Thiết kế hệ thống tự động hóa đo lường, quản lý, giám sát bồn bể kho xăng dầu nghi sơn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGÔ MINH ĐỨC THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA ĐO LƯỜNG, QUẢN LÝ, GIÁM SÁT BỒN BỂ KHO XĂNG DẦU NGHI SƠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA NGƯỜI HƯỚNG DẪN : TS ĐỖ MẠNH CƯỜNG HÀ NỘI - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cao học )“ Thiết kế hệ thống tự động hóa đo lường, quản lý, giám sát bồn bể Kho xăng dầu Nghi Sơn” Do tự thực hướng dẫn Tiến sĩ Đỗ Mạnh Cường, không chép nội dung từ đồ án khác, hay sản phẩm tương tự mà làm Để hồn thành luận văn cao học này, tơi sử dụng tài liệu ghi phần tài liệu tham khảo không sử dụng tài liệu khác Nếu phát có chép, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày tháng năm Học viên Ngô Minh Đức MỤC LỤC MỤC LỤC i Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt iv Danh mục bảng biểu v Danh mục hình vẽ, đồ thị vi Lời nói đầu Chƣơng GIỚI THIỆU ĐẶC ĐIỂM QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ KHO XĂNG DẦU NGHI SƠN 1.1 Giải pháp bố trí hạng mục Kho xăng dầu Nghi Sơn 1.2 Quy trình công nghệ 1.2.1 Giới thiệu chung 1.2.2 Giải pháp công nghệ thiết .5 1.3 Hệ thống cung cấp điện động lực điều khiển 1.3.1 Yêu cầu chung .6 1.3.2 Các quy phạm tiêu chuẩn đƣợc áp dụng 1.4 Nguồn cung cấp điện .7 1.4.1 Mạng động lực .8 1.4.2 Mạng điện chiếu sáng sinh hoạt .8 Chƣơng HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA KHO XĂNG DẦU NGHI SƠN 14 2.1 Hệ thống tự động hóa 14 2.2 Hệ thống thiết bị phòng điều khiển trung tâm .17 2.3 Hệ thống tự động hóa xuất hàng 18 2.4 Hệ tự động hóa đo lƣờng, quản lý, giám sát bồn bể .20 Chƣơng HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA ĐO LƢỜNG, QUẢN LÝ, GIÁM SÁT BỒN BỂ KHO XĂNG DẦU NGHI SƠN 22 3.1 Tổng quan hệ thống quản lý, giám sát bồn bể 22 i 3.2 Các phƣơng pháp đo mức .23 3.3 Hệ thống đo lƣờng, quản lý, giám sát bồn bể tự động 26 3.4 Tổng quan hệ thống RAPTOR .26 3.5 Thiết kế hệ thống đo lƣờng, quản lý, giám sát bồn bể hệ thống RAPTOR .27 3.5.1 Nguyên lý đo mức RADAR .27 3.5.2 Lựa chọn thiết bị cho hệ thống đo lƣờng, quản lý, giám sát bồn bể Kho xăng dầu Nghi Sơn 32 3.5.3 Một số hình ảnh thực tế hệ thống tự động hóa đo lƣờng giám sát bồn bể Chƣơng 51 MƠ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HĨA ĐO LƢỜNG, QUẢN LÝ, GIÁM SÁT BỒN BỂ KHO XĂNG DẦU NGHI SƠN .53 4.1 Truy c p phần mềm .53 4.2 S dụng phần mềm WinSetup .55 4.2.1 Kiểm tra cổng truyền thông .55 4.2.2 Cài đặt hệ thống Raptor .56 4.3 Hƣớng d n s dụng phần mềm WinOpi 68 4.3.1 Giám sát liệu .69 4.3.2 Nh p ảng arem ồn .70 4.3.3 Tạo file áo cáo 71 4.3.4 Quan sát lịch s liệu .72 4.3.5 Chức Historical Data View .75 4.3.6 Sao lƣu liệu hệ thống 77 Kết lu n hƣớng phát triển đề tài 81 Kết lu n 81 Hƣớng phát triển đề tài 82 ii Tài liệu tham khảo .84 Phụ lục .85 iii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt n Tên Level Mức chất lỏng Avg Temp Nhiệt độ trung Level Rate Tốc độ thay đổi mức chất lỏng Flow rate Lƣu lƣợng chất lỏng FWL (Free Water Level) Mức nƣớc ể FWV (Free Water Volume) Thể t ch nƣớc Ref Density T nh trọng nhiên liệu quy nhiệt độ chuẩn 