Устройство коммерческого учета углеводородного топлива
Предложенное техническое решение относится к средствам одновременного контроля физических и экономических параметров углеводородного топлива и позволит повысить качество и полноту контроля углеводородного топлива, транспортируемого по трубопроводам или хранящегося в стационарных резервуарах. Устройство коммерческого учета углеводородного топлива выполнено на основе, по меньшей мере, одного программируемого логического контроллера и содержит модули ввода-вывода, связанные с выходом, по меньшей мере, одного датчика, контактирующего с углеводородным топливом; коммуникационный процессорный модуль, подключенный через промышленную сеть передачи данных к средствам интерфейса; запоминающий модуль, центральный процессорный модуль на основе высокоскоростного логического процессора и включающий блоки средств контроля измерительных каналов и формирования учетной информации, относящейся к углеводородному топливу. 6 з.п, 1 ил.
Предлагаемое решение относится к средствам коммерческого учета углеводородного топлива (сырая нефть, газовый конденсат, природный газ, сжиженный природный газ, товарные нефтепродукты, углеводородные газы, сжиженные углеводородные газы), то есть к средствам, которые позволят осуществлять необходимый контроль физических параметров во взаимосвязи с управленческим учетом и экономическими параметрами.
В качестве ближайшего аналога предлагаемого устройства коммерческого учета углеводородного топлива может быть выбрано устройство аналогичного назначения, описанное в патенте RU 96954, опубликованном 20.08.2010. Известное из RU 96954 устройство включает процессорные средства управления получением и обработкой информации, связанные сдатчиками, контактирующими с углеводородным топливом и включающими датчики-расходомеры, и со средствами пользовательского интерфейса, обеспечивающими отображение и необходимую обработку полученной информации. Процессорные средства, в свою очередь, включают блоки, обеспечивающие одновременно со сбором данных измерений формирование доступной через средства интерфейса учетной информации, относящейся к углеводородному топливу - отчетов через установленные результаты времени. Описанное выше устройство не обеспечивает достаточное качество управления процессом измерений, не обеспечивает достаточную полноту измерений параметров углеводородного топлива, в частности, не может быть использовано для коммерческого учета углеводородного топлива, хранящегося в стационарных резервуарах.
В свою очередь, предложенное устройство коммерческого учета углеводородного топлива позволит максимально полно использовать существующие в настоящее время средства управления измерениями и обработки информации, обеспечит повышенное, по сравнению с аналогами, качество и полноту измерений.
Указанный выше результат достигается при использовании устройства коммерческого учета углеводородного топлива, выполненного на основе по меньшей мере, одного программируемого логического контроллера с монтажом модулей на профильной шине. В качестве программируемого логического контроллера может быть выбран контроллер Simatic S7-300, Simatic S7-400, также могут быть использованы другие типы программируемых логических контроллеров, обеспечивающих рабочие характеристики (оперативная память, частота) не менее, чем перечисленные типы контроллеров. Программируемый логический контроллер содержит модули ввода-вывода, коммуникационный процессорный модуль, запоминающий модуль, центральный процессорный модуль на основе высокоскоростного логического процессора, соединенный с модулями ввода-вывода, коммуникационным процессорным модулем, запоминающим модулем. Центральный процессорный модуль, выполнен с возможностью обеспечения погрешности вычислений не более 0,05% и может обеспечить поддержку промышленного протокола стандарта Highway Addressable Remote Transducer (HART) посредством модулей ввода-вывода.
Центральный процессорный модуль включает блок средств формирования, по меньшей мере, одного канала управления отбором проб углеводородного топлива; блок средств формирования, по меньшей мере, одного измерительного канала, удаленно конфигурируемого под тип датчика; блок средств контроля предельных значений измеряемых параметров. Также центральный процессорный модуль включает блок средств поверки, по меньшей мере, одного датчика, контактирующего с углеводородным топливом; блок средств контроля метрологических характеристик, по меньшей мере, одного датчика, контактирующего с углеводородным топливом, то есть с сырой нефтью, газовым конденсатом, природным газом, сжиженным природным газом, продуктами нефтепергонки, товарными нефтепродуктами, углеводородными газами, например, продуктами газификации и газами нефтеперегонки, сжиженными углеводородными газами. Важной частью центрального процессорного модуля является блок средств формирования доступной через средства интерфейса коммерческого учета углеводородного топлива учетной информации, относящейся к углеводородному топливу и включающей отчеты: двухчасовой, сменный, суточный, месячный, годовой, отчет за партию, отчет на текущий момент времени, с возможностью привязки отчета к производителю или поставщику углеводородного топлива; акты приема-сдачи продукции; паспорта качества углеводородного топлива, а также блок средств ведения архивов учетной информации, относящейся к углеводородному топливу. При этом для хранения учетной информации, относящейся к углеводородному топливу, может быть использован, как запоминающий модуль, так и рабочая память центрального процессорного модуля. Запоминающий модуль может быть выбран из перечня, включающего: средства энергонезависимой памяти и средства энергозависимой памяти.
