储罐液位控制系统设计
模块一液位串级控制方案
某水库采用了液位串级控制方案，通过合理配置和控制水泵、闸门等设备，实现了对水库液位的精确控制。该方 案有效保障了供水安全和稳定，提高了水资源利用率，为当地经济发展提供了有力支持。
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能耗较高。
维护成本高
03
由于液位串级控制系统的复杂性，维护和调试成本相对较高。
安全性问题
泄漏风险
液位串级控制涉及多个储罐和管道，存在一定的泄漏风险， 需要采取安全措施以降低泄漏事故发生的可能性。
01
压力安全
在液位控制过程中，储罐内的压力可能 会发生变化，需要采取措施确保压力在 安全范围内。
02
03
保障安全
对液位进行实时监控和调节，可 以防止因液位过高或过低引起的 溢流、空罐等安全问题。
节约资源
精确的液位控制有助于减少不必 要的液体浪费，节约资源，降低 生产成本。
液位串级控制方案的历史与发展
历史回顾
液位串级控制方案的发展可追溯至上世纪末，随着工业自动化技术的不断进步，该方案 逐渐得到广泛应用。
精确度高
液位串级控制方案采用多级控制，能够显著提高液位控制的精确度， 减少误差。
适用范围广
该方案可应用于各种液体容器的液位控制，如水箱、油罐等，具有广 泛的适用性。
灵活性高
液位串级控制方案可根据实际需求调整各级控制器的参数，实现灵活 的控制效果。
液位串级控制方案的重要性
提高生产效率
精确的液位控制能够确保生产过 程中的稳定性和连续性，从而提 高生产效率。
技术革新
近年来，随着智能传感器、物联网等技术的快速发展，液位串级控制方案在精度、稳定 性和智能化方面得到了进一步优化和提升。
未来展望
实训报告2 储罐工艺操作&液位控制
工程项目1 简单控制系统的分析与设计03子项目2 储罐工艺操作与液位控制班级12电气自动化3 姓名项目日期2012一、项目目标1、初步了解液位和流量的动态响应特性2、了解单回路控制系统的组态、投运过程3、了解自衡过程与非自衡过程动态特性以及原因4、初步掌握质量平衡的概念二、项目设备SMPT—1000三、项目方案（一）非线性液位与离心泵系统工艺流程a)非线性液位来自于卧式储罐V1101，圆形卧式储罐液位变化为非线性，当液位处于50%时，储罐水平截面积最大，惯性也最大。
当液位从50%向高或低端变化时，储罐水平截面积越来越小，惯性也变小。
由于储罐出口设有离心泵，强制排水，因此储罐液位是非自衡系统。
储罐液位为LI1101。
b)工艺流程图，定义了从原料到产品的过程，用框架加箭头的方法交代各个单元，用文字标明各个步骤的生产原料和产物，用数字和字母标识设备。
c)工艺流程图中的设备、仪表、执行机构等均具有用数字和字母表示的唯一性标识，称为号。
控制流程图（二）储罐工艺操作a）在没有打开任何工程的前提下，在SMPT-1000监控环境中打开储罐工程Tank for Control。
b）点击工具栏中的按钮，打开阀门/挡板控制配置对话框，确认阀门FV1106设置为手操状态，阀门FV1101设置为内控。
①在趋势画面中添加FI1106、FV1106和LI1101的实时曲线。
②选择趋势画面1窗口，在窗口中央空白处，鼠标右键单击。
在弹出的菜单中选择【属性】项，将弹出趋势画面属性对话框，选择曲线选项卡。
e）点击【添加】按钮，在曲线属性对话框中选择位号FI1106，该位号将自动添加到显示标题栏中，可以修改显示标题。
按【确定】返回上一对话框。
f）添加FV1106和LI1101曲线。
g）选中LI1101标签，点击【定义颜色】按钮，将LI1101显示曲线的颜色改为黑色。
按【确定】返回上一对话框。
在属性对话框中，还可以对现有的曲线属性进行修改、删除、隐藏和显示。
油田原油储罐液位检测控制方案
油田原油储罐液位检测控制技术方案一、原油储罐液位检测的一般方法随着石油工业的发展，油田的生产、储运、管理部门对油罐自动计量技术越来越重视，对油罐液位检测的安全性、可靠性、准确性的要求也普遍提高。
因此，各种检测仪表、控制方法和技术被应用于原油罐位的检测控制，不但适应了这些生产要求，而且随着微电子、计算机、光纤、超声波、传感器等高科技的迅猛发展，各种新技术、新方法被应用到储罐计量领域，使储罐自动计量呈现出功能化、精确化、管控一体化的新局面，从而形成了仪表齐全、方法多样、技术先进、性能可靠、价格灵活、可以适应不同目的和用途的罐位监控系统。
目前从原油罐位检测方法来看，国内外普遍采用的主要有三种方法：检尺法、静压法和液位法。
检尺法是比较基本的测量方法，是将液面的动态变化转换为直观的液位标尺和电信号；静压法是利用压力传感器（变送器）测量罐内液体的静压力，结合液体的密度计算出液位，并可根据储罐几何参数计算出容量和重量；液位法是通过间接测量罐内液体的液位高度及密度等参数，来获得罐内储液的容量及重量。
检尺法仪表结构复杂、安装工作量大、施工及维护不太方便，难以保证长年可靠性，其优点是在特殊情况下还能直观地指示液位，一般在介质相对洁净而且不太粘稠的大罐上还在使用。
静压计量技术的优点是简便、稳定可靠。
技术的关键是选用精度高、稳定性好的压力传感器。
比较著名的厂商例如美国霍尼韦尔公司、美国罗斯蒙特公司、德国恩德斯豪斯公司、英国德鲁克公司、日本EJA公司等等。
液位法仪表在发展许多新的测量原理方面表现最为突出。
智能化液位计、非接触测量方式的液位计、新原理的小型液位开关为当前的主要发展方向，通过利用电子技术及微机技术，使得仪表的结构和功能都有很大改进，并且仪表在朝着总线式方向发展。
二、非接触测量液位法介绍非接触测量液位计主要包括超声波液位计、微波液位计、激光液位计、γ射线液位计以及罐体外壁感应式液位计等等。
超声波液位计是非接触液位计中发展最快的一种。
组态王储油罐液位控制
1绪论随着工业自动化技术的不断发展，人们对系统监测性能的要求越来越高，组态王作为一个开发型的通用工业来监控系统，拥有良好的图形化操作界面，便于生产的组织与管理；同时，作为工业控制软件，它又可以很好的保证系统的可靠性与实时性。
组态王开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。
通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。
其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。
尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。
通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。
组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。
