№04(13) 2003
ТЕМА НОМЕРА

Разноликий контроль АЗС

Современный контроль на автозаправочной станции — это сложная многоуровневая и многофункциональная система, позволяющая получать техническую, финансовую и менеджерскую информацию, на основе которой только и могут быть приняты эффективные управленческие решения. Ее элементы должны охватывать все значимые для развития данного бизнеса процессы. Поэтому рядом со словом «контроль» часто ставят «безопасность». Утрата постоянного контроля состояния, уровня и объема топлива в емкостях грозит не только остановкой процесса заправки автотехники, но и гораздо большими неприятностями экологического и делового характера.

Современная система контроля на автозаправочной станции включает датчики снятия информации и устройства удаленного контроля.

Первые позволяют постоянно получать информацию об уровне и объеме топлива в емкостях, температуре и плотности нефтепродукта на разной глубине емкости. Механические и электронные датчики проводят автокалибровку емкостей в процессе отпуска топлива, с высокой точностью без вмешательства оператора тарируют топливораздаточную колонку, предоставляют данные для суммирующего анализа значений и вывода таблицы калибровки на печать.

Система удаленного контроля автозаправки гарантирует снятие любых параметров с измерительной аппаратуры типа Veeder-Root, Red Jacket (уровень бензина в емкостях, текущий расход, анализ для сравнения с кассой) и юстировку топливораздаточных колонок, контроль кассы и кассового компьютера, а также обеспечит наблюдение за происходящим на станции через видеокамеры и подачу сигнала тревоги в случае техногенной аварии, нападения или пожара.

Всем сестрам — по серьгам
Кроме задач непосредственного управления станцией операторами, техническим персоналом и менеджментом АЗС, повышения безопасности эксплуатации технологических установок, ужесточение требований к достоверности и точности систем контроля станции обусловлен еще и усиленным контролем инспектирующих госорганов соблюдения действующих в нефтегазовой отрасли нормативных документов: Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» №116-ФЗ, Общих правил взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств ПБ 09-170-97 (ОПВБ), Правил устройства электроустановок, а также приказа Федерального горного и промышленного надзора России (Госгортехнадзора РФ).

ОПВБ прямо регламентируют необходимость применения средств микропроцессорной техники для систем противоаварийной защиты для объектов I категории взрывоопасности — емкостей с горючим. Это означает, что в сжатые сроки существующие на многих установках средства ПАЗ на базе аналоговой и релейной техники должны быть полностью заменены современными микропроцессорными устройствами. Для объектов II и III категории (различных трубопроводов) такого жесткого инструктивного требования не существует. Однако и здесь необходимо учитывать современное повышение требований к сложности, надежности и количеству устройств защиты и блокировки технологических процессов на нефтегазовых объектах, например соблюдать требования поблочной остановки техники, как и увеличения количества отсечных клапанов на каждой отдельной установке.

Повышение общей безопасности конструкции прямо ведет к введению разумной длительности аварийных остановок. Реализация этих требований на традиционной аналоговой и релейной технике или практически невозможна, в частности из-за массы и габаритов техники, или же экономически не оправдана. Для этих категорий производств экономически целесообразна реализация системы контроля на микропроцессорной технике.

Разорительная надежность
Кроме того, из практики эксплуатации технологических установок известно, что прямое соблюдение требований нормативных документов в сфере контроля и безопасности неизбежно приводит к учащению ложных остановок процесса заправки. А это означает существенное снижение экономических показателей работы АЗС вследствие потерь от простоя, повторного пуска и вывода на прежний режим. И в этом случае менеджмент среднего звена — начальники смен, бригадиры — сталкивается с непростым выбором: или дать указание снять «лишние» блокировки (менеджеры идут на это все реже и реже — в связи с усилением упомянутого выше контроля государственных органов), или потребовать от поставщика систем контроля резко повысить их «интеллект», усложнив алгоритмы работы системы ПАЗ. Последнее сопряжено с необходимостью предварительного анализа достоверности сигналов датчиков, участвующих в блокировке, в частности при обрыве кабельных коммутаций, резком снижении скорости поступления измерительных данных, несогласованного одновременного поведения нескольких сигналов. В процессе учета временных факторов. В этом случае вынужденно реализуются режимы не полной, а частичной остановки процесса выдачи и другие безопасные режимы работы техники.

