論油田地磅數(shù)字化系統(tǒng)改造

一、油田地磅建設(shè)使用現(xiàn)狀

油田所用地磅是對(duì)運(yùn)輸油品進(jìn)行計(jì)量,拉運(yùn)車輛管控的重要設(shè)施,其使用效果受稱重傳感器選型和汽車衡安裝方式等多方面因素影響。在維護(hù)管理方面,因人為干擾、破壞致使稱重衡數(shù)據(jù)失真、儀表故障、油品流失,嚴(yán)重影響了油品計(jì)量和車輛管控工作。在數(shù)據(jù)管理方面,稱重?cái)?shù)據(jù)是參與油品計(jì)量的主要數(shù)據(jù)。目前,稱重?cái)?shù)據(jù)載體主要為人工報(bào)表或電腦打印單據(jù)。相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)收集涉及了卸油崗的《卸油報(bào)表》;司磅崗的《車輛進(jìn)出站報(bào)表》;化驗(yàn)員的《卸油化驗(yàn)報(bào)表》等,記錄環(huán)節(jié)、記錄人、記錄時(shí)間不一致,不僅容易造成數(shù)據(jù)誤差,也易被人篡改。二、油田地磅數(shù)字化系統(tǒng)建設(shè)構(gòu)想

傳感器及儀表的選型因油田被測(cè)車輛噸位大,主要采用橋式稱重傳感器(以下簡(jiǎn)稱傳感器)。信號(hào)輸出分兩種,其中模擬傳感器使用較多,數(shù)字信號(hào)傳感器較少。兩種信號(hào)形式的傳感器因其制造工藝、電子元器件性能參數(shù)不同,在使用過(guò)程中具有不同性能。模擬式傳感器使用中存在主要以下幾個(gè)方面缺點(diǎn):

1標(biāo)定難。標(biāo)定物體時(shí)需要加載稱重砝碼,由于大噸位砝碼在現(xiàn)場(chǎng)很難攜帶,而通常用車輛在兩臺(tái)不同的裝置上做比對(duì)。因?qū)Ρ热狈λ菰葱约又嚊r常數(shù)影響較多,標(biāo)定數(shù)據(jù)缺乏準(zhǔn)確性，難以被認(rèn)可。

2. 傳感器輸出信號(hào)電壓一般在-16~18mVDC 之間。在工作現(xiàn)場(chǎng)，儀表與傳感器之間易受強(qiáng)電干擾和浪涌影響，造成數(shù)據(jù)不穩(wěn)。在傳輸中還受電纜電阻的影響，造成信號(hào)有所損失，傳輸距離較短。

3.在濕度較大工況下易造成傳感器和儀表接線終端電路板故障。

4.無(wú)傳感器自診斷功能。一旦某個(gè)傳感器出現(xiàn)故障就需要逐個(gè)測(cè)試排查。

5.角差修正困難，需對(duì)傳感器安裝角度進(jìn)行逐一調(diào)整，耗時(shí)耗力。

6.無(wú)溫度補(bǔ)償電路，溫度引起的電纜阻值變化能對(duì)輸出電壓造成影響致使數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差。

7．極容受作弊裝置影響，造成油品重大損失。數(shù)字式傳感器從上世紀(jì) 80 年代起研發(fā)，從開始的模擬數(shù)字信號(hào)輸出到現(xiàn)今的純數(shù)字化信號(hào)輸出，其各項(xiàng)性能指標(biāo)已遠(yuǎn)超模擬式稱重傳感器。

數(shù)字式稱重傳感器主要特點(diǎn)

1. 將應(yīng)變計(jì)所測(cè)的理量轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)傳送至放大器，再由放大器放大后進(jìn)入高精度（24Bit）A/D 轉(zhuǎn)換器，由于 A/D 轉(zhuǎn)換器密封于傳感器殼體內(nèi)，模擬信號(hào)段與 A/D 轉(zhuǎn)換器的距離僅有8mm，保證了信號(hào)的絕對(duì)穩(wěn)定不受干擾。

2.將數(shù)字信號(hào)搭載于 10-14VDC 數(shù)字電平中進(jìn)行輸出，具備抗干擾、防作弊能力。

3. 在出廠時(shí)已經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)力機(jī)的線性化標(biāo)定，初始化時(shí)只需負(fù)載激活并設(shè)置儀表分度即可使用。