而且，它能充分利用Windows 的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。
它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。
2系统需求分析在石油、化工、工矿等企业一般都有油库，这些油库是企业重要的燃料基地，是一个重要的生产环节。
各种油库的建设规模越来越大，造价也越来越高，为了确保油库的安全，必须要对影响油库安全的部分物理参数进行实时的数据采集，实现油库的自动化管理。
能及时掌握油库油罐的液位、温度、压力、油气浓度等状态参数可以大大提高油库的进油，储油和管理的工作效率，极大的提高安全保障，因此有广泛的应用价值。
通过对液位、温度、压力、油气浓度等状态量的实时监测，在智能仪表上实时显示并设置报警值，在越过限值时即可产生声光报警。
此外这些状态值也可以通过互联网传输，有访问权限的管理者可以在任何地方通过浏览器查看油库的安全参数，实现无人职守的远程监测系统。
3 系统方案论证在本设计中，为了实现对液位的控制，我使用了一个原油库，用来储存大量的原油，一个催化剂库用来存储大量的催化剂，它们分别在原料油罐催化剂罐液位少于20的时候进料，成品油罐用来存储成品油。
规范及文件对罐液位计的设置及联锁要求
5.4.3 储存I级和II及毒性液体的储罐、容量大于
或等于3000m3的甲B和乙A类可燃液体储罐、容量大 1.至少采用1台连续测量
于或等于10000m3的其他液体储罐应设高高液位报 液位计
警及联锁，高高液位报警应联锁关闭储罐进口管道 2.满足条件再设1台连续
控制阀。
测量液位计或液位开关
5.4.4装置原料储罐宜设低低液位报警，低低液位
行规定》
量、生产、使用工艺（方式）或者相关设备、设施等实际情况，按照下列 要求建立健全安全监测监控体系，完善控制措施： （一）重大危险源配备温度、压力、液位、流量、组份等信息的不间断采 集和监测系统以及可燃气体和有毒有害气体泄漏检测报警装置，并具备信 息远传、连续记录、事故预警、信息存储等功能；一级或者二级重大危险
安全监控装备设置
规范》
5.4.1 容量大于100m3的储罐应设液位连续测量远传仪表。
SH/T 3007-2014 5 《石油化工储运系
统罐区设计规范》
5.4.2 应在自动控制系统中设高、低液位报警并应符合下列规定： a)储罐高液位报警的设定高度，不应高于储罐的设计储存高液位； b)储罐低液位报警的设定高度，不应低于储罐的设计储存低液位。
5.4.5 储罐高高、低低液位报警信号和液位测量仪表应采用单独的液位连
续测量仪表或液位开关，报警信号应传送至自动控制系统。
SH 3136-2003 6 《液化烃球形储罐
安全设计规范》
5.3.2液化烃球形储罐应设高液位报警器和高高液位联锁。必要时应加设低 液位报警器。
安监总管三〔2014 〕68号 7 《关于进一步加强 化学品罐区安全管 理的通知》
至少采ห้องสมุดไป่ตู้1台连续测量液 位计或液位开关
基于PLC的液位控制系统研究毕业设计(论文)
毕业设计论文基于PLC的液位控制系统研究摘要本文设计了一种基于PLC的储罐液位控制系统。
它以一台S7-200系列的CPU224和一个模拟量扩展模块EM235进行液位检测和电动阀门开度调节。
系统主要实现的功能是恒液位PID控制和高低限报警。
本文的主要研究内容：控制系统方案的选择，系统硬件配置，PID算法介绍，系统建模及仿真和PLC编程实现。
本设计用PLC编程实现对储罐液位的控制,具有接线简单、编程容易，易于修改、维护方便等优点。
关键字：储罐;液位控制;仿真;PLCAbstractThis article is designed based on PLC, tank level control system. It takes a series s7-200 CPU224 and an analog quantities of EM235 expansion module to level detection and electric valve opening regulation.System main function is to achieve constant low level PID control and limiting alarm.The main contents of this paper: the choice of the control system plan, system hardware configuration, PID algorithm introduced, system modeling and simulation, and PLC programming. PLC programming with the design of the tank level control have the advantage of simple wiring, easy programming, easy to modify, easy maintenance and so on.Key word: tank ; level ;control ;simulation ;plc目录摘要 (I)ABSTRACT ........................................................... I I 1 绪论. (1)1.1盐酸储罐恒液位控制任务 (1)1.2本文研究的意义 (2)1.3本文研究的主要内容 (2)2 控制系统方案设计 (3)2.1储罐液位控制的发展及现状 (3)2.2系统功能分析 (3)2.3系统方案设计 (4)3 系统硬件配置 (5)3.1电动控制阀的选择 (5)3.1.1 控制阀的选择原则 (5)3.1.2 ZAJP 精小型电动单座调节阀性能和技术参数介绍 (10)3.2液位测量变送仪表的选择 (13)3.2.1 液位仪表的现状及发展趋势 (13)3.2.2 差压变送器的测量原理 (13)3.2.3 差压式液位变送器的选型原则 (14)3.2.4 DP系列LT型智能液位变送器产品介绍 (15)3.3PLC机型选择 (16)3.3.1 PLC历史及发展现状 (16)3.3.2 PLC机型的选择 (18)3.3.3 S7-200系列CPU224和EM235介绍 (20)4 PID算法原理及指令介绍 (21)4.1PID算法介绍 (22)4.2PID回路指令 (24)5 系统建模及仿真 (28)5.1系统建模 (28)5.2系统仿真 (30)5.2,1 MATLAB语言中Simulink交互式仿真环境简介 (30)5.2.2 系统仿真 (31)第6章系统编程实现 (33)6.1硬件设计 (33)6.1.1 绘制控制接线示意图 (33)6,1.2 I/O资源分配 (33)6.2软件设计 (34)6.2.1 STEP 7 Micro/Win V4.0 SP6编程软件介绍 (34)6.2.2 恒液位PID控制系统的PLC控制流程 (35)6.2.3 编写控制程序 (36)6.2.4 程序清单 (39)结束语 (40)参考文献 (41)致谢 (42)1 绪论1.1 盐酸储罐恒液位控制任务如图1.1所示为某化工厂稀盐酸储罐，该罐为钢衬聚四氟乙烯储罐，罐体高6米，容量为50立方米，重500千克。