Микропроцессорные средства предоставляют возможность реализации таких «умных» систем ПАЗ. Однако это только необходимое, отнюдь не достаточное условие. Для создания действительно «интеллектуальной» системы ПАЗ от ее поставщика требуются глубокое знание технологии, умение тесно работать с эксплуатирующим персоналом, разработчиками оборудования и проектантами, а также практическая квалифицированная защита проекта системы контроля в Госгортехнадзоре. Только такой подход обеспечит создание системы ПАЗ, одновременно удовлетворяющей как действующим государственным нормам и правилам, так и соображениям экономической эффективности.

После внедрения «интеллектуальной» системы контроля на АЗС наиболее продвинутые технологи начинают ставить новые задачи, выходящие за рамки классических ПАЗ, в частности:
• автоматизировать многие действия по ликвидации аварийных ситуаций, которые в настоящее время выполняются вручную оперативным персоналом;
• частично автоматизировать режимы «холодного» и «горячего» пусков автоматики;
• сменить режимы пусков автоматики и пр.

Как показывает опыт, дополнительные затраты на реализацию вышеуказанных задач невелики, т. к. технические и программные средства контрольных систем, датчиков клапанов-отсекателей, как правило, уже интегрированы в состав действующей системы. Необходима лишь некоторая дополнительная доработка.

Требования к системам ПАЗ
К большому сожалению, в настоящее время отсутствуют какие-либо нормативные документы, в которых были бы детально сформулированы все технические требования к системам контроля для объектов нефтепродуктообеспечения, что и неудивительно — техника на Западе развивается все нарастающими темпами. Кратко же сформулировать основные требования к программно-техническим комплексам систем безопасности этих объектов несложно.
Итак, первое требование — надежность. При создании систем контроля используются только апробированные, сертифицированные технические средства заводской сборки. Застройщик никогда не должен идти на непродуманные компромиссы по снижению надежности и качества контроля в угоду экономической целесообразности бизнеса. Программное обеспечение — один из важнейших элементов автоматизированной системы управления (АСУ). Поэтому программные продукты также должны быть оригинальны и сертифицированы соответствующими госструктурами, для защиты от сбоев, разного рода зависаний и зацикливаний.

Во-вторых — гарантии. Поставщик всегда должен предоставлять гарантию на системы, разработанные на базе поставляемых им программных и технических средств. Многие корпоративные заказчики справедливо считают одним из важных преимуществ при выборе поставщика эффективное техническое сопровождение уже действующих систем, независимо от географии производимых им поставок.

И наконец, как можно более полная интеграция технических решений. Настоящий дистрибьютор не торгует россыпью. Он всегда должен быть готов предоставить заказчику комплексные технические решения всех его задач по автоматизации системы контроля и безопасности, поддерживая отраслевую специализацию АСУ ТП. В любом случае, поставщик должен детально вникать в проблемы заказчика и предложить ему не одно, а несколько вариантов решения таких задач. Ведь окончательный выбор поставщика и подрядчика всегда остается за потребителем.

Последний писк — ультразвук
Контроль количества топлива в резервуарах заправочных станций в подавляющем большинстве случаев осуществляется по показанию уровнемера. При растущих ценах на горюче-смазочные материалы борьба с воровством и уже упомянутый государственный надзор стали действенными факторами, побуждающими к совершенствованию систем контроля, повышению точности их измерений, оперативности предоставления данных для последующего анализа. Некоторые механические поплавковые уровнемеры (УДУ-5, УГР-1М) позволяют проводить измерения с абсолютной погрешностью 3 мм. Ультразвуковые уровнемеры (РУ-ПТ1) характеризуются основной погрешностью 2-4 мм, которая в рабочих условиях эксплуатации значительно возрастает.

Отечественный ультразвуковой уровнемер УД-8 имеет гораздо более широкие функциональные возможности — позволяет установить уровень подтоварной воды в емкости. Однако по точности измерения и этот прибор далеко не удовлетворяет существующие потребности. Кроме того, он имеет сложную конструкцию (в нем одних только преобразователей — шесть штук).

Проводимые исследования показали, что тех же функциональных возможностей можно достичь, используя два встречных ультразвуковых канала (воздушный — сверху — и жидкостный — снизу) с локализацией измерительного пространства кожухом с демпфирующими стенками. Для формирования необходимой (колоколообразной) формы зондирующих импульсов применяются особые противофазные гасящие колебания, которые снижают нежелательную инерционность таких преобразователей.

