山東京博石油化工有限公司是主要從事原油深度加工及其綜合利用的大型民營企業，隨著企業規模的不斷擴大，油品發貨系統越顯效率低下，經常出現產品積壓，汽車擁擠混亂的現象，難以管理。公司信息技術部通過對整個流程和裝油自動化設備進行了詳細的調查和分析，并搜集了設備和流程的使用部門的意見，發現原有系統存在很多問題，公司最終決定更換發油系統。

原系統已不能勝任

原系統采用PLC集中控制+交易軟件的模式。下位采用S7-300CPU，14個鶴位的I/O都接到中控室的S7-300PLC上，上位采用Wincc開發發油界面，并采用某公司用Delph開發了交易軟件。

原系統存在的問題包括：

1.上位的發油系統和PLC發油系統經常出現通信中斷，或者不穩定，經常不得不手動裝車。人工發貨裝車需要大量人力；手動控制閥門易出現油品溢出現象；發油數量難以控制，經常需要補油或交款；發油效率極低，不適合大量的油品發送；人為因素影響發油結果嚴重；發油記錄由人工手寫，不能避免各種作弊現象。

2.手動裝車后，用PLC裝車的數據不能自動上傳到發油交易系統，經常重復勞動。

3.14個鶴位所有數據量采用集中式控制，在中控室采用一個PLC來控制，使布線復雜。一旦線路出現問題，故障很難查找。導致很多故障出現后無法修復。如很多鶴位的可燃氣體報警、接地報警信號失靈，甚至出現不能應用的情況，造成很大的安全隱患。

4.溫度信號不能采集，或不準確，導致裝車輛用PLC的計數脈沖不能精確計算測量。雖然有流量計，但是不得不和稱重配合，重復勞動，程序繁瑣，導致效率低下。

5.不能靈活的改變鶴位及油泵的對應關系，使鶴位利用效率低。

新系統取而代之設計目標

新設計開發的成品油自動發貨系統采用工程化的技術路線，從系統方案，功能、硬件、施工設計，軟件開發、安裝調試等各個環節緊密地結合，實現一個有自己特點的個性化的自動控制系統。本技術方案的改造目標是結合現有的工藝條件，配合工藝改造，采用先進、科學、適用的自動化系統的設計(包括作業流程)，顯著提高付油作業效率和服務質量。由于京博集團發油系統承擔著年吞吐量300萬t成品油的發送任務，根據各種油品的數量和往年的發油情況，設計規模定為600萬t。控制系統的設計規模一期按14個鶴位的容量進行配置，緊接著2期增加14個鶴位。

方案介紹

經過一段時間的認真考察，最終選擇青島佳控自動化設備工程有限公司集成該系統。青島佳控經過和京博控股的認真調查和研究，給出了一個分布式自動化裝油方案。

該方案采用貝加萊(B&R)的X20分布式PLC作為下位；每個鶴位和泵站采用一個X20CP0292緊湊型CPU及分布I/O，采集和控制現場的可燃氣體報警、接地報警、流量計等各種控制信號；中控室的X20CP1484標準CPU，通過CAN總線或者以太網和14個鶴位及泵站相連，構成一個分布式的控制系統。采用貝加萊的APC620工控機為上位服務器，采用貝加萊APROL系統為上位組態，通過OPC和佳控自行開發的交易系統通信。

圖1 B&R X20PCC在成品油自動罐裝系統拓撲圖
1.PCC簡介：貝加萊的X20是分布式PCC系統，各種模塊之間可進行組合。它主要由中央處理器CPU、通信模塊、功能模塊和電源模塊等組成，能滿足中高等性能的要求。高I/O密度、模塊化、無風扇結構、人性化結構設計、靈活的通訊模式、高的CPU處理能力以及易于用戶掌握的特點使得貝加萊X20成為各種控制任務既方便又經濟的解決方案。當控制任務增加時可自由擴展。

貝加萊X20PCC的大量功能支持可幫助用戶進行編程、啟動、維護和主要包括高速的指令處理、浮點數運算、方便用戶的參數賦值、人機界面、診斷功能和口令保護等功能。貝加萊X20PCC具有多種不同的通信接口，可以用來連接各種工業現場總線和工業以太網總線系統，方便用戶的數據交換。B&R的INA通信，更是讓編程者省去了通信編程調試的煩惱和工作量。

2.發貨控制系統：罐區油罐的油品通過10條母管輸送到發油臺，各裝車口采用多泵對多鶴位的結構，各管線都有回油裝置。

3.自動控制系統結構和功能：發油自動控制系統由業務工作站、監控工作站、定量控制系統和現場儀表、設備組成。

圖2 包羅萬象的控制技術，標準型、緊湊型、總線型、安全型B&R X20 system
工作站

業務管理系統由接入局域網的計算機、打印機和UPS電源組成，分別設在業務室、磅房等相關業務科室內。其功能包括：完成領油預約；車輛自動調度、車位自動分配；完成用戶指標管理，包括注冊開戶、各種查詢和信息修改；完成發油結算、自動制表功能；協調管理整個系統，完成預約、通道分配、定量控制、結算和付油業務處理；具有油料數據庫管理功能，如數據庫自動定時備份、數據庫恢復，操作員權限及口令設置修改等；通過局域網構建完成完整的控制管理系統；通過連接局域網實現信息共享。

監控工作站

上位監控系統由接入局域網的計算機、打印機和UPS電源組成，設在發油控制室內。其功能包括：發油通道的管理和控制，如通道的開關、屏蔽、發油繼續或暫停等；監控發油站臺工況，實時、動態反應設備運行狀態和數據；多畫面切換監控功能。系統功能組態(參數設置)功能：如通道油品定義、標密設定等；工作狀態設置功能：如鶴位的泵輸／自流選擇；彈出式報警窗口，所有故障點的監測報警顯示，報警聲提示；設備調校平臺，用于設備的調試、維護和參數測試；下位控制系統操作運行記錄，歷史故障輯錄通過局域網實現信息共享。

定量控制系統

發油控制系統由控制柜、現場控制設備和現場工藝設備組成。采用以B&R X20系列PLC作為控制系統的核心。其功能為：鶴管發油自動定量控制；油每200L自動暫停／啟動功能；啟停與閥的開關的智能化控制，如實現電液閥的開度調節、泵-閥的時序控制；現場發油的人工干預；現場的操作提示和實時流量顯示；實現靜電接地的信號聯鎖不可忽視鶴管在位聯鎖保護，控制系統確保在鶴管大于一定傾角時拒絕發油，以防誤發油； 控制系統對通道的人工干預、系統運行狀態和故障的指示；實現離線自動定量發油，在上位監控工作站和業務工作站故障的情況下，或者在緊急情況下，以控制柜為核心的發油控制系統可實現無需預約的離線自動定量發油。