150C VCF (Volume Hệ số hiệu ch nh thể t ch Correction Factor) T lệ S&W chất cặn nƣớc p suất Pressure TOV (Total Observed Volume) Thể t ch chất lỏng nhiệt độ đo GOV (Gross Observed Volume) Thể t ch sản phầm sau hi tr thể t ch nƣớc GSV (Gross Standard Volume) Thể tích chất lỏng quy nhiệt độ chuẩn 15 °C NSV (Net Standard Volume) Thể tích sản phẩm quy nhiệt độ chuẩn 15 °C WIA (Weight In Air) Khổi lƣợng sản phẩm khơng khí WIV (Weight In Vacuum) Khối lƣợng sản phẩm chân không WCF Hệ số chuyển đổi trọng lƣợng dựa Factor) (Weight Conversion t trọng chuẩn sản phẩm iv Danh mục bảng biểu Bảng 2.1 Thông số thiết bị phòng điều khiển trung tâm 17 Bảng 2.2 Thông số thiết bị tự động hóa xuất hàng 19 Bảng 2.3 Thông số thiết bị hệ thống đo lƣờng bồn bể 20 Bảng 3.1 Bảng đặc tính kỹ thu t Rosemount 5900S 33 Bảng 3.2 Đặc điểm kỹ thu t cảm biến 2240s 36 Bảng 3.3 Đặc điểm kỹ thu t thiết bị 2230 38 Bảng 3.4 Số lƣợng cổng truyền thông .42 Bảng 3.5 Đặc tính kỹ thu t FCU 2160 .42 Bảng 3.6 Thông số kỹ thu t FBM 2180 43 Bảng 3.7 So sánh TM WINOPI TM WINVIEW .45 Bảng 3.8 Đặc điểm kỹ thu t 48 Bảng 4.1 Tên tài hoản m t hẩu mặc định truy c p phần mềm TankMaster 54 Bảng 4.2 Một số thu t ngữ s dụng phần mềm .79 v Danh mục hình vẽ, đồ thị H nh 2.1 Sơ đồ hệ thống tự động hóa Kho Xăng Dầu Nghi Sơn .17 H nh 2.2 Sơ đồ quy trình luân chuyển thơng tin nghiệp vụ xuất hàng tự động… 19 Hình 3.1 Hệ thống quản lý, giám sát công nghiệp 22 Hình 3.2 Biểu đồ sóng truyền f1, sóng nh n f0 hệ thống FMCW 28 Hình 3.3 Quan hệ thời gian truyền nh n tín hiệu với khoảng cách 29 Hình 3.4 Cấu tạo radar FMCW .30 Hình 3.5 Sự nhiễu tần .31 Hình 3.6 Echo, echo đƣờng bao tần số .31 H nh 3.7 Sơ đồ kết nối hệ thống giám sát bồn bể Kho xăng dầu Nghi Sơn 32 Hình 3.8 Cảm biến mức ROSEMOUNT 32 Hình 3.9 Cảm biến mức Rosemount 5900S .33 Hình 3.10 Cảm biến nhiệt độ đa điểm 2240S 36 Hình 3.11 Thiết bị hiển thị chỗ 2230 38 H nh 3.12 Sơ đồ truyền thông hệ thống RAPTOR 39 Hình 3.13 Mơ hình truyền thông 2410 .41 Hình 3.14 Cổng FBM 2180 43 Hình 3.15 Minh họa kết nối hệ thống 44 Hình 3.16 Giao diện phần mềm quản lý, giám sát TankMaster 44 Hình 3.17 Hệ thống kết nối mạng Tankmaster Networks 47 H nh 3.18 Lƣu đồ thu t toán 50 Hình 3.19 Khu cơng nghiệp Đ nh Vũ – Hải Phòng 51 Hình 3.20 Hình 3.18: Nhà máy dầu nhờn Chevron 51 Hình 3.21 Lắp đặt thiết bị nhà máy Chevron 52 Hình 3.22 Kết giám sát mức bể phần mềm 52 Hình 4.1 Administrator Program 53 H nh 4.2 Quyền truy c p t ng tài hoản 54 Hình 4.3 Cổng truyền thơng .55 Hình 4.4 Tham số cổng truyền thơng .56 H nh 4.5 Cài đặt FCU (2160) 56 H nh 4.6 Đặt địa ch cho FCU 57 vi Hình 4.7 Cấu hình cổng truyền thông cho FCU 57 Hình 4.8 Cấu hình Slave Database cho FCU 58 H nh 4.9 Cài đặt Tankhub 2410 .59 Hình 4.10 Nh p tên cho 2410 Tank HUB 59 H nh 4.11 Cài đặt truyền thông qua FCU trực tiếp tới TankMaster 60 H nh 4.12 Cấu h nh Slave Data ase cho Tan hu 61 Hình 4.13 Khai báo tên cho thiết bị TankMaster .61 Hình 4.14 Cấu hình hiển thị cho Tankhub 62 Hình 4.15 Kết thúc tr nh cài đặt tankhub 62 Hình 4.16 Các thiết bị tự động cài đặt èm với Tankhub 63 Hình 4.17 Khai báo loại ăng ten .63 Hình 4.18 Khai báo tham số bể 64 Hình 4.19 Cấu hình 22XX ATD 65 