石油仓储罐区监控系统设计

石油仓储罐区监控系统设计

崔国梁

中国石化销售有限公司华北分公司天津储备库天津300454

摘要：石油仓储罐区是支持石化产品生产、储存、运输的重要区域，随着石油化工生产领域发展对其自动化建设也提出很多要求。石油仓储罐区监控系统建设，对提升石油仓储罐区监控水平提升有着积极影响，系统运行过程中利用传感器装置对罐体内部的液位和温度等数据进行检测，可以及时发现石油仓储罐区运行中存在的不良问题，并且发出相应的警报，对保障石油仓储罐区运行安全、稳定有着积极影响。

关键词：石油；仓储罐区；监控系统；设计

引言：石油化工企业信息化建设包含内容众多，其中仓储罐区管理、监控信息化建设是非常关键的。我国自动化技术发展起步较晚，导致石油仓储区域自动化建设水平与西方发达国家相比较还存在一定差距。为了提升我国石油化工领域的国际市场竞争力，满足现阶段市场发展的实际需求，石油化工企业必须要应用先进的科学技术和信息技术加强仓储罐区自动化建设。要认真分析油库生产以及运行管理中存在的不良问题，从实际情况出发，进行一体化、信息化监控系统建设，为我国石油化工领域实现可持续发展奠定良好基础。本文就是对石油仓储罐区监控系统设计进行深入分析，希望对相关人员有所启示。

一、系统总体结构设计分析

本文笔者对石油仓储罐区运行情况和生产工艺进行了深入分析，在此基础上将石油仓储区域运行管理概括性的划分为三个层次，分别为现场作业层、监控曾、管理层。现场作业层包含了众多种类的监测设备以及自动检测装置等等。主要是针对区域计量工作、运输工作开展，应用测量仪表检测石油仓储罐区罐体温度和液位。监控层在互联网环境的影响下，可以自动的对作业层众多信息数据进行收集和整理，为管理层决策工作开展提供有力的科学依据。系统采用了NetLinx网络架构，是将DeviceNet网络、ControNet网络和EtherNrt/IP网络进行整合，在各网络的应用统一性的工业协议，创建了一个可以从生产车间到企业、从设备运行基层到企业运行管理信息层面的，具有较强开放性与集成性特点的互联网络平台，完成后控制器系统、人机界面的数据共享，并且实现了与网路信息路由之间的有效连接。

二、硬件体系架构

（一）PLC的选型和硬件设计

系统设备人员在对PLC类型进行选择时不能过于盲目，必须要结合石油仓储罐区生产需求以及控制对杨的要求，有针对性的进行选择，保证PLC具有较强的适用性。除此之外，还需要在实际应用点数的基础上预留出百分之二十到百分之三十的被用量，保证系统扩展的可能性。因为现场中需要进行处理的点数众多，工作环境还非常的复杂，所以对控制系统的处理能力以及运行可靠性必须要提出更高的要求。考虑到以上内容，设计人员选用了占据空间小、运行性能高，数据处理分析能力较强的AB公司CompactLogix系列中的1769-L35E型号的PLC。其通用的编程环境，通用的网络，通用的控制引擎，结构紧凑而性能卓越。根据石油仓储油罐监控系统的电气控制要求，每个油罐配有1台电机、2个电动阀、2个流量计、1个压力表、10个指示灯、2个手动按钮和3个模拟量输入通道、一个模拟量输出通道等；因此，在选择数字量输入、输出模块上，采用了1769-IA16和1769-OB16模块；在选择模拟量输入、输出模块上，采用了1769-IF4XOF2F模块。

（二）电动阀控制

电动阀使用电能作为动力来接通电动执行机构驱动阀门，实现阀门的开关、调节动作；由PLC模拟量输出模块输出控制信号4-20mA控制电动阀门的开度。由于电动阀门的开关速度比较慢，控制系统根据上位机的给定值及反馈开度信号，通过传统PID运算进行控制。

