Endress+Hauser（恩德斯+豪斯,，簡(jiǎn)稱(chēng)E+H公司）是一家世界著名的性集團(tuán)公司，專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)物位,、流量,、壓力、溫度,、密度,、水分析和環(huán)境監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)通訊,、記錄儀,、數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)和罐區(qū)和中小型FCS系統(tǒng)等,。其于罐區(qū)的雷達(dá)液位測(cè)量系統(tǒng)*特色,，突出體現(xiàn)了“以人為本"的設(shè)計(jì)理念。FMR50雷達(dá)物位計(jì)

一,、概述

Endress+Hauser(恩德斯+豪斯,，簡(jiǎn)稱(chēng)E+H公司)是一家世界著名的性集團(tuán)公司，專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)物位,、流量,、壓力、溫度,、密度,、水分析和環(huán)境監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)通訊,、記錄儀,、數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)和罐區(qū)和中小型FCS系統(tǒng)等,。其于罐區(qū)的雷達(dá)液位測(cè)量系統(tǒng)*特色,，突出體現(xiàn)了“以人為本"的設(shè)計(jì)理念。

該測(cè)量系統(tǒng)以單個(gè)儲(chǔ)罐作為一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)單元,，罐旁指示儀NRF590作為測(cè)量系統(tǒng)單元核心,，所有儲(chǔ)罐上的測(cè)量?jī)x表如雷達(dá)液位計(jì)、平均溫度計(jì),、壓力變送器等都設(shè)計(jì)成本安防爆型儀表,，接入罐旁指示儀的本安接線(xiàn)腔,，罐旁指示儀的隔爆接線(xiàn)腔具有可選的各種數(shù)字總線(xiàn)輸出(如MODBUS RS-485、V1等),、可選的4-20mA模擬量輸入輸出和開(kāi)關(guān)量輸入輸出等,，連接到控制室上位系統(tǒng)。

FMR50雷達(dá)物位計(jì)

二,、工況介紹

E+H公司雷達(dá)液位計(jì)分為計(jì)量級(jí)高精度雷達(dá)液位計(jì)Micropilot S FMR5xx系列,、控制級(jí)雷達(dá)液位計(jì)Micropilot M FMR2xx系列以及纜式雷達(dá)Levelflex M FMP4x系列等三大系列，每系列各有不同類(lèi)型的雷達(dá)天線(xiàn),，適用于不同的應(yīng)用工況,。本文就煉油廠(chǎng)罐區(qū)不同類(lèi)型的儲(chǔ)罐，展開(kāi)論述其適用的雷達(dá)液位計(jì)以供參考,。

煉油廠(chǎng)罐區(qū)主要分為原油罐區(qū),、汽油罐區(qū)、柴油罐區(qū),、航空煤油罐區(qū),、燃料油罐區(qū)、重油罐區(qū),、瀝青罐區(qū)和液化氣球罐區(qū)等,，還有一些其它輔助儲(chǔ)罐如MTBE儲(chǔ)罐、掃線(xiàn)儲(chǔ)罐,、污油儲(chǔ)罐,、消防水罐等。

原油罐區(qū)主要是5,、10萬(wàn)立方米的外浮頂罐,，也有2萬(wàn)立方米左右的拱頂罐,，一般在儲(chǔ)罐底部裝有加熱盤(pán)管,，對(duì)原油進(jìn)行加熱保溫。在外浮頂原油罐上一般推薦使用于導(dǎo)波管的FMR532平面天線(xiàn)雷達(dá)液位計(jì)(精度±1mm,，測(cè)量距離1～38m)安裝于儲(chǔ)罐的導(dǎo)向柱上,，導(dǎo)向柱要求為DN150、DN200,、DN250或DN300固定內(nèi)徑的金屬管,，且在側(cè)壁對(duì)開(kāi)兩排小于1/10管徑的圓孔、孔距應(yīng)不小于30cm,。FMR532雷達(dá)液位計(jì)的平面天線(xiàn)實(shí)際上是由若干個(gè)小天線(xiàn)組成的天線(xiàn)陣列,，由其發(fā)射的雷達(dá)波能量集中在導(dǎo)波管的中間，與管壁接觸部分能量很小,，因此受導(dǎo)波管粗糙的內(nèi)壁的影響很小,，能夠很好的抵抗原油掛壁對(duì)測(cè)量的影響,。在拱頂原油罐上一般推薦使用FMR540小拋物面天線(xiàn)雷達(dá)液位計(jì)(精度±1mm，測(cè)量距離1～40m),，其小拋物面天線(xiàn)的尺寸只有DN200,，雷達(dá)波束角只有4度，因此可以安裝在非?？拷薇诘牡胤?，以20m的儲(chǔ)罐為例，可安裝于離罐壁0.7m的位置而不受罐壁影響,。