Для повышения точности отсчета времени принятия отраженного импульса используется компарирование двух одинаковых сигналов, поступающих на входы компаратора по двум каналам: рабочему (прямому) и дополнительному, проходящему через линию задержки. Таким образом, обнаружение и измерение количества подтоварной воды осуществляется путем программной обработки информации с обоих каналов уровнемера.

Технология ультразвукового измерения уровня основана на принципе измерения времени, необходимого для прохождения импульса от сенсора до поверхности жидкости и обратно. Установленный над измеряемой жидкостью ультразвуковой сенсор также излучает ультразвуковые импульсы и принимает сигналы, отраженные от поверхности горючего. Электронный анализатор тут же обрабатывает полученный сигнал, рассчитывая время пути и расстояние до поверхности жидкости.

Новые приборы EchoTREK — ультразвуковые преобразователи уровня с цифровым протоколом, использующие технологию SenSonicTM для датчика и самое последнее программное обеспечение QUEST + TM с современной цифровой обработкой сигнала. Многофункциональное программирование делает его идеальным для большинства случаев, когда выход пропорционален уровню (например, при открытых резервуарах), а также для более сложного применения, когда нужно учесть сложные условия: волнообразование, парение продукта и т. д.

Погрешность измерения дальности от крышки бункера, на которой установлен уровнемер, до поверхности жидкости вызвана неточностью измерения временной разности и погрешностями пересчета времени в дальность. При высоком быстродействии процессора и наличии времени с помощью программных средств можно добиться снижения погрешности пересчета ниже уровня погрешностей измерения и вообще пренебречь ими.

Погрешности измерения временной разности имеют пять основных составляющих:
• инструментальная погрешность;
• ошибка смещения (обусловленная волнением жидкости и конечной шириной ДОР);
• флуктуационные погрешности (обусловленные флуктуациями сигнала, вибрациями, звуковым фоном и собственными шумами);
• температурные погрешности (связанные с неравномерным распределением температуры в канале распространения сонара);

конвекционные ошибки (вызванные конвекционным движением слоев газовой среды в канале распространения сонара).
Несмотря на размеры переднего фронта отраженного сигнала, при правильной работе инструментальная погрешность зависит только от частоты дискретизации принятого сигнала. При частоте звука 40 кГц и достаточном быстродействии процессора инструментальная ошибка не превысит 0,03 мм!
Для компенсации температурных ошибок в системе вводится так называемый эталонный канал распространения. Скорость звука в обоих каналах одинакова и отношение длин этих каналов не зависит от температуры. Ошибки, вызванные неравномерностью распределения температур среды в канале, как показывают исследования, очень малы, и ими можно пренебречь.

Появление дешевых, быстродействующих микроконтроллеров позволяет на расстоянии в 5-10 м достичь точности измерения дальности 0,1 мм, что является серьезным шагом вперед по сравнению с предыдущими разработками.

* * *


Александр Чепрасов,
директор ООО «Системы контроля»:

«Как известно, в системе реализации нефтепродуктов, включающей цепочку «завод — нефтебаза — АЗС — потребитель», только конечный потребитель приобретает нефтепродукт по объему; остальные участники этого процесса — по массе. Это связано с тем, что в стандартных ТРК отсутствует система автоматического контроля плотности. Такое положение приводит к некоторым сложностям в реализации горючего на АЗС, особенно в районах с большими сезонными изменениями погоды (плотность нефтепродуктов существенно зависит от температуры среды). При реализации значительных объемов продукта в зависимости от времени года на АЗС возникают или его излишки, или недостача.
В ООО «Системы контроля» разработан компактный и недорогой датчик плотности проточного типа — «Ультразонд», предназначенный для непрерывного контроля плотности НП в трубопроводах. Устанавливается он в подводящий трубопровод ТРК перед входом в колонку или вразрыв заборной трубы в резервуаре и показывает очень неплохие результаты. Возможна также установка такого датчика и на приемные трубопроводы, для контроля плотности нефтепродукта при сливе в резервуар.

Еще одним важным фактором при учете нефтепродуктов на АЗС является измерение уровня нефтепродукта. Для этих целей разработан не имеющий аналогов датчик уровней и температуры расслаивающихся жидкостей в резервуарах «Термозонд-300». Особенностью датчика является отсутствие в нем подвижных частей. Кроме основной функции измерения верхнего уровня нефтепродукта, устройство позволяет измерять подтоварную воду и, что особенно важно, температуру нефтепродукта непрерывно от дна резервуара до поверхности жидкости. Поступающие с прибора данные позволяют расчетным путем получить среднемассовую температуру находящегося в резервуаре нефтепродукта.

