论油田汽车衡数字化系统改造

2022-09-10

一、油田汽车衡建设使用现状

油田所用汽车衡是对运输油品进行计量, 拉运车辆管控的重要设施, 其使用效果受称重传感器选型和汽车衡安装方式等多方面因素影响。

在维护管理方面, 因人为干扰、破坏致使称重衡数据失真、仪表故障、油品流失, 严重影响了油品计量和车辆管控工作。

在数据管理方面, 称重数据是参与油品计量的主要数据。目前, 称重数据载体主要为人工报表或电脑打印单据。相关计算数据收集涉及了卸油岗的《卸油报表》;司磅岗的《车辆进出站报表》;化验员的《卸油化验报表》等, 记录环节、记录人、记录时间不一致, 不仅容易造成数据误差, 也易被人篡改。

二、油田汽车衡数字化系统建设构想

传感器及仪表的选型

因油田被测车辆吨位大, 主要采用桥式称重传感器 (以下简称传感器) 。信号输出分两种, 其中模拟传感器使用较多, 数字信号传感器较少。两种信号形式的传感器因其制造工艺、电子元器件性能参数不同, 在使用过程中具有不同性能。

模拟式传感器使用中存在主要以下几个方面缺点:

1标定难。标定物体时需要加载称重砝码, 由于大吨位砝码在现场很难携带, 而通常用车辆在两台不同的装置上做比对。因对比缺乏溯源性加之车况常数影响较多, 标定数据缺乏准确性, 难以被认可。

2. 传感器输出信号电压一般在-16~18m VDC之间。在工作现场, 仪表与传感器之间易受强电干扰和浪涌影响, 造成数据不稳。在传输中还受电缆电阻的影响, 造成信号有所损失, 传输距离较短。

3. 在湿度较大工况下易造成传感器和仪表接线终端电路板故障。

4. 无传感器自诊断功能。一旦某个传感器出现故障就需要逐个测试排查。

5. 角差修正困难, 需对传感器安装角度进行逐一调整, 耗时耗力。

6. 无温度补偿电路, 温度引起的电缆阻值变化能对输出电压造成影响致使数据产生误差。

7. 极容受作弊装置影响, 造成油品重大损失。

数字式传感器从上世纪80年代起研发, 从开始的模拟数字信号输出到现今的纯数字化信号输出, 其各项性能指标已远超模拟式称重传感器。

数字式称重传感器主要特点

1.将应变计所测的理量转换为电流信号传送至放大器, 再由放大器放大后进入高精度 (24Bit) A/D转换器, 由于A/D转换器密封于传感器壳体内, 模拟信号段与A/D转换器的距离仅有8mm, 保证了信号的绝对稳定不受干扰。

2.将数字信号搭载于10-14VDC数字电平中进行输出, 具备抗干扰、防作弊能力。

3.在出厂时已经过标准力机的线性化标定, 初始化时只需负载激活并设置仪表分度即可使用。

4.将自诊断芯片集成与传感器中, 通过传感器地址能够准确发送自诊断信息, 免去了故障定位的繁琐过程。

5.外壳采用激光焊接, 密封性好, 能避免潮湿环境下电路受潮造成的运行故障。

6.有抗雷击、释放强电流的功能, 能有效保护内部电路。

7.传感器内置温度补偿电路, 能对温度引起的阻值变化在输出信号上进行自动校正, 保证传感器稳定、精确、持久的工作。

8. 仪表自带角差修正功能。只需通过对不同位置传感器进行逐一加载就可自动校正传感器加载不均的问题。

通过以上对比, 需更精确的对罐车原油进行计量, 应采用或更换已安装的模拟式称重传感器。

汽车衡的安装

汽车衡在安装方式上, 主要采用地下式和地上式安装, 即磅台低于地面或高于地面。地下式安装由于空气不流通、无法排出装置下方的水汽, 易使传感器、接线终端盒电路板受潮。且能见度低, 不便于日常维护、巡检;如果存在支撑物, 会严重影响到称重, 导致结果偏轻。

为了便于清除雨雪天气车辆掉的落物 (装置底部的泥、石和冻土, 支撑物) , 检查传感器信号电缆。应根据场地实际情况将现有的地下式安装改变为地上式安装。此外, 汽车衡磅体两侧应该安装有护栏和红外感应报警器以防止车辆偏离磅体和人为破坏。

场地监控系统组建及车辆识别装置的应用

1.视频监控系统组建

汽车衡装置安装调试完成后, 还应根据现场实际情况组建监控系统, 完善监控手段。摄像机安装位置选择为视角能够覆盖装置主体及周边环境的适当地点。为了监控仪表部分, 红外报警装置供电, 应安装能够监控司磅室的室内机位。

2.车辆识别装置的应用

为了增强监控手段, 识别进出站车辆, 应安装能够识别车辆的车辆识别装置。通过附带车辆识别数据库和软件, 将进出站的车辆通过视频和图片格式存储起来。此外, 车辆识别装置是汽车衡与场站自动化系统并轨后实现数据管理必要条件。

通过现场调查和理论验证:将油田汽车衡进行数字化建设, 搭配应用程序实现数据管理功能, 一方面需要规范仪表选型和汽车衡的安装方式;另一方面, 需组建称重数据库。而系统具备的相应功能是完全符合当前生产组织和技术管理需要的。

兼容性上, 该系统能与油田公司现有数字化建设标准、内容进行融合, 符合“模块化”建设的核心思想。工程造价方面, 价可控制在8万元内, 而系统产生的计量管控作用远程造价费用, 符合油田公司数字化建设三低一高的建设思路。

相信汽车衡数字化系统如果成功应用, 会颠覆当前卸油管理现状, 为油品计量, 车辆管控搭建更科学更可靠的平台。在实际使用中, 汽车衡数字化系统将借助在线含水计量仪等其它智能仪表实现更强大的计量、管控功能, 为油田的生产技术工作提供更强而有力的支撑。

摘要：油田所用汽车衡是原油进行油品计量交接, 车辆管控的重要设施。随着汽车衡在油田的大规模使用和电子通讯技术飞速发展, 不少不法份子乘监控手段有限, 数据管理薄弱之机, 对汽车衡进行破坏干扰。这不仅增加了现场维护管理难度, 更造成了油品大量损失。以往的卸油工作主要按照“车过磅、人检尺、手工样、纸和笔”的传统方法进行。这种方法操作环节多、计算条件多、涉及岗位多、管理难度大。如何对卸油操作环节和油品拉运车辆进行更严密的管控, 从而实现更精确的计量, 更科学的管理, 是油田生产技术工作必须面对的问题。为了达到这一目标, 本文就汽车衡数字化改造展开研究。

关键词：汽车衡,称重传感器,数据库