危化品企业罐区液位计和紧急切断阀的设置及联锁要求
危化品企业罐区液位计和紧急切断阀的设置及联锁要求一、国标50074《石油库设计规范》(1)设置要求：15.1自动控制系统及仪表15. 1. 1容量大于IoOm3的储罐应设液位测量远传仪表，并应符合下列规定：1液位连续测量信号应采用模拟信号或通信方式接入自动控制系统；2应在自动控制系统中设高、低液位报警；3储罐高液位报警的设定高度应符合现行行业标准《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T3007的有关规定；4储罐低液位报警的设定高度应满足泵不发生汽蚀的要求,外浮顶储罐和内浮顶储罐的低液位报警设定高度(距罐底板)宜高于浮顶落底高度0. 2m及以上。
15.1.4用于储罐高高、低低液位报警信号的液位测量仪表应采用单独的液位连续测量仪表或液位开关，并应在自动控制系统中设置报警及联锁。
(2)联锁要求：15.1.2下列储罐应设高高液位报警及联锁，高高液位报警应能同时联锁关闭储罐进口管道控制阀：1年周转次数大于6次，且容量大于或等于IOoO0而的甲&乙类液体储罐；2年周转次数小于或等于6次，且容量大于2000(⅛3的甲B、乙类液体储罐；3储存I、H级毒性液体的储罐。
15.1. 3容量大于或等于50000m3的外浮顶储罐和内浮顶储罐应设低低液位报警。
低低液位报警设定高度(距罐底板)不应低于浮顶落底高度，低低液位报应能同时联锁停泵。
15.1.4用于储罐高高、低低液位报警信号的液位测量仪表应采用单独的液位连续测量仪表或液位开关，并应在自动控制系统中设置报警及联锁。
条文说明：15.1. 4 ”单独的液位连续测量仪表或液位开关”是指，除了“应设液位测量远传仪表”外，还需设置一套专门用于储罐高高、低低液位报警及联锁的液位测量仪表。
置及联锁要求：15.1.2下列储罐应设高高液位报警及联锁，高高液位报警应能同时联锁关闭储罐进口管道控制阀；15.1.7 一级石油库的重要工艺机泵、消防泵、储罐搅拌器等电动设备和控制阀门除应能在现场操作外，尚应能在控制室进行控制和显示状态。
大型化工项目罐区SIS系统设计
大型化工项目罐区SIS系统设计近年来随着技术的发展，化工项目和炼油项目的规模越来越大，其配套的罐区也越来越大，储存的介质也越来越复杂。
而不同于一般的油库，其操作比较频繁，误操作可能性较大，而误操作引起的后果也比较严重，给企业造成经济损失、对环境造成破坏。
因此罐区设计中对于可燃、毒害介质的安全控制要尤其重视。
本文主要介绍了某大型化工项目配套罐区，根据可燃、毒害介质的特性和储存量进行重大危险源的辨识，综合考虑安全和投资，采用独立的安全仪表系统（SIS）进行安全控制。
关键词：安全仪表系统；重大危险源辨识；罐区0 引言一直以来，化工项目的罐区一般根据石油库设计规范进行设计，而此规范，并没有要求设置安全仪表系统。
但是化工项目的罐区不同于一般的石油库或者储备库，它的特点是：单罐罐容小、介质种类复杂、毒害介质多。
由于储罐容量一般较小，储罐的仪表设置都比较简单，介质本身的危险性往往被忽视。
本项目设计中，充分考虑了介质的危险性并兼顾投资要求，对于属于重大危险源介质的储罐设置了独立的安全仪表系统（SIS），用于防冒罐的高高液位联锁控制。
1 设置SIS 系统的必要性化工项目罐区的介质种类复杂，可燃毒害介质多，发生事故后危害巨大。
罐区一旦发生事故，将会对上下游的工艺都产生影响，连带着相关装置都需要停产，损失不小。
减少罐区的安全事故可以更好的保证工厂的正常生产，提高效益。
不因节省初次投入而增大事故风险。
现行化工项目配套的罐区大多采用分散控制系统（DCS）进行操作控制及连锁。
DCS 系统具有控制功能完善多样、易操作、易扩展及维护方便等特点，但是并不适用于安全控制。
对于化工项目罐区要比一般油库操作更加频繁，误操作的概率就更大。
这时采用一套安全性更高的、容错能力强、具有故障自诊断功能、顺序事件记录功能（SOE）的安全仪表系统（SIS）就十分必要了。
2011 年8 月5 日，国家安全生产监督管理总局发布第40 号令，要求“涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级或者二级重大危险源，配备独立的安全仪表系统（SIS）”。
基于组态王的储油罐液位控制的监控软件系统设计
基于组态王的储油罐液位控制的监控软件系统设计文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]书Array储油罐液位控制的监控软件系统设计摘要：利用组态王开发的监控软件系统，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代了传统的封闭式系统。
组态王监控软件系统在石油化工生产中起着非常重要的作用。
本文针对生产过程中的储油罐液位，设计开发了基于组态王的上位机监控软件系统。
该系统利用北京亚控公司生产的组态王软件实施上位机界面组态，对系统进行实时的操作和监控，在整个原油液位控制过程中不需要下位机。
储油罐液位监控软件系统实现上位机直接控制，使用组态王软件设计人机对话界面，完成上下限参数的在线设置，通过在组太王工程浏览器中的命令语言编辑对话框里输入控制程序，并且经过不断地调试运行，实现计算机在线自动监控。
在实际的原油生产中，该监控软件系统必须和外部硬件设备连接，通过RS232/485通讯电缆进行计算机与现场设备之间的数据交换，从而实现了对过程控制装置液位的实时数据采集和实时控制。
通过分析储油罐液位监控软件系统的设计要求，文章详细阐述了该系统的设计方法和制作流程，并进行了模拟仿真运行，最终达到了液位自动监控。
本次设计的重点是组态画面的建立以及命令语言程序的编写，只有准确地完成这两个方面，才能有效地实现液位的自动控制功能。
仿真测试结果表明：该系统满足了设计需求，能够按照给定值进行储油罐液位的实时自动监控，具有良好的稳定性。
