调和模式。

具体方法是当调和优化软件发生故障时直接切换成人工操作。在这两种模中优化调和软件的优先级高于人工模式，即当两种模式同时响应时选择优化软件进行调和。为了实现两种模式的相互转换在集散控制系统的界面上需要建立实时监控界面以便在切换时进行人工设定操作。需要设定的主要数据有：已调和量、调和时间、调和流速、总调和量等参数。当由操作员控制时，操作员需要输入相关数据，输入完成后启动调和。在调和过程中操作员可以手动控制调节。软件控制成品油的性质，并且优化软件对其进行合理优化，主要是对汽油性质的实时调和与优化，以使汽油质量符合生产标准。调和软件工作流程如图2所示。

图2 流程图

结束语：汽油在线调和系统改变了人工通过计算各组分油的量并分配至各个调和罐的调和方式。在汽油在线调和工作过程中，设计科学的调和方案是保证调和工作顺利进行的基础，合理应用调和优化技术是确保汽油调和高效进行的有效途径。汽油在线调和优化系统通过调和与优化实现多种等级汽油的生产，在控制技术与优化技术的应用下，可以提高汽油的质量和汽油的生产效率，解放劳动力的同时为企业带来经济效益。