Наличие таких устройств принципиально меняет систему учета нефтепродуктов на АЗС. Поступающая в систему управления АЗС (ПЭВМ) при каждой заправке (приеме) от датчиков информация о плотности, температуре и уровне нефтепродукта заносится в базу данных. И в конечном итоге позволяет оценивать:
• точность калибровки резервуара и возможность ее автоматической коррекции;
• массу привезенного бензовозом нефтепродукта;
• массу отпущенного в бензобак нефтепродукта;
• точность работы расходомера (счетчика жидкости ТРК);
• массу оставшегося нефтепродукта в резервуаре.

Осуществляя непрерывный контроль плотности нефтепродукта при отпуске и приеме, зная точное количество нефтепродукта в резервуаре, можно говорить о возможности учета нефтепродукта на АЗС по массе.

В настоящее время совместно с одним из региональных предприятий по нефтепродуктообеспечению наше предприятие проводит эксперимент по внедрению данной системы контроля. Результаты эксперимента можно будет обсудить в конце 2003 г.».



Юрий Мизгунов,
генеральный директор НПО «Сенсор»:

«В настоящее время наблюдается тенденция увеличения количества различных модификаций отечественных приборов для измерения уровня, температуры и плотности нефтепродуктов в резервуаре АЗС, чьи технические характеристики не уступают зарубежным. Это обусловлено не только использованием новых материалов и электронных компонентов, но и оригинальностью отечественных разработок.
Наше предприятие вот уже восемь лет производит собственное взрывозащищенное электрооборудование АЗС, необходимое для выполнения норм противопожарной безопасности НПБ111-98 «Автозаправочные станции. Требования норм пожарной безопасности». К такому оборудованию относятся выпускаемые нами системы предотвращения переполнения резервуаров, системы контроля герметичности межстенного пространства резервуара и другие приборы пожарно-технического назначения. Отличительная его характеристика — возможность изменения конструкции в соответствии с изменениями требований государственных норм, связанными с повышением стандартов пожарной безопасности. Зарубежное оборудование обычно для этих целей не используется.

Кроме того, мы выпускаем контрольно-измерительное оборудование для технологических целей и коммерческого учета нефтепродуктов.

Перспективным направлением развития нашего предприятия является разработка всеохватывающей системы коммерческого учета реализуемых на автозаправках нефтепродуктов, включающей программно-технический комплекс управления оборудованием АЗС и средства измерения их параметров».



Генрих Абрамов,
генеральный директор ИПФ «Сибнефтеавтоматика»:

«Напрасно многие считают, что в сфере контроля и автоматики мы очень отстаем от Запада. Таким скептикам я сразу заявляю: конкретные задачи, поставленные конкретным потребителем перед заказчиком, мы выполняем не хуже, а лучше крупных западных корпораций. Не так давно пять изделий нашей фирмы были удостоены медалей For high quality Американо-Российской торгово-промышленной палаты. Золотом отмечены телеметрический комплекс МАК-01, а также вихревые счетчики газа и пара. Счетчик же тепловой энергии и мобильная установка контроля нефтепродуктов награждены серебряными медалями.
За 15 лет наш коллектив разработал и наладил производство более 15 наименований разнообразных по принципу действия приборов. Сейчас примерно 55% объемов продаж составляют расходомерные приборы: расходомеры и счетчики жидких продуктов, счетчики газа и тепловой энергии для закрытых и открытых систем, блочные газорегуляторные устройства.

«Сибнефтеавтоматика» сотрудничает со многими российскими предприятиями, что позволяет добиваться оптимальной себестоимости продукции, удачного соотношения качества и цены изделий. Характерно, что, несмотря на мощное давление западных фирм, отечественные производители удерживают рынок в своих руках. Доля импорта в этом секторе составляет всего 2–3%.

Более того, мы на равных сотрудничаем с зарубежными партнерами. Одним из наших акционеров является старейшая немецкая фирма Krohne, планирующая использовать в своих счетчиках разработанный нами электронный блок. Еще один прибор, созданный совместно с венгерскими коллегами, столь же успешно продается в развитых западных странах.