4.將自診斷芯片集成與傳感器中，通過(guò)傳感器地址能夠準(zhǔn)確發(fā)送自診斷信息，免去了故障定位的繁瑣過(guò)程。

5.外殼采用激光焊接，密封性好，能避免潮濕環(huán)境下電路受潮造成的運(yùn)行故障。

6.有抗雷擊、釋放強(qiáng)電流的功能，能有效保護(hù)內(nèi)部電路。

7.傳感器內(nèi)置溫度補(bǔ)償電路，能對(duì)溫度引起的阻值變化在輸出信號(hào)上進(jìn)行自動(dòng)校正，保證傳感器穩(wěn)定、精確、持久的工作。

8.儀表自帶角差修正功能。只需通過(guò)對(duì)不同位置傳感器進(jìn)行逐一加載就可自動(dòng)校正傳感器加載不均的問(wèn)題。

通過(guò)以上對(duì)比，需更精確的對(duì)罐車原油進(jìn)行計(jì)量，應(yīng)采用或更換已安裝的模擬式稱重傳感器。

地磅的安裝

地磅在安裝方式上，主要采用地下式和地上式安裝，即磅臺(tái)低于地面或高于地面。地下式安裝由于空氣不流通、無(wú)法排出裝置下方的水汽，易使傳感器、接線終端盒電路板受潮。且能見度低，不便于日常維護(hù)、巡檢；如果存在支撐物，會(huì)嚴(yán)重影響到稱重，導(dǎo)致結(jié)果偏輕。

為了便于清除雨雪天氣車輛掉的落物（裝置底部的泥、石和凍土，支撐物），檢查傳感器信號(hào)電纜。應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況將現(xiàn)有的地下式安裝改變?yōu)榈厣鲜桨惭b。此外，地磅磅體兩側(cè)應(yīng)該安裝有護(hù)欄和紅外感應(yīng)報(bào)警器以防止車輛偏離磅體和人為破壞。

場(chǎng)地監(jiān)控系統(tǒng)組建及車輛識(shí)別裝置的應(yīng)用

1. 視頻監(jiān)控系統(tǒng)組建

地磅裝置安裝調(diào)試完成后，還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況組建監(jiān)控系統(tǒng)，完善監(jiān)控手段。攝像機(jī)安裝位置選擇為視角能夠覆蓋裝置主體及周邊環(huán)境的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)。為了監(jiān)控儀表部分，紅外報(bào)警裝置供電，應(yīng)安裝能夠監(jiān)控司磅室的室內(nèi)機(jī)位。

2. 車輛識(shí)別裝置的應(yīng)用

為了增強(qiáng)監(jiān)控手段，識(shí)別進(jìn)出站車輛，應(yīng)安裝能夠識(shí)別車輛的車輛識(shí)別裝置。通過(guò)附帶車輛識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件，將進(jìn)出站的車輛通過(guò)視頻和圖片格式存儲(chǔ)起來(lái)。此外，車輛識(shí)別裝置是地磅與場(chǎng)站自動(dòng)化系統(tǒng)并軌后實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理必要條件。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和理論驗(yàn)證：將油田汽車衡進(jìn)行數(shù)字化建設(shè)，搭配應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)管理功能，一方面需要規(guī)范儀表選型和地磅的安裝方式；另一方面，需組建稱重?cái)?shù)據(jù)庫(kù)。而系統(tǒng)具備的相應(yīng)功能是完全符合當(dāng)前生產(chǎn)組織和技術(shù)管理需要的。

兼容性上，該系統(tǒng)能與油田公司現(xiàn)有數(shù)字化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)容進(jìn)行融合，符合“模塊化”建設(shè)的核心思想。工程造價(jià)方面，價(jià)可控制在 8 萬(wàn)元內(nèi)，而系統(tǒng)產(chǎn)生的計(jì)量管控作用遠(yuǎn)程造價(jià)費(fèi)用，符合油田公司數(shù)字化建設(shè)三低一高的建設(shè)思路。

相信地磅數(shù)字化系統(tǒng)如果成功應(yīng)用，會(huì)顛覆當(dāng)前卸油管理現(xiàn)狀，為油品計(jì)量，車輛管控搭建更科學(xué)更可靠的平臺(tái)。在實(shí)際使用中，地磅數(shù)字化系統(tǒng)將借助在線含水計(jì)量?jī)x等其它智能儀表實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的計(jì)量、管控功能，為油田的生產(chǎn)技術(shù)工作提供更強(qiáng)而有力的支撐。