油品在線性質(zhì)分析測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

葉彥斐　金玉書　黃家輝　陳恒

【摘 要】快速、準(zhǔn)確對(duì)原油、餾分油及成品油進(jìn)行性質(zhì)檢測(cè)分析，對(duì)油品調(diào)合、原油煉制意義重大。本文提出了油品在線性質(zhì)分析測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架，給出了可以涵蓋多種在線檢測(cè)業(yè)務(wù)情形的測(cè)試方法，強(qiáng)調(diào)了業(yè)務(wù)測(cè)試的關(guān)鍵問題。

【關(guān)鍵詞】油品性質(zhì);在線分析;測(cè)試系統(tǒng)

中圖分類號(hào)： TE967 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）10-0040-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.10.014

Design of On-line Quality Analysis Test System for Oil Products

YE Yan-fei1，2 JIN Yu-shu1 HUANG Jia-hui2 CHEN Heng2

（1.Nanjing Richisland Information Engineering Co.，Ltd.，Nanjing Jiangsu 210032，China;

2.College of Energy and Electrical Engineering，Hohai University，Nanjing Jiangsu 211100，China）

【Abstract】It is of great significance to the blending of oil products and the refining of crude oil to rapidly and accurately detect and analyze the properties of crude oil，distillate oil and refined oil.In this paper，the framework of the oil product online property analysis and testing system is proposed，and the testing methods which can cover many kinds of online testing business situations are given，and the key problems of business testing are emphasized.

【Key words】Properties of Oil Products;On-line Analysis;Test System

0 引言

快速、準(zhǔn)確對(duì)原油、餾分油及成品油進(jìn)行性質(zhì)檢測(cè)，對(duì)油品調(diào)合、原油煉制意義重大。近紅外光譜分析技術(shù)的廣泛應(yīng)用推動(dòng)了油品性質(zhì)檢測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)精度高、可靠性高、穩(wěn)定性好的在線檢測(cè)系統(tǒng)成為可能。

基于近紅外光譜分析技術(shù)，首先提出了油品在線性質(zhì)分析測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架，然后給出了可以涵蓋常減壓裝置在線檢測(cè)、餾分油在線檢測(cè)、成品油在線檢測(cè)業(yè)務(wù)情形的測(cè)試方法，還強(qiáng)調(diào)了業(yè)務(wù)測(cè)試的關(guān)鍵問題。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

如圖1所示，油品在線性質(zhì)分析測(cè)試系統(tǒng)由儀表層、監(jiān)控層及管理層構(gòu)成。

1.1 儀表層

ABB 260近紅外儀與常減壓-油品在線性質(zhì)檢測(cè)服務(wù)器以以太網(wǎng)方式直接相連。其檢測(cè)通道連接8個(gè)樣品池，其中2個(gè)樣品池注入原油，6個(gè)樣品池注入餾分油。

油品在線檢主機(jī)，部署油品在線性質(zhì)檢測(cè)軟件，同時(shí)具有原油在線檢測(cè)和餾分油在線檢測(cè)功能。分析儀接收到采譜指令后將采集的譜圖送至服務(wù)器存入指定目錄，以O(shè)PC Server方式將預(yù)測(cè)的性質(zhì)發(fā)布至監(jiān)控層。設(shè)置20種餾分油（含成品油及調(diào)合組分）在線檢測(cè)譜圖，10種原油在線檢測(cè)譜圖，在線檢測(cè)主機(jī)按需讀取譜圖。

餾分油在線檢測(cè)主機(jī)及原油在線檢測(cè)主機(jī)分布部署餾分油在線性質(zhì)檢測(cè)軟件及原油在線性質(zhì)檢測(cè)軟件，虛擬方式讀取餾分油或原油在線檢測(cè)譜圖，以Modbus從站方式將預(yù)測(cè)的性質(zhì)發(fā)布至監(jiān)控層常減壓DCS，以O(shè)PC Server方式將預(yù)測(cè)性質(zhì)發(fā)布至裝置DCS。

1.2 監(jiān)控層

常減壓DCS設(shè)計(jì)監(jiān)控畫面9個(gè)，所有界面以Web方式發(fā)布至辦公網(wǎng)。具體畫面包括：1～2#界面展示OPC通訊方式下的2種原油在線檢測(cè)性質(zhì)及對(duì)應(yīng)24小時(shí)寬度的實(shí)時(shí)曲線;3～8#界面展示Modbus通訊方式下的6種餾分油在線檢測(cè)性質(zhì)及對(duì)應(yīng)24小時(shí)寬度的實(shí)時(shí)曲線;9#界面展示兩種通訊方式下8種油品的預(yù)測(cè)性質(zhì)歷史曲線，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)6個(gè)月。

常減壓DCS既是OPC Client，可以以O(shè)PC方式從油品在線性質(zhì)檢測(cè)主機(jī)中讀取性質(zhì)數(shù)據(jù);又是Modbus主站，以Modbus方式從餾分油在線檢測(cè)主機(jī)和原油在線檢測(cè)主機(jī)中讀取性質(zhì)數(shù)據(jù)。