Модули ввода-вывода связаны с выходом, по меньшей мере, одного датчика, контактирующего с углеводородным топливом и выбранного из перечня, включающего: объемный расходомер, массовый расходомер, датчик температуры, датчик давления, датчик влажности, датчик плотности, датчик вязкости, уровнемер и/или датчик гидростатического давления. Коммуникационный процессорный модуль подключен к средствам интерфейса коммерческого учета углеводородного топлива: автоматизированные рабочие места, оборудованные персональным компьютером, и/или панели операторов. Подключение коммуникационного процессорного модуля к средствам интерфейса осуществляется через промышленную сеть передачи данных стандартов Modbus, Profibus, Industrial Ethernet либо промышленную сеть, аналогичную, например, по топологии и интерфейсу, сетям перечисленных стандартов.
Предлагаемое устройство поясняется блок-схемой.
Основой предложенного устройства коммерческого учета углеводородного топлива является программируемый логический контроллер с монтажом модулей на профильной шине, в качестве такого контроллера может быть выбран контроллер Simatic S7-300, Simatic S7-400, либо их аналоги или же контроллеры, являющиеся дальнейшей модернизацией Simatic S7-300 и Simatic S7-400. Программируемый логический контроллер содержит центральный процессорный модуль 1 на основе высокоскоростного логического процессора, соединенный с модулями ввода-вывода 2 1
2n, коммуникационным процессорным модулем 3, запоминающим модулем 4 (на основе энергонезависимой памяти и энергозависимой памяти). Центральный процессорный модуль 1 обеспечивает погрешность вычислений не более 0,05% и обеспечивает оптимальную работу устройства при поддержке промышленного протокола стандарта - Highway Addressable Remote Transducer (HART), посредством модулей ввода/вывода. Участки рабочей памяти центрального процессорного модуля 1 выделяются для организации блоков средств 515n, обеспечивающих управление датчиками 6 16n и обработку значений физических величин, получаемых при опросе датчиков 616n, контактирующих с углеводородным топливом в нефтепроводе, газопроводе или же в стационарной емкости. Также участки рабочей памяти центрального процессора 1 выделяются для организации блоков средств 515n формирования учетной информации, относящейся к углеводородному топливу.
Центральный процессорный модуль 1 включает блок средств формирования каналов управления отбором проб углеводородного топлива; блок средств формирования измерительного каналов, удаленно конфигурируемых под тип датчика, блок средств контроля предельных значений измеряемых параметров. Перечисленные блоки обеспечивают качественное и точное проведение измерений, в том числе и при меняющихся условиях измерений и требований к измерениям. Для обеспечения контроля качества измерений центральный процессорный модуль 1 включает блок средств поверки датчиков, контактирующих с углеводородным топливом и блок средств контроля метрологических характеристик датчиков, контактирующего с углеводородным топливом. Учетная информация, относящаяся к углеводородному топливу, формируемая соответственным блоком средств центрального процессорного модуля 1 включает отчеты, полученные в результате измерений, акты приема-сдачи продукции; паспорта качества углеводородного топлива. Отчеты, формируемые средствами центрального процессорного модуля 1, включают двухчасовой, сменный, суточный, месячный, годовой, отчет за партию, отчет на текущий момент времени, с возможностью привязки отчета к производителю или поставщику углеводородного топлива. Сформированные отчеты, акты и паспорта качества обрабатываются блоком средств ведения архивов учетной информации, относящейся к углеводородному топливу центрального процессорного модуля 1, сформированные архивы хранятся в памяти запоминающего модуля 4 и/или рабочей памяти центрального процессорного модуля 1.
Центральный процессорный модуль 1 осуществляет контроль процесса измерений и получает результаты измерений через модули ввода-вывода 212n, связанные с выходом датчиков 616n, контактирующих с углеводородным топливом, то есть с сырой нефтью, газовым конденсатом, природным газом, сжиженным природным газом, продуктами нефтеперегонки, товарными нефтепродуктами, углеводородными газами, например, продуктами газификации и газами нефтеперегонки, сжиженными углеводородными газами. В качестве датчиков 616n, работу которых контролирует и данные от которых получает центральный процессорный модуль 1 может быть использован: объемный расходомер, массовый расходомер, датчик температуры, датчик давления, датчик влажности, датчик плотности, датчик вязкости, уровнемер и/или датчик гидростатического давления. Таким образом, может быть осуществлен коммерческий учет углеводородного топлива как в нефтепроводах и газопроводах, так и в стационарных нефтехранилищах и хранилищах сжиженных газов (уровнемеры и/или датчики гидростатического давления), при получении практически полной картины по качеству углеводородного топлива.