关键词：监控；组态王；液位The design of Tank level control monitoring software systemAbstrac t： The monitoring software system developed by the Kingview is a new type of industrial automatic control system, which is an integrated system having standard industrial computer software and hardware platform. It has replaced the traditional closed system. The monitoring software based on the Kingview plays a very important role in the petrochemical industry.In this paper, aiming at the tank level in the production process, the PC monitoring software system based on the kingview has been designed and developed. The system implement the PC interface configuration using the Kingview produced by Bejing Asia control company. It can complete the real一time operation and monitoring of the system. The oil level control in the whole process does not require the the next crew. The tank level monitoring software system achives the direct control of the host computer. It completes the on-line set of the upper and lower parameters using the interactiveinterface designed by the Kingview. By importing the control program in the command language editing dialog of the engineering browser of the Kingview, continuously commissioning and operationing, the system can come true the computer on-line automatic monitoring・ In the actual production of the crude oil, the monitoring software system must be connected to the external hardware equipment・ Exchanging the data between the computer and the field devices via RS232 / 485 communication cable, the system can achive the real-time data acquisition and control of the level of the process control devices・By analyzing the design requirements of the monitoring software system of the tank level, the article elaborated the system design methods and production processes・ After the simulation of the system runned, it ultimately reached the liquid level automatic monitoring・ The emphasis of the design is to buid the configuration screen and write a command language program, only these two aspects were completed, the system could effectively achieve the automatic control function of the leve1.The simulation results show that: the system meets the design requirements ・ It is also able to complete real-time automatic monitoring of the tank level with the given values・ The system has a good stability.Keywords: monitoring; Kingview; level目录1绪论课题研究的背景及意义我国石油资源丰富，釆油炼油企业众多，储油罐是储存油品的重要设备，储油罐液位的精确计量对生产厂库存管理及经济运行影响很大。
储油罐液位测控系统设计
’$ 系统软件设计
% % 系 统 事 务 流 程 如 图 ! 所 示。上 位 机 软 件 采 用 9:;<=* 3=;:> 6" 1 程序语言在+:>?@;@A( B:’C@D; EF 上开 发。9:;<=* 3=;:> 语言提供了大量的可视化控件， 内含
《 自动化仪表》 第 !" 卷第 ## 期$ !%%& 年 ## 月
能模块主要有： 文档功能模块、 通信初始化模块、 液位 监控及处理模块、 温度监控及处理模块、 水含监控及处 理模块、 流量监控及处理模块、 帮助文件模块。
( % 结束语
% % 本储油罐的液位测控系统结构简单， 便于实现自 动监控， 软件系统界面友好、 操作简便。现场应用该系 统， 可以减轻工人的劳动强度， 提高储油罐系统的管理 水平， 保障其安全运行， 减少了对环境的污染。
［2］ 。单片机系统拟实现对信号调制电 断源的中断结构
的 +-,@88 控件可以为应用程序提供完整的串行口
［$］ 通信功能， 使其能通过串行口发送、 接收数据 。
图 !% 系统事务流程 G:H" !% IJ) A*@D>J=?( @A ;K;()8 (?=’;=>(:@’;
［6］ 整个上位机软件采用模块化结构设计 ， 软件功
参考文献