裝置DCS及調(diào)合DCS均作OPC Client以O(shè)PC方式從餾分油在線檢測(cè)主機(jī)及餾分油在線檢測(cè)主機(jī)中獲取性質(zhì)數(shù)據(jù)，各設(shè)計(jì)監(jiān)控畫面5個(gè)，并以Web方式發(fā)布至辦公網(wǎng)。

1.3 管理層

監(jiān)控層DCS所有的性質(zhì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)以Web方式發(fā)布至辦公網(wǎng)。

2 業(yè)務(wù)測(cè)試

油品在線性質(zhì)分析測(cè)試內(nèi)容涵蓋常減壓裝置在線檢測(cè)、餾分油在線檢測(cè)、成品油在線檢測(cè)三種業(yè)務(wù)情形。

2.1 常減壓在線分析業(yè)務(wù)測(cè)試

常減壓在線檢測(cè)的儀表層為一臺(tái)ABB260近紅外儀，連接8個(gè)檢測(cè)通道至樣品池，其中兩個(gè)樣品池注入原油，其它6個(gè)樣品池注入餾分油，以還原實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。若近紅外儀不在了則可將原油和餾分油譜圖文件直接傳輸給檢測(cè)主機(jī)，使環(huán)境可繼續(xù)運(yùn)行。

近紅外儀生成的譜圖文件通過以太網(wǎng)傳輸至油品在線性質(zhì)檢測(cè)主機(jī)，經(jīng)過在線預(yù)測(cè)后將得出的性質(zhì)以O(shè)PC和Modbus方式發(fā)布至常減壓DCS。

若用戶指定將原油和餾分油檢測(cè)分開部署，那么性質(zhì)數(shù)據(jù)可經(jīng)由餾分油在線檢測(cè)主機(jī)和原油在線檢測(cè)主機(jī)同時(shí)傳輸至常減壓DCS。

2.2 裝置餾分油在線分析業(yè)務(wù)測(cè)試

餾分油在線檢測(cè)的儀表層為已有的餾分油（含成品油及調(diào)合組分）在線檢測(cè)譜圖，以虛擬通訊方式傳輸至餾分油在線檢測(cè)主機(jī)，基于譜圖預(yù)測(cè)出性質(zhì)后以O(shè)PC方式發(fā)布至裝置DCS。

2.3 調(diào)合成品油在線分析業(yè)務(wù)測(cè)試

成品油在線檢測(cè)的儀表層為已有的成品油及調(diào)合組分在線分析譜圖，以虛擬通訊方式傳輸至餾分油在線檢主機(jī)，基于譜圖預(yù)測(cè)出性質(zhì)后以O(shè)PC方式發(fā)布至調(diào)合DCS。

3 測(cè)試重點(diǎn)

3.1 采譜穩(wěn)定性

采譜穩(wěn)定性基于ABB 260近紅外儀、油品在線性質(zhì)檢測(cè)服務(wù)器等設(shè)備。在線檢測(cè)軟件每發(fā)出一次采譜指令就應(yīng)該對(duì)應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)譜圖文件，若指令數(shù)與譜圖文件數(shù)相等則認(rèn)為穩(wěn)定性為100%。

通過系統(tǒng)日志記錄24小時(shí)內(nèi)發(fā)出的采譜指令總次數(shù)，查詢系統(tǒng)指定的譜圖存儲(chǔ)目錄內(nèi)該段時(shí)間生成的譜圖文件數(shù)，兩者數(shù)量進(jìn)行比對(duì)。

譜圖采集穩(wěn)定性=實(shí)際生成譜圖文件數(shù)量/調(diào)用260采譜指令次數(shù)。以譜圖采穩(wěn)定性≥98%為合格。

3.2 分析穩(wěn)定性

在線檢測(cè)軟件每獲取到一個(gè)譜圖文件，就應(yīng)進(jìn)行一次預(yù)測(cè)分析，通過比對(duì)一段時(shí)間內(nèi)獲取到的譜圖數(shù)量與分析次數(shù)來評(píng)估分析的穩(wěn)定性，若譜圖數(shù)量與分析次數(shù)相等則認(rèn)為穩(wěn)定性為100%

通過查詢系統(tǒng)指定目錄及文件的存儲(chǔ)時(shí)間獲得固定時(shí)間內(nèi)軟件獲取的譜圖數(shù)量，通過查詢分析歷史獲得固定時(shí)間內(nèi)的分析次數(shù)。

分析穩(wěn)定性=分析次數(shù)/實(shí)際生成譜圖文件數(shù)量，以分析穩(wěn)定性≥99%為合格。

3.3 發(fā)布穩(wěn)定性

每24小時(shí)為間隔，逐一巡檢常減壓DCS、裝置DCS，記錄發(fā)布總性質(zhì)數(shù)量，記錄斷點(diǎn)次數(shù)，以斷點(diǎn)總次數(shù)/性質(zhì)總數(shù)量記為通訊中斷率，以中斷率≤1%為合格指標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出了油品在線性質(zhì)分析測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架，給出了可以涵蓋多種在線檢測(cè)業(yè)務(wù)情形的測(cè)試方法，強(qiáng)調(diào)了業(yè)務(wù)測(cè)試的關(guān)鍵問題。設(shè)計(jì)的測(cè)試系統(tǒng)可以驗(yàn)證油品在線性質(zhì)分析的各項(xiàng)功能及性能。

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