Hình 4.20 C a sổ tính tốn nhiệt độ trung bình .66 Hình 4.21.Cấu hình cho thiết bị hiển thị liệu chân bồn .67 Hình 4.22 Cấu h nh rơ le cho hệ thống cảnh báo – báo tràn .68 Hình 4.23 Ví dụ giám sát bồn riêng lẻ 69 Hình 4.24 Giám sát liệu nhóm bồn .70 Hình 4.25 Quan sát liệu dạng Bargraph .70 Hình 4.26 Quan sát liệu dạng Observed Inventory .70 Hình 4.27 Chức Tan Capacity Setup .71 Hình 4.28 Tạo file báo cáo WinOpi .72 Hình 4.29 Bảng Historical table .73 Hình 4.30 Chọn biến cho bảng Historical Table .74 Hình 4.31 Chọn biến cần giám sát cho bồn 75 Hình 4.32 Chọn khoảng thời gian quan sát liệu 75 Hình 4.33 C a sổ View Setup 76 H nh 4.34 Cài đặt Sample Setup cho Historical View .77 Hình 4.35 Backup hệ thống Administrator Program 78 Hình 4.36 Chức ac up 79 vii Lời nói đầu Trong kinh tế quốc dân,năng lƣợng nhân tố tối quan trọng,có khả tr ,là động lực để phát triển sản xuất.Trong đó, xăng dầu nguồn lƣợng thiếu hoạt động sản xuất, giao thơng v n tải, góp phần to lớn vào phát triển kinh tế quốc dân Tự động hoá lĩnh vực đƣợc hình thành phát triển rộng lớn phạm vi tồn giới, đem lại phần khơng nhỏ cho việc tạo sản phẩm có chất lƣợng độ phức tạp cao phục vụ nhu cầu thiết yếu sống Ở nƣớc ta, lĩnh vực tự động hoá đƣợc Đảng Nhà nƣớc quan tâm đấu tƣ lớn, với lĩnh vực công nghiệp chuyển dịch kinh tế theo định hƣớng cơng nghiệp hố - đại hố đất nƣớc.Khơng ngồi mục đ ch đó, việc ứng dụng tự động hóa vào việc khai thác, quản lý xuất nh p xăng dầu cần thiết Trong lu n văn thạc sỹ kỹ thu t: ):“ Thiết kế hệ thống tự động hóa đo lường, quản lý, giám sát bồn bể Kho xăng dầu Nghi Sơn” Luận văn trình bày theo cấu trúc gồm bốn c ƣơn :  Chƣơng I - Giới thiệu đặc điểm quy trình cơng nghệ Kho xăng dầu Nghi Sơn  Chƣơng II- Hệ thống tự động hóa ho xăng dầu  Chƣơng III - Thiết kế lựa chọn giải pháp tự động hóa đo lƣờng quản lý bồn bể xăng dầu Kho xăng dầu Nghi Sơn  Chƣơng IV –Mô hệ thống tự động hóa đo lƣờng quản lý, giám sát bồn bể xăng dầu Kho xăng dầu Nghi Sơn Tuy khối lƣợng công việc cần thực lớn, song với nỗ lực thân hƣớng d n t n tình thầy cơ, giúp đỡ bạn bè, đồng nghiệp Em thực hoàn thành đề tài :“ Thiết kế hệ thống tự động hóa đo lường, quản lý, giám sát bồn bể Kho xăng dầu Nghi Sơn”đúng thời hạn Em xin chân thành cảm ơn ch bảo, dạy dỗ t n tình thầy, mơn Tự động hóa cơng nghiệp – Viện Điện - Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Em xin chân thành cảm ơn an lãnh đạo, đồng nghiệp Công ty Tƣ vấn Xây dựng Petrolimex tạo điều kiện cho em đƣợc thực lu n văn suốt thời gian em tìm hiểu nghiên cứu thiết kế -1- ... Hệ tự động hóa đo lƣờng, quản lý, giám sát bồn bể .20 Chƣơng HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA ĐO LƢỜNG, QUẢN LÝ, GIÁM SÁT BỒN BỂ KHO XĂNG DẦU NGHI SƠN 22 3.1 Tổng quan hệ thống quản lý, giám sát. .. công nghệ Kho xăng dầu Nghi Sơn  Chƣơng II- Hệ thống tự động hóa ho xăng dầu  Chƣơng III - Thiết kế lựa chọn giải pháp tự động hóa đo lƣờng quản lý bồn bể xăng dầu Kho xăng dầu Nghi Sơn  Chƣơng... dụng tự động hóa vào việc khai thác, quản lý xuất nh p xăng dầu cần thiết Trong lu n văn thạc sỹ kỹ thu t: ):“ Thiết kế hệ thống tự động hóa đo lường, quản lý, giám sát bồn bể Kho xăng dầu Nghi Sơn? ??