汽油罐區(qū)一般是2萬(wàn)立方米以下的內(nèi)浮頂罐,，推薦使用于導(dǎo)波管的FMR532平面天線(xiàn)雷達(dá)液位計(jì)(精度±1mm，測(cè)量距離1～38m)安裝于儲(chǔ)罐的導(dǎo)向柱上,，對(duì)于小于DN150的導(dǎo)波管如DN100,、DN80，可選用FMR530喇叭天線(xiàn)雷達(dá)液位計(jì)(精度±1mm,，測(cè)量距離20m),。

柴油罐區(qū)、航空煤油罐區(qū)一般是2萬(wàn)立方米以下的拱頂罐,，一般推薦使用FMR540小拋物面天線(xiàn)或小喇叭天線(xiàn)雷達(dá)液位計(jì)(精度±1mm,，測(cè)量距離1～40m)。

燃料油罐區(qū),、重油罐區(qū)一般都是2萬(wàn)立方米以下的拱頂罐,，一般在儲(chǔ)罐底部裝有加熱盤(pán)管，對(duì)油品進(jìn)行加熱保溫,，可參照柴油罐區(qū),、航空煤油罐區(qū)選用FMR540小拋物面天線(xiàn)或小喇叭天線(xiàn)雷達(dá)液位計(jì)(精度±1mm，測(cè)量距離1～40m),。

瀝青罐區(qū)一般是帶加熱盤(pán)管的拱頂罐,，罐內(nèi)溫度可達(dá)攝氏150多度，而且容易在雷達(dá)天線(xiàn)上產(chǎn)生結(jié)焦,。這種工況下一般推薦FMR533大拋物面天線(xiàn)雷達(dá)(精度±1mm,，測(cè)量距離1～38m)，其拋物面為DN450,，可有效抵抗瀝青在天線(xiàn)上結(jié)焦所產(chǎn)生的影響,，長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠工作。

液化氣球罐區(qū)一般是1000立方米左右2.5MPa以下的高壓常溫球罐,，推薦使用FMR532平面天線(xiàn)雷達(dá)液位計(jì)(精度±1mm,，測(cè)量距離1～38m)安裝于球罐的DN150導(dǎo)波管上，在雷達(dá)與球罐導(dǎo)波管之間加裝一臺(tái)同徑手動(dòng)球閥,。當(dāng)然在這種工況下有比雷達(dá)更適合的測(cè)量?jī)x表,，那就是E+H公司的伺服液位計(jì)NMS5(精度±0.7mm,，測(cè)量距離1～36m)，在此就不做論述了,。

對(duì)于一些其它輔助儲(chǔ)罐如MTBE儲(chǔ)罐,、掃線(xiàn)儲(chǔ)罐、消防水罐等可采用纜式雷達(dá)Levelflex M FMP40(精度±3mm,，測(cè)量距離35m),。而污油儲(chǔ)罐可參考燃料油罐區(qū)、重油罐區(qū)選用FMR540小拋物面天線(xiàn)或小喇叭天線(xiàn)雷達(dá)液位計(jì)(精度±1mm,，測(cè)量距離1～40m),。

以上雷達(dá)液位計(jì)均通過(guò)本安防爆HART通信協(xié)議連接到罐旁指示儀NRF590的本安接線(xiàn)腔，因此在罐上都可以帶電開(kāi)蓋,，進(jìn)行在線(xiàn)調(diào)試維護(hù)等操作,。又因?yàn)椴捎肏ART數(shù)字通信，而不是傳統(tǒng)的4-20mA,，所以液位測(cè)量值沒(méi)有任何傳輸誤差,。

三、罐旁指示儀

罐旁指示儀NRF590作為測(cè)量系統(tǒng)單元核心,，為雷達(dá)液位計(jì)和其它可選的罐區(qū)儀表如平均溫度計(jì),、壓力變送器等提供本安電源，采集所有與之相連的罐區(qū)儀表的測(cè)量值,，進(jìn)行各種儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)的計(jì)算與補(bǔ)償,，并實(shí)時(shí)顯示測(cè)量值與自診斷信息等，通過(guò)各種可選的數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)(如MODBUS RS-485,、V1等)與控制室罐區(qū)管理系統(tǒng)相連,。

罐旁指示儀NRF590內(nèi)部集成了安全柵電路，從本安接線(xiàn)腔接入的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)經(jīng)過(guò)安全柵電路進(jìn)入NRF590進(jìn)一步處理,，然后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)LCD顯示面板顯示,，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)輸出到控制室。這種設(shè)計(jì)方式既集成了面向儲(chǔ)罐現(xiàn)場(chǎng)的本安防爆子系統(tǒng),，同時(shí)又集成了面向控制室的隔爆子系統(tǒng),，在不增加測(cè)量系統(tǒng)復(fù)雜性的前提下,，大大提高了測(cè)量系統(tǒng)的安全性及可維護(hù)性,。