#% 胡均安， 曾 光 奇" 工 业 测 试 基 础 ［ +］ " 武 汉：华 中 科 技 大 学， #LL6 ： L1 . L#" !% 单成祥" 传感器的理论与设计基础及其应用 ［ +］ " 北京：国防工 业出版社， #LLL ： # . /" 2% 丁元杰" 单片微机原理及应用 ［ +］ " 北京：机械工业出版社， #LLL ： 2$ . MM" $% 陈% 程， 孙自强" 德士古水煤浆气化炉炉温监控系统的开发 ［ N］ " 自动化仪表， !11/ ， !6（ #1 ） ： $$ . $6"
液位控制系统
液位控制系统单元一、液位控制系统的工作原理1、液位控制系统的工作原理2、液位控制系统原理演示二、控制方案简介1、控制系统的基本概念2、简单控制系统3、复杂控制系统三、控制系统的工艺仿真说明1、液位控制系统DCS图2、液位控制系统现场图液位控制系统的工作原理•多级液位控制和原料的比例混合，是化工生产中经常遇到的问题。
要做到平稳准确地控制，除了按流程中主物料流向逐渐建立液位外，还应准确分析流程，找出主副控制变量，选择合理的自动控制方案，并进行正确的控制操作。
本仿真培训单元流程中有一个储罐，两个储槽，通过简单控制回路和分程、串级、比值等复杂控制回路，对其进行液位控制。
液位控制系统原理演示控制系统基本概念•控制系统的组成•过渡过程质量指标控制系统的组成过渡过程质量指标简单控制系统•简单控制系统的结构组成•简单调节系统举例简单控制系统的结构组成简单调节系统举例复杂控制系统•串级控制系统•比值控制系统开环比值控制系统单闭环比值控制系统双闭环比值控制系统•均匀控制系统•分程控制系统分程控制系统方块图分程控制系统原理图•前馈控制系统•选择性控制系统选择性控制系统方块图选择性控制系统原理图串级控制系统开环比值控制系统均匀控制系统分程控制系统方块图分程控制系统原理图前馈控制系统选择性控制系统的方块图选择性控制系统的原理图液位控制系统的工艺仿真说明•本流程为液位控制系统，通过对三个罐的液位及压力的调节，使学员掌握简单回路及复杂回路的控制及相互关系。
•缓冲罐V101仅一股来料，8Kg/cm2压力的液体通过调节产供阀FIC101向罐V101充液,此罐压力由调节阀PIC101分程控制,缓冲罐压力高于分程点（5.0Kg/cm2）时，PV101B自动打开泄压，压力低于分程点时，PV101B自动关闭，PV101A自动打开给罐充压，使V101压力控制在5Kg/cm2。
缓冲罐V101液位调节器LIC101和流量调节阀FIC102串级调节，一般液位正常控制在50%左右，自V101底抽出液体通过泵P101A 或P101B(备用泵)打入罐V102,该泵出口压力一般控制在9Kg/cm2，FIC102流量正常控制在20000Kg/hr。
规范及文件对罐液位计的设置及联锁 要求
序号规范/文件设置1GB50074-2014《石油库设计规范》15.1.1容量大于100m3的储罐应设液位测量远传仪表，并应符合下列规定：1 液位连续测量信号应采用模拟信号或通信方式接入自动控制系统；2 应在自动控制系统中设高、低液位报警；3 储罐高液位报警的设定高度应符合现行行业标准《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T 3007的有关规定；4 储罐低液位报警的设定高度应满足泵不发生汽蚀的要求,外浮顶储罐和内浮顶储罐的低液位报警设定高度(距罐底板)宜高于浮顶落底高度0.2 m及以上。
15.1.4用于储罐高高、低低液位报警信号的液位测量仪表应采用独立的液位连续测量仪表或液位开关，并应在自动控制系统中设置报警及联锁。
2GB 50160-2018《石油化工企业设计防火规范》6.2.23可燃液体的储罐应设液位计和高液位报警器，必要时可设自动联锁切断进料设施；并宜设自动脱水器。
3GB 17681-1999《易燃易爆罐区安全监控预警系统验收技术要求》5.5液体储罐必须配置液位检测仪表，同一储罐至少配备两种不同类别的液位检测仪表。
储存易燃易爆介质的储罐应配备高低液位报警回路，必要时还应配有液位与相关工艺参数之间的联锁系统。
4AQ 3036-2010《危险化学品重大危险源罐区现场安全监控装备设置规范》6.3.1 储罐应设置液位监测器，应具备高低位液位报警功能。
5SH/T 3007-2014《石油化工储运系统罐区设计规范》5.4.1 容量大于100m3的储罐应设液位连续测量远传仪表。
5.4.2 应在自动控制系统中设高、低液位报警并应符合下列规定：a)储罐高液位报警的设定高度，不应高于储罐的设计储存高液位；b)储罐低液位报警的设定高度，不应低于储罐的设计储存低液位。
5.4.5 储罐高高、低低液位报警信号和液位测量仪表应采用单独的液位连续测量仪表或液位开关，报警信号应传送至自动控制系统。
6SH 3136-2003《液化烃球形储罐安全设计规范》5.3.2液化烃球形储罐应设高液位报警器和高高液位联锁。
罐区高高液位联锁的自控设计
206根据《石油化工储运系统罐区设计规范》（S H /T3007-2014）5.4.3：储存Ⅰ级和Ⅱ级毒性液体的储罐、容量大于或等于3000m 3的甲B和乙A类可燃液体储罐、容量大于或等于10000m 3的其他液体储罐应设高高液位报警及联锁，高高液位报警应联锁关闭储罐进口管道控制阀。
对于新建罐区，满足规范设计即可。
而对于很多原有罐区，是在规范执行前修建的，需对其进行改造，以满足规范要求。
针对不同的生产状况，有些罐区是不允许清罐的，即不能在罐体上开口，选择液位开关时应选择非接触式液位开关。
以下根据几种液位开关的工作原理，分别分析其使用范围。
1 常用液位开关的工作原理及应用1.1 音叉液位开关的工作原理通过安装在音叉基座上的一对压电晶体使音叉在一定共振频率下振动。
当音叉液位开关的音叉与被测介质相接触时，音叉的频率和振幅将改变，音叉液位开关的这些变化被内置的振荡器监测到并转化成电信号。
音叉液位开关为接触式测量，可分为长、短型，长型液位开关安装方式为顶装式，可安装在导向管内，避免外界干扰。
顶装式可避免挂料现象，测量精度高，适合应用于外浮顶储罐。
长型音叉液位开关的叉体长度在设计时计算必须准确无误，厂家需要特殊制作，且价格较贵，而短型液位开关价格相对便宜，且为定型产品，生产周期短。
因此，可选用短型液位开关，其安装方式为侧装式。
对于浮顶罐，仪表安装时音叉不能插入罐内，必须安装在储罐侧壁的短管中，短管形式可采用直管式或喇叭口管式，喇叭口管的倾斜角可减少介质在短管中的沉积。
1.2 内浮球液位开关的工作原理浮球液位开关是由干簧管与浮球组成，通过浮球内置磁铁吸合干簧管触点的闭合或者断开，发出接点开（关）转换信号。
内浮球液位开关早期应用较为普遍。
在大型储罐上采用侧装式，由浮子、支撑轴、杠杆、磁钢、干簧管、导线构成。
此类液位开关为接触式测量，对于有一定腐蚀性的介质，极易造成传动部位锈蚀失效，导致发生卡阻现象。
对于黏度较高易凝结的介质，介质与浮子等传动件接触后造成传动件随介质凝结而沾粘失效。
石油化工罐区自动化系统设计规范 SH-T 3184-2017(6,8)