Одна из самых известных наших разработок в сфере контроля явился газорегуляторный пункт, предназначенный для приема и коммерческого распределения природного газа, измерения количества продаваемого газа. Пропускная способность многих российских АГНКС определяется нашими регуляторами. На каждом отводном трубопроводе установлены наши контролирующие счетчики газа типа СВГ (СВГ.М).

В комплект поставки всех ГРП кроме технологического блока входят отапливаемые шкафы контроля и управления ГРП нашего производства, в которых размещены наши же вторичные приборы счетчиков газа. Такие шкафы предназначены для установки на открытом воздухе — они не боятся никаких климатических условий. В случае если на месте установки ГРП имеется производственное отапливаемое помещение, в комплект поставки вместо шкафа включается щит контроля и управления, предназначенный для установки в помещении.

Все большее внимание потребителей привлекают наши вихревые счетчики газа СВГ.М для оперативного и коммерческого учета расхода природного газа и других неагрессивных газов (воздух, азот, кислород и т. п.) на промышленных объектах, а также на объектах автозаправочного назначения. Кроме обычного датчика расхода такой счетчик оснащен датчиком избыточного (абсолютного) давления с токовым выходом 4-20 мА типа «Сапфир-22М», датчиком температуры газа с унифицированным токовым выходным сигналом и даже блоком теплоты самоконтроля микропроцессорного блока.

Счетчик СВГ.М измеряет расход газа, его температуру и давление, время наработки при включенном питании с индикацией часов реального времени. Он самостоятельно вычисляет объем газа, приведенного в соответствии с ПР 50.2.019-96 к нормальным условиям, и даже среднечасовые значения параметров потока газа (давление, температура, расход в рабочих и нормальных метрах кубических) по каждому контролируемому газопроводу, отображая информацию о текущих, среднечасовых и итоговых параметрах потока газа на индикаторе-дисплее блока. Информация о среднечасовых и итоговых параметрах происходит каждый час и хранится в энергонезависимой памяти не менее двух месяцев даже при отключении питания.

Современные датчики расхода, давления и температуры газа от «Сибнефтеавтоматики» можно устанавливать в помещениях или на открытом воздухе (под навесом) и эксплуатировать при температуре окружающего воздуха от -40 до +50°С и относительной влажности воздуха до 95% при 35°С.

Наше кредо — хоть на полшага, хоть на шаг опережать других. Мы небольшая фирма и, если будем проявлять интерес к появившемуся изделию, когда оно уже пользуется большим спросом на рынке, крупные предприятия задавят нас массовостью, дешевизной. Поэтому мы все время ищем новые ответы на поставленные временем вопросы».



Михаил Шехтман
генеральный директор НПФ «КРУГ»:

«За последние 10 лет незаметно, но очень стабильно проявились две тенденции, на первый взгляд противоречащие друг другу. Во-первых, промышленные средства автоматизации отечественного производства постепенно вытесняют импортные. В значительной степени это касается приборо- и контроллеростроения для массового рынка. Но сильнее всего данная тенденция затронула сферу инжиниринговых услуг. Времена, когда крупные фирмы заказывали для себя автоматизированные системы управления зарубежного производства «под ключ», в т. ч. и инжиниринг, как мне кажется, практически ушли в прошлое. Появился ряд крупных, серьезных инжиниринговых фирм, которые осуществляют полную техническую поддержку программно-технических комплексов и средств автоматизации зарубежных фирм.
Вторая тенденция не может не настораживать: иностранные компании — причем не только известные тайванские, но и европейские фирмы — все больше и больше заполняют наш рынок относительно дешевыми средствами промышленной автоматизации. Мы наблюдаем тревожное отставание в темпах развития российских конроллеростроительных компаний.

Для изменения положения необходим значительный объем инвестиций. Тогда как у контроллеростроительных компаний средств для того, чтобы соответствовать темпам изменения рынка, недостаточно. Это серьезный вопрос, и его необходимо решать. Уже существует ряд принципиальных решений в данном направлении. Мы надеемся, что в ближайшие несколько лет они будут воплощены и результаты будут заметны на рынке».
На главную страницу | Вывести на печать | Закрыть окно
© «Современная АЗС» 2002-2017. Все права на материалы, опубликованные на сайте, защищены в соответствии с законом об авторском праве. В случае использования текстовых и фотоматериалов ссылка на «Современную АЗС» обязательна! В случае полной или частичной перепечатки текстовых материалов в Интернете ссылка на «Современную АЗС» обязательна! Адрес электронной почты редакции: perov@sovazs.com