罐旁指示儀NRF590支持HTG靜壓式儲(chǔ)罐測(cè)量系統(tǒng)和HTMS混合式儲(chǔ)罐測(cè)量系統(tǒng)，接入可選的壓力變送器,、平均溫度計(jì)等,，完成油品密度計(jì)算、罐體溫度變形修正,、罐體靜壓力變形修正等儲(chǔ)罐算法,，從而向用戶(hù)提供更加專(zhuān)業(yè)精準(zhǔn)的儲(chǔ)罐實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),。

罐旁指示儀NRF590采用了各種開(kāi)放技術(shù)如HART通信協(xié)議、MODBUS RS-485現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)輸出,、系統(tǒng)軟件可升級(jí)技術(shù)等,，同時(shí)十分重視本地化進(jìn)程，現(xiàn)場(chǎng)顯示操作擁有可選的中文菜單等,，從用戶(hù)的角度出發(fā),，真正實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)投資效益實(shí)用安全。

四,、系統(tǒng)構(gòu)成

E+H公司全新的罐區(qū)上位系統(tǒng)TankVision集成了*工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù),、跨平臺(tái)的Web Server與Java技術(shù)、支持標(biāo)準(zhǔn)的HTML語(yǔ)言和XML語(yǔ)言,，支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS RS-485和MODBUS TCP/IP協(xié)議,，采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),，共有3類(lèi)模塊：Tank Scanner,、Data Concentrator和Host Link。這些模塊通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)連接在一起協(xié)同工作,。

Tank Scanner接收一路從現(xiàn)場(chǎng)罐旁指示儀NRF590輸出的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)信號(hào)(如MODBUS RS-485總線(xiàn),，一條總線(xiàn)可連接15臺(tái)罐旁指示儀NRF590)，采集各儲(chǔ)罐的液位,、溫度,、密度等現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，根據(jù)用戶(hù)定義的罐量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),、儲(chǔ)罐容積表,、各信號(hào)報(bào)警點(diǎn)等，進(jìn)行罐量計(jì)算,、報(bào)警檢測(cè),、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)警與事件存儲(chǔ),、生成報(bào)表等,，并通過(guò)內(nèi)置Web Server向外發(fā)布。也就是說(shuō),，多臺(tái)上位計(jì)算機(jī)(Windows系統(tǒng),、Linux系統(tǒng)等)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器(如IE、Firefox,、Opera等)就能同時(shí)瀏覽Tank Scanner中各儲(chǔ)罐的實(shí)時(shí)信息,。

Data Concentrator用于收集多個(gè)Tank Scanner的數(shù)據(jù)，如煉油廠(chǎng)罐區(qū)具有數(shù)十個(gè)Tank Scanner，上位計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器只須訪(fǎng)問(wèn)Data Concentrator,，就能管理整個(gè)罐區(qū),。

如果需要把罐區(qū)數(shù)據(jù)送入DCS/PLC系統(tǒng)，就要用到Host Link,，Host Link根據(jù)用戶(hù)定義的數(shù)據(jù)項(xiàng)采集各Tank Scanner中各儲(chǔ)罐的數(shù)據(jù),，通過(guò)MODBUS RS-232/485或MODBUS TCP/IP協(xié)議送入DCS/PLC系統(tǒng)。

TankVision同時(shí)集成了遠(yuǎn)程調(diào)試與診斷技術(shù),，通過(guò)Internet或Intranet運(yùn)行E+H公司新開(kāi)發(fā)的企業(yè)資產(chǎn)管理軟件Fieldcare或調(diào)試軟件ToF Tool就能調(diào)試與診斷現(xiàn)場(chǎng)的罐區(qū)儀表如罐旁指示儀NRF590,、各種雷達(dá)液位計(jì)、平均溫度計(jì)等,。

五,、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)今世界石油資源越來(lái)越寶貴，在石油的煉制儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中各環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗就顯得非常重要,，而我國(guó)的煉油企業(yè)對(duì)煉油裝置的相關(guān)技術(shù)改造的同時(shí),，對(duì)罐區(qū)的自動(dòng)控制與管理也越來(lái)越重視。在這種背景下,，從中國(guó)用戶(hù)的實(shí)際出發(fā),，結(jié)合世界工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的*技術(shù)，突出 “以人為本"的設(shè)計(jì)理念,，貫徹本地化,、專(zhuān)業(yè)化的思路大力推廣新型雷達(dá)測(cè)量系統(tǒng)在煉油廠(chǎng)罐區(qū)的應(yīng)用。本文是作者在實(shí)際工作中的一些經(jīng)驗(yàn)所得,，望起到“拋磚引玉"之功效,，為我國(guó)煉油廠(chǎng)罐區(qū)的自動(dòng)化測(cè)量水平更上一層樓而多做貢獻(xiàn)。

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