机柜室 现场
一级接线箱 JB-XXX
SI0SIOSIOSIOSIOSIOSIOSIOSIOSIO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
CC-JB-XXXA
CC-JB-XXXB
······
号通信单元连接仪表的总数量不应超过通信单元能力的70%。 6.3.2 信号连接方案
6.3.2.1 雷达液位计、伺服液位计、磁致伸缩液位计与配套的储罐信号通信单元的连接路径可根据情况 选择环形、树形、混合等。 ∆ 说明：连接路径指电缆敷设经过的路线，信号电路连接方式指电路的串联、并联接线方式。串行通 信方式信号电路接线为并联。冗余的储罐信号通信单元双线环路接连原理见图 4。
石油化工罐区自动化系统设计规范
Design specification for automation system in petrochemical tank farm
SH/T 3184-2017
张华莎 中国石化工程建设有限公司仪表自控室
2017/11/6
章节 6,8
1
石油化工罐区自动化系统设计规范 —— 6 罐区自动控制系统
计量分类
计量级、非计量级
介质特性
原料油、中间产品、 产品、液化石油气 ……
计量方法
混合法、体积法、 静压法
2017/11/6
储罐计量 罐区库存统计
自动控制系统（DCS）
罐区生产管理系统（TMES）
企业资源计划系统（ERP）
章节图61,8
3
石油化工罐区自动化系统设计规范 —— 6 罐区自动控制系统
6.1 自动控制系统 6.1.1 罐区自动控制系统应具备罐区运行的过程控制、信号检测、数据处理、记录存储、人机接口、生产 操作、报表、数据服务等功能。 6.1.2 罐区自动控制系统应采用DCS、SCADA、PLC等控制系统，小型罐区、分散的、远距离的罐区也 可以采用小型控制系统。 6.1.3 计量级储罐的雷达液位计、伺服液位计、磁致伸缩液位计的信号可接入专用的储罐数据管理单元 TMU进行罐容计算和管理，也可接入自动控制系统，在DCS中通过组态实现。
基于组态王的储油罐液位控制的监控软件系统设计
基于组态王的储油罐液位控制的监控软件系统设计储油罐液位控制是油田生产过程中非常重要的一环，它直接关系到油田生产的安全和效率。
为了提高储油罐液位控制的精度和可靠性，需要设计一种基于组态王的监控软件系统。
首先，该监控软件系统需要实现对储油罐液位的实时监控功能。
通过传感器可以实时获取液位数据，并通过硬件接口与监控软件系统进行通信。
监控软件系统可以实时显示储油罐液位的数据，并根据预设的上下限值进行报警和控制。
其次，该监控软件系统需要具备数据采集和存储功能。
由于储油罐液位的数据量较大，需要通过数据采集技术将其实时采集并存储到数据库中。
监控软件系统可以提供数据查询和统计分析功能，以便管理人员对储油罐液位数据进行分析和决策。
第三，该监控软件系统需要实现液位控制功能。
通过软件界面，管理人员可以对液位控制参数进行设置，并且可以手动控制储油罐液位。
当监控软件系统检测到液位超出预设的上下限值时，可以通过逻辑控制器控制液位传感器，自动进行液位补充或排放操作。
第四，该监控软件系统需要具备远程监控和控制功能。
通过网络通信技术，监控软件系统可以实现对储油罐液位的远程监控和控制。
管理人员可以通过远程终端设备实时监测储油罐液位，并对液位进行远程控制操作。
第五，该监控软件系统需要具备报警功能。
当液位超出预设的上下限值时，监控软件系统可以通过声音、图像或短信等方式进行报警，以提醒管理人员及时采取措施。
最后，该监控软件系统需要具备良好的界面设计和用户友好性。
通过组态王的图形化界面设计功能，可以设计出直观、简洁、易于操作的监控软件界面，方便管理人员进行操作和管理。
总之，基于组态王的储油罐液位控制的监控软件系统设计可以实现液位实时监控、数据采集和存储、液位控制、远程监控和控制、报警功能等，提高储油罐液位控制的精度和可靠性，提高油田生产的安全和效率。
罐区液位计和紧急切断阀的设置及联锁要求规范合集
罐区液位计和紧急切断阀的设置及联锁要求规范合集GB50074-2014《石油库设计规范》设置要求：15.1 自动控制系统及仪表15.1.1容量大于100m³的储罐应设液位测量远传仪表，并应符合下列规定：1 液位连续测量信号应采用模拟信号或通信方式接入自动控制系统；2 应在自动控制系统中设高、低液位报警；3 储罐高液位报警的设定高度应符合现行行业标准《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T 3007的有关规定；4 储罐低液位报警的设定高度应满足泵不发生汽蚀的要求,外浮顶储罐和内浮顶储罐的低液位报警设定高度(距罐底板)宜高于浮顶落底高度0.2m及以上。
15.1.4用于储罐高高、低低液位报警信号的液位测量仪表应采用单独的液位连续测量仪表或液位开关，并应在自动控制系统中设置报警及联锁。
联锁要求：15.1.2 下列储罐应设高高液位报警及联锁，高高液位报警应能同时联锁关闭储罐进口管道控制阀：1 年周转次数大于6次，且容量大于或等于10000m³的甲B、乙类液体储罐；2 年周转次数小于或等于6次，且容量大于20000m³的甲B、乙类液体储罐；3 储存I、II级毒性液体的储罐。
15.1.3 容量大于或等于50000m³的外浮顶储罐和内浮顶储罐应设低低液位报警。
低低液位报警设定高度（距罐底板）不应低于浮顶落底高度，低低液位报应能同时联锁停泵。
15.1.4用于储罐高高、低低液位报警信号的液位测量仪表应采用单独的液位连续测量仪表或液位开关，并应在自动控制系统中设置报警及联锁。
条文说明：15.1.4 “单独的液位连续测量仪表或液位开关”是指，除了“应设液位测量远传仪表”外，还需设置一套专门用于储罐高高、低低液位报警及联锁的液位测量仪表。
设置及联锁要求：15.1.2 下列储罐应设高高液位报警及联锁，高高液位报警应能同时联锁关闭储罐进口管道控制阀；15.1.7 一级石油库的重要工艺机泵、消防泵、储罐搅拌器等电动设备和控制阀门除应能在现场操作外，尚应能在控制室进行控制和显示状态。
精馏塔回流罐液位控制系统
1 概述随着现代工业生产过程向着大型，连续和强化方面发展，对控制系统的控制品质提出了日益增长的要求。
次设计的关注的精馏塔就是一个多输入多输出的多变量过程，内在机理较复杂，动态响应迟缓，变量之间相互关联，对其的控制提出了较高的要求，其中对回流罐液位的调节影响着精馏塔顶部的压力及温度的平衡，起着对精馏过程中的缓冲及保护作用，对回流罐液位的调节对精馏过程的稳定进行起着不可忽视的作用，所以确定回流罐液位的控制方案是相当重要的。
本次设计的总目标，就是在可能获得的条件下，以最经济的途径和方法监测及调节回流罐中的液位，所以需要在充分了解声场过程的工艺流程的基础上选择合适的控制方法，从而实现目标。