（三）罐区检测设备及控制对象

每个油罐都具有油罐液位检测装置、温度测量装置；使用UBG系列钢带浮子液位计，使用热电偶作为温度感应探头；为了避免温度过高使油罐内的油品油质变劣等，要求温度被控制在低于45℃，为此，设置自动喷淋装置、电机和水池等。为了避免现场环境或是未知因素对系统的干扰，模拟量采集在PLC中采用平均值滤波方法进行抗干扰处理。连续采集五次，并剔除其中最高及最低两个数，然后再对其余的三个数作平均，并以其值作为采集数；在系统中，事先对液位传感器进行校验，然后通过液位传感器实时采集油罐的液位信息，再转化为4-20mA的电流信号，传给模拟量输入模块，经A\D转化为数字信号，送到上位机处理。至于温度，则是在每个油罐不同部位安装Pt100热电阻传感器，这样可以有效的掌握了整个油罐的温度情况，温度读取的原理同液位相同。

三、程序设计分析

编程软件采用了RSLogix5000，它是所有Logix系列控制器的通用编程软件，符合REC611131标准，支持四种语言：功能块、梯形图、结构化文本和顺序功能图标。其界面清晰易懂，指令系统非常丰富。在本系统中，采用梯形图语言编程。

四、监控系统的软件设计与实现

（一）工艺流程显示

油泵被启动后，便会有石油被装置抽出，可以通过计算机软件界面中的动态图形变化了解到罐体石油流出的实际情况，压力表显示数值也会不断发生改变，电动阀是由传统类型的PID进行有效控制的，结合给定开度的百分比可以对开度大小进行调节，并且进行了多种指示装置和操作按钮设置，便于工作人员进行操作和管理。油罐上有现实当前温度值、当前罐体内部油量、液位的装置，系统实际运行中不仅可以对油罐温度、液位进行实时监控，同时还可以对进入和流出罐体的油量进行科学管理。对于进油量系统会采用自动控制的方式，对于出油量则是会根据现场调查收集的信息数据，以及现场生产工艺需求应用人为控制的方式。

（二）远程控制

对以往是由仓储罐区监控工作开展进行调查得知，因为该区域是是非常重要、非常关键的，一旦该区域运行中出现不良问题，对石油化工企业经济效益和安全管理会造成非常不良影响。所以石油化工企业不得不派遣众多的专业人员承担罐区运行监控工作，监控工作开展人力资源投入较高。但是是由仓储罐区监控系统创建，可以实现远程监控。监控计算机可以利用以太网区域读取来自于PLC网络的过程变化，最终实现PLC网络系统运行远程监控的目的。在监控系统的界面上存在石油仓储罐区的全貌图，可以实时的查询罐区石油储存情况、温度指数以及变化趋势。在全貌图中管理人员可以了解到关于油罐的所有信息，还可以通过相应操作进入到单罐运行监控体系中去，不仅进行数据信息的查询，同时还可以对相应参数进行更改，从而远程控制生产工艺流程。

（三）保存和查询实时、历史状态与事件

在石油仓储罐区监控系统中存在着众多参数数据报表和趋势图，系统对这些信息数据可以做到实时记录、显示和查询。实时曲线或者是历史曲线的查询，可以使得石油仓储罐区监控管理人员对系统运行情况做到了如指掌，同时还可以对上层决策层决策工作开展提供真实、可靠的监控数据。实时曲线呈现的是众多模拟参数的变化情况，这样监控工作人员可以对设备运行发展趋势进行了解，便于监控人员发现罐区内部设备运行中存在的不良问题，及时安排维修、护理工作，将不良故障问题产生扼杀在摇篮中。

结语：文中设计的以CompactLogixPLC为核心的石油仓储油罐监控系统，经半年多的评测表明，系统实现了对石油罐区的远程实时数据采集及监控和进出油量自动精确控制。系统具有实时性好、可靠性高、人机界面友好、易于扩展和调整灵活等优点，提高了石油仓储油罐生产运行效率和运行管理的自动化水平，达到了设计要求。

参考文献：

[1]付石，谢海林.油库自动化系统应用现状[J].油气储运.2013（03）

[2]宋慧欣.罗克韦尔自动化：化繁为简CompactLogix[J].自动化博览.2012（06）

[3]李旭钦，杜明峰，刘昌，郑军贤.化学品储罐区雷电风险识别的实践[J].民营科技.2013（05）

[4]张伟群.化工企业埋地溶剂储罐区、甲类仓库的安全管理[J].化工管理.2013（22）