大豆制油厂溶剂库存量计算方法通常有两种：第一种是传统手工打尺计算，即通过手工打尺，测量溶剂罐内剩余溶剂的高度，然后通过人工查表法计算溶剂库存量；第二种是采用自动化仪表测量液位高度，然后人工查表的半手工方法，即在溶剂罐上部安装液位传感器实时测量溶剂液位高度，通过人工查表的方法计算溶剂库存量。本文介绍的计量方法是在第二种方法的基础上，将液位传感器信号作为高度变量，结合PLC编程，实现溶剂库存量自动计算，实时显示溶剂库存量数据，免于查表计算。

1 大豆制油厂溶剂储存常用的3种罐体形式

大豆制油厂浸出车间溶剂储存常用的罐体形式有卧式椭圆形封头储罐、卧式圆柱体储罐、立式圆柱体拱顶罐，罐体形状分别见图1~图3。

2 3种溶剂储罐内溶剂体积的计算公式

在生产中，操作人员常用容器内物料的液面高度代表溶剂库存量的多少，这样非常不便。为了在原料供应、产品销售的计量和储存等方面能直观地显示容器内溶剂质量，需要正确计算储罐内溶剂体积，就必须找出液面高度和体积的函数关系式。应用高等数学的微积分方法，能精确地推导出卧式椭圆形封头储罐内溶剂体积和液面高度的关系式，但是微积分公式无法通过PLC编写程序的方法加以实现，因此采用近似的线性体积计算公式对微积分公式进行线性化、标准化。实践证明，这种线性化、标准化近似误差是能满足生产要求的。建立计算模型的原则为质量=体积×密度。

卧式椭圆形封头储罐溶剂体积计算公式如下：

V=[R2×arccos(1-h/R)-(R-h)×(2×R×h-h2)1/2]×L+πah2×[1-h/(3×R)]

卧式圆柱体储罐溶剂体积计算公式如下：

V=[R2×arccos(1-h/R)-(R-h)×(2×R×h-h2)1/2]×L

立式圆柱体拱顶罐溶剂体积计算公式如下：

V=πR2×h

3 4 000 t/d大豆制油厂总的溶剂库存量统计方法

为了便于展开介绍，以国内某大型油脂企业4 000 t/d的大豆制油厂为例进行论述。该企业浸出车间地下溶剂库原有液位传感器只是显示液位高度，因为溶剂罐为卧式椭圆形封头储罐，库存溶剂体积计算复杂，计算质量也非常麻烦，不能直观、实时地反映车间溶剂变化及消耗量。因此，提出根据溶剂罐液位传感器信号数据直接算出溶剂质量并在上位机显示，这样能够实时掌握车间溶剂量变化情况。

该厂浸出车间容易计量的溶剂储罐有地下溶剂库(罐)4台，是卧式椭圆形封头储罐，工艺设备编号TK236-1、TK236-2、TK236-3、TK236-4；蒸发工段混合油罐1台，是立式圆柱体拱顶罐，工艺设备编号TK206D；溶剂暂存罐1台，是卧式圆柱体储罐，工艺设备编号TK228。正常生产时，存在于其他设备的溶剂量变化不大，其库存量可理解为定值常数，因此只要计算出可计量设备内的溶剂量变化情况就能基本掌握整个车间溶剂库存量变化情况。

4 利用PLC系统编程实现大豆制油厂溶剂库存的实时显示

利用PLC系统编程实现大豆制油厂溶剂库存实时显示的步骤：PLC系统网络硬件组态（见图4）、PLC程序编写（见图5）、优化编译、下载运行。

程序编写的主要思路是根据标准化、线性化后的计算公式计算体积，然后体积乘以溶剂密度计算溶剂质量。溶剂高度是公式中的唯一变量，此高度数据由安装在罐体上的液位传感器传输而来。将所有库存设备的数据按上述步骤进行编程，并下载到CPU运行，即可实现溶剂库存量的实时计算。

5 大豆制油厂溶剂库存量PLC实时显示应用

上位机监控画面组态可实现大豆制油厂溶剂库存量的实时显示。图6为地下溶剂库、溶剂暂存罐库存量，图7为混合油罐库存量。改造完成之后经过一年来与地磅单数对比，误差在2%以内（测量误差和密度变化影响）。

改造后经运行证明，溶剂库存量自动化计量能直观地反映溶剂消耗状况以及溶剂的实际库存量，便于根据生产计划及时填报申购数量，更具体地显示车间溶剂循环量以及溶剂暂存罐、地下溶剂库溶剂量变化情况,对生产的指导作用非常明显。

6 结束语

PLC控制自动化已经广泛用于大豆制油行业，将仪表自动化和控制自动化充分结合更加有利于生产控制。将液位传感器信号作为高度变量，结合PLC编程，可实现大豆制油厂溶剂库存量自动化计量。该应用已经过实践验证，且在该企业一直运行使用。不足之处是溶剂密度在计算过程中采用了常数，不能消除溶剂密度变化引起的计量误差。存在于其他工序设备中的溶剂采用估算定值，也引起一定的误差。改进方向为其他设备中的溶剂量尽可能纳入计量范围，并继续优化程序。