2 精馏塔的工艺流程根据本次设计条件及要求，我们必须精馏及精馏塔有一定的了解。
精馏的基本原理是将液体混合物部分气化，利用其中各组分挥发度不同的特性，实现分离的目的的单元操作。
蒸馏按其操作方法可分为：简单蒸馏,闪蒸，精馏和特殊精馏等。
精馏塔是一种进行精馏的塔式气液接触装置，蒸汽由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发（低沸点）组分不断的向蒸汽中转移，蒸汽中的难挥发（高沸点）组分不断的向下降液中转移，蒸汽愈接近塔顶，其易挥发组分愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。
由塔顶上升的蒸汽进入冷凝器，冷凝的液体一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸汽返回塔中，另一部分液体作为残液取出。
一般精馏装置由精馏塔，再沸器，冷凝器，回流罐等设备组成。
精馏塔是一个多输入多输出的多变过程，内在机理较复杂，动态响应迟缓，变量之间相互关联，不同的塔工艺结构差别很大，而工艺对控制提出的要求又较高，所以确定精馏塔的控制方案是一个极为重要的课题。
而从能耗的角度来看，精馏塔是三传一反典型单元操作中能耗最大的设备，因此，精馏塔的节能控制也是十分重要的。
下图是一典型的精馏塔结构图。
3 精馏塔的控制3.1精馏塔的控制目标精馏塔的控制目标是：在保证产品质量合格的前提下，使塔的回收率最高、能耗最低，即使总效益最大，成本最小。
基于PLC的液位控制系统毕业设计论文
基于PLC的液位控制系统毕业设计论文随着工业自动化水平的不断提高，液位控制系统在工业领域中得到了
广泛的应用。
液位控制系统是通过感知到液体的高度来实现对液位的控制，常用于储罐、水塔等场所，以确保液位在安全范围内。
本篇毕业设计论文将基于PLC（可编程逻辑控制器）设计一个液位控
制系统。
PLC是一种专门用于工和生产过程中的自动化控制的计算机控制
系统。
本设计将通过PLC来实现对液位的检测和控制，并结合开关、传感
器和执行器等设备实现自动液位控制。
在设计过程中，首先需要对液位控制系统的硬件架构进行规划。
本设
计将使用PLC作为控制核心，并结合液位传感器、执行器和HMI（人机界面）等设备来完成整个系统。
同时，需要对传感器和执行器的选型进行讨论，并确定合适的设备参数。
其次，将进行软件编程工作。
通过PLC的编程软件，将液位传感器与PLC进行连接，并设置液位控制的逻辑程序。
根据液位高度的变化，PLC
将实时采集并处理液位信号，然后通过输出信号控制执行器，实现液位的
自动控制。
同时，将设计一个简单直观的人机界面，能够实时显示液位的
变化情况，方便操作和监控。
最后，需要进行液位控制系统的测试和验证。
通过模拟液位的变化情况，测试液位控制系统的响应速度和准确性。
根据测试结果，进行相应的
调整和改进，使其达到设计要求。
综上所述，本设计将通过PLC实现液位控制系统的设计和开发，并通
过对硬件和软件的完善，使其具备良好的稳定性、响应速度和准确性。
该
设计具有一定的实用价值，可在工业领域中得到广泛的应用。
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储罐液位控制系统设计学号:*********姓名: 0000000目录设计任务与要求--------------------------------------------------------------3一、本课程设计系统概述-------------------------------------------------------41、系统原理--------------------------------------------42、系统结构图---------------------------------------------------------------43、控制方案说明------------------------------------------------------------54、系统组成及原理--------------------------------------5二、硬件设计-----------------------------------------------------------------------61、单片机最小系统电路设计------------------------------62、水位检测传感器的选用------------------------------------------------83、稳压电路的设计---------------------------------------------------------84、光报警电路的设计------------------------------------95、水泵的介绍-----------------------------------------106、继电器控制水泵加水电路-----------------------------147、电源电路-------------------------------------------168、看门狗技术-------------------------------------------------------------16三、软件设计---------------------------------------------------------------------191、系统总流程图----------------------------------------------------------192、系统总程序-----------------------------------------20四、小结---------------------------------------------------------------------------22五、参考文献---------------------------------------------------------------------23设计题目：储罐液位控制系统设计设计要求：在储罐的内部我们设计一个简易的水位探测传感器用来探测三个水位，即低水位，正常水位，高水位。
低水位时送给单片机一个高电平，驱动水泵加水，红灯亮；正常范围的水位时，水泵加水，绿灯亮；高水位时，水泵不加水，黄灯亮。
本设计过程中主要采用了传感技术、单片机技术、光报警技术以及弱电控制强电的技术。