Полученные данные: результаты измерений, сформированная учетная информация направляется посредством коммуникационного процессорного модуля 3 на средства интерфейса 7 коммерческого учета углеводородного топлива, то есть на автоматизированные рабочие места, оборудованные персональным компьютером, и/или панели операторов. Подключение коммуникационного процессорного модуля 7 к средствам интерфейса осуществляется через промышленную сеть передачи данных какого-либо из известных стандартов Modbus, Profibus, Industrial Ethernet, или же промышленную сеть, аналогичную сетям перечисленных стандартов.
Таким образом, предложено устройство коммерческого учета углеводородного топлива (сырая нефть, газовый конденсат, природный газ, сжиженный природный газ, товарные нефтепродукты, углеводородные газы, сжиженные углеводородные газы), которое обеспечит качественный контроль и отображение физических параметров во взаимосвязи с данными управленческого учета и экономическими параметрами.
1. Устройство коммерческого учета углеводородного топлива, выполненное на основе, по меньшей мере, одного программируемого логического контроллера с монтажом модулей на профильной шине, содержащего
модули ввода-вывода, связанные с выходом, по меньшей мере, одного датчика, контактирующего с углеводородным топливом и выбранного из перечня, включающего: объемный расходомер, массовый расходомер, датчик температуры, датчик давления, датчик влажности, датчик плотности, датчик вязкости, уровнемер и/или датчик гидростатического давления;
коммуникационный процессорный модуль, подключенный через промышленную сеть передачи данных к средствам интерфейса коммерческого учета углеводородного топлива, выбранным из перечня, включающего: по меньшей мере, одно автоматизированное рабочее место, оборудованное персональным компьютером и/или, по меньшей мере, одна панель оператора,
запоминающий модуль,
центральный процессорный модуль на основе высокоскоростного логического процессора, соединенный с модулями ввода-вывода, коммуникационным процессорным модулем, запоминающим модулем и включающий в себя
блок средств формирования, по меньшей мере, одного канала управления отбором проб углеводородного топлива,
блок средств формирования, по меньшей мере, одного измерительного канала, удаленно конфигурируемого под тип датчика,
блок средств контроля предельных значений измеряемых параметров,
блок средств поверки, по меньшей мере, одного датчика, контактирующего с углеводородным топливом,
блок средств контроля метрологических характеристик, по меньшей мере, одного датчика, контактирующего с углеводородным топливом,
блок средств формирования доступной через средства интерфейса коммерческого учета углеводородного топлива учетной информации, относящейся к углеводородному топливу и включающей отчеты: двухчасовой, сменный, суточный, месячный, годовой, отчет за партию, отчет на текущий момент времени, с возможностью привязки отчета к производителю или поставщику углеводородного топлива; акты приема-сдачи продукции; паспорта качества углеводородного топлива;
блок средств ведения архивов учетной информации, относящейся к углеводородному топливу.
2. Устройство коммерческого учета углеводородного топлива по п.1, отличающееся тем, что центральный процессорный модуль, выполнен с возможностью обеспечения погрешности вычислений не более 0,05%.
3. Устройство коммерческого учета углеводородного топлива по п.1, отличающееся тем, что центральный процессорный модуль, выполнен с возможностью поддержки промышленного протокола стандарта - Highway Addressable Remote Transducer (HART), посредством модулей ввода/вывода.
4. Устройство коммерческого учета углеводородного топлива по п.1, отличающееся тем, что в качестве промышленной сети передачи данных использована промышленная сеть стандарта, выбранного из перечня, включающего, по меньшей мере, Modbus, Profibus, Industrial Ethernet.
5. Устройство коммерческого учета углеводородного топлива по п.1, отличающееся тем, что в качестве программируемого логического контроллера использован контроллер, выбранный из перечня, включающего, по меньшей мере, контроллеры: Simatic S7-300, Simatic S7-400.
6. Устройство коммерческого учета углеводородного топлива по п.1, отличающееся тем, что для хранения учетной информации, относящейся к углеводородному топливу, использовано устройство, выбранное из перечня, включающего запоминающий модуль и/или рабочую память центрального процессорного модуля.
7. Устройство коммерческого учета углеводородного топлива по п.1, отличающееся тем, что запоминающий модуль выбран из перечня, включающего: средства энергонезависимой памяти и средства энергозависимой памяти.
8. Устройство коммерческого учета углеводородного топлива по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что датчик контактирует с углеводородным топливом, выбранным из перечня, включающего: сырая нефть, газовый конденсат, природный газ, сжиженный природный газ, продукты нефтеперегонки, товарные нефтепродукты, углеводородные газы, например, продукты газификации и газы нефтеперегонки, сжиженные углеводородные газы.