技术参数和设计任务：1、利用单片机STC89C51实现对高塔进行水位的控制；2、把水位探测传感器探得高塔中的水位送给单片机以实现对水泵加水系统和显示系统的控制；3、光报警显示系统电路，采用不同颜色的发光二极管来表示不同的水位情况4、水泵加水电路由继电器进行控制；5、分析工作原理，绘出系统结构原理图及流程图；一、本课程设计系统概述1、系统原理当水位处于低水位的时候，传感器的低水位探测线没被+5V的电源导通进入稳压电路经过处理在稳压电路的输出端有一个高电平，送入单片机的P1.0口，另一个稳压电路输出的高电平进入单片机的P1.1口单片机经过分析，在P1.2口输出一低电平，驱动红灯亮，P1.5出来一个信号使光电耦合器GDOUHE导通，这样继电器闭合，使水泵加水；当水位处于正常范围内时，水泵加水，在P1.3引脚出来一个低电平，使绿灯亮；当水位在高水位区时，传感器的两根探测线均被导通，均被+5V的电源导通，送入单片机，单片机经过分析，在P1.4引脚出来一个低电平，使黄灯亮，在P1.5端出来一个低电平不能使光电耦合器导通，这样继电器不能闭合，水泵不能加水；当三灯闪烁表示系统出现故障。
2、系统结构图图1 系统结构图采用单片机STC89C51作为我们的控制芯片,主要工作过程是当高塔中的水在低水位时,水位探测传感器送给单片机一个高电平,然后单片机驱动水泵加水和显示系统使红灯变亮;当水位在正常范围内时,水泵加水,绿灯亮,;当水位在高水位时,单片机不能驱动水泵加水,黄灯亮。
3、控制方案说明这个方案中使用了单片机处理，单片机技术是信息时代用于精密测量的一种新技术。
此系统使用过程中采用稳压电路能够准确地把输入的电平送给单片机不会产生误判的情况,由于STC89C51单片机有四端口，20引脚能够非常方便地设计显示系统。
4、系统组成及原理本系统由电源电路、水位探测传感电路、稳压电路、单片机系统、光报警显示电路、继电器控制水泵加水电路、以及储罐模型组成。
主电气原理图如下：工作原理：当水位处于低水位的时候，传感器的低水位探测线没被+5V的电源导通进入稳压电路经过处理在稳压电路的输出端有一个高电平，送入单片机的P1.0口，另一个稳压电路输出的高电平进入单片机的P1.1口单片机经过分析，在P1.2口输出一低电平，驱动红灯亮，P1.5出来一个信号使光电耦合器GDOUHE 导通，这样继电器闭合，使水泵加水；当水位处于正常范围内时，水泵加水，在P1.3引脚出来一个低电平，使绿灯亮；当水位在高水位区时，传感器的两根探测线均被导通，均被+5V的电源导通，送入单片机，单片机经过分析，在P1.4引脚出来一个低电平，使黄灯亮，在P1.5端出来一个低电平不能使光电耦合器导通，这样继电器不能闭合，水泵不能加水；当三灯闪烁表示系统出现故障。
二、硬件设计1、单片机最小系统电路设计STC89C51是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含2k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash 存储单元，功能强大STC89C511单片机可为您提供许多高性价比的应用场合。
本设计中单片机采用STC89C51，它是一种高性能低价格单片机。
引脚(20个)和指令系统与8031单片机完全兼容。
片内有2 K字节的闪速程序存储器(采用电擦除编程, 可重复编程1000次,数据可保10年),除没有P0口、P2口外,具有8031所有功能结构,即一片STC89C51相当于8031、373 、2716 组成的最小系统。
用它构成的测量、控制系统具有电路简单、可靠性好、体积小和成本低等优点。
STC89C51 的P1 口为八位双向I/ O 口, P1.2～P1.7有内部上拉电阻, P1.0与P1.1无内部上拉电阻。
P1.0与P1.1具有第二功能, 分别作为片内精密比较器的同相、反相输入端。
P1 口输出驱动器能提供20mA 的灌电流驱动能力, 其锁存器写1 时可作为输入口。
STC89C51 的P3 口为七位双向I/ O 口, 有内部上拉电阻, P3 口输出驱动器能提供20mA 灌电流驱动能力, 其锁存器写1 时可作输入口。
P316作为输入线与片内精密比较器输出端在片内相连, 故无引出线, 但可读该位的值。
P310～ P315的第二功能与8031 P3 口相应口线的第二功能完全相同。
综上所述, P1 和P3 口中的各口线可直接驱动发光二极管, 不用再配置发光二极管驱动电路,P1.0与P1.1具有第二功能, 不用再配置比较器, 从而简化了控制电路的结构。
图2 最小系统电路图2、水位检测传感器的选用传感器是一种能感受被测物体物理量并将其转化为便于传输或处理的电信号的装置，在现代科技领域中，传感器得到了广泛应用，各种信息的采集离不了各种传感器，传感器的基本功能在于能感受外界的各种“刺激”并作出迅速反映。
本设计当中我们采用的水位探测传感器简单易做，经济实惠。
其外形轮廓如下：A图3 水位探测传感器外观图A为接+5V电源的线与水一直保持连通，B线为低水位控制线，当水位到达低水位的时候它不导通，水在正常范围内时，它导通。
C线为高水位控制线，当它导通时，表示水已经为高水位。
本设计中采用了细铜线作为我们的传感器的材料。
主要考虑了(1)细铜线的电阻率比较低，这样就可以避免由于电阻过大而使输出的电平过低，以致不能很好地驱动单片机工作(2)传电性能比较好，传电速率比较快，也就是说灵敏性非常好。
(3)细铜线便宜易找。
本传感器的尺寸是A线是30CM，B线是20CM，C线是15CM，铜线直径是15MM。
3、稳压电路的设计本电路的主要作用是使从传感器输出的电平能够稳定地输入单片机中，主要由三极管的两极放大稳定电路组成，其工作过程是水位探测传感器把探测到的电信号送给R12,如果送入的是高电平则R11、Q5、D3、Q4导通把低于1.4V的低电平稳定地送给单片机。
如果是低电平送给R12则R11、Q5、D3、Q4均不能导通二是R13导通将把高于1.4V的高电平稳定的送给单片机。
我查找了相关资料以及我们自己在设计过程当中免去此稳定电路,发现有时候也能实现我们的设计目的,但是也有很多时候发生水位误判的情况,产生不稳定现象,所以我们认为此电路是不可缺少的。
既然是控制系统,当然就要控制精确。
图4 稳压电路原理图4、光报警电路的设计发光二极管（LED）是用半导体材料制作的正向偏置的PN结二极管。
其发光机理是当在PN结两端注入正向电流时，注入的非平衡载流子（电子－空穴对）在扩散过程中复合发光，这种发射过程主要对应光的自发发射过程。
按光输出的位置不同，发光二极管可分为面发射型和边发射型。
发光二极管的发光原理同样可以用PN结的能带结构来解释。
制作半导体发光二极管的材料是重掺杂的，热平衡状态下的N区有很多迁移率很高的电子，P区有较多的迁移率较低的空穴。
由于PN结阻挡层的限制，在常态下，二者不能发生自然复合。
，而当给PN结加以正向电压时，沟区导带中的电子则可逃过PN结的势垒进入到P区一侧。