國內成品油庫自動化系統建設現狀分析及優化

□ 文/劉航宇

國內成品油庫自動化系統建設相對歐美起步較晚，歷經20多年的發展，已經從最初單一的裝車控制發展到現在的以管控一體化為目標的油庫自動化系統建設。從整體情況上來看，現有油庫自動化基礎比較薄弱，由于大部分油庫自動化子系統及儀表設備種類繁多、缺乏統一的實施標準、廠家技術水平的良莠不齊，致使早期實施的系統在功能和質量上不能完全滿足生產應用。

一 、概述

近幾年新建和改建的油庫在自動化系統架構、功能設計、設備儀表選擇等方面已經有了較大的提高。建立了生產安全監控、數據集成等完善的自動化體系，再輔以油庫管理信息系統的成熟應用，已基本達到高標準的要求，只要在軟件精細化設計、選用設備品質、流程精細化管理幾個方面進一步提高，就完全能夠達到甚至超過國際先進水平。

二、國內新建油庫自動化系統

2.1 系統架構

1）執行層：由流量計、電液閥、電動閥、液位儀、油泵、攝像、溫度傳感器、壓力傳感器、可燃氣體監測器等構成。

2）控制層：由定量灌裝發油子系統（公路、鐵路和碼頭）、儲罐液位計量子系統、油品移動子系統、數據集成平臺子系統等組成。多采用一套PLC控制器作為主站，掛接各控制分站。

3）管理層：由庫級管理、業務管理、設備管理、值班管理、網絡通信等信息系統組成。

2.2 主要功能

2.2.1 控制層系統實現的功能

● 油品出庫自動計量及定量灌裝過程控制；

● 油品灌裝IC“一卡通”流程管理；

● 庫區內多種生產參數檢測報警并聯動相關控制；

● 油品進庫、出庫、倒罐等油品移動全部實現流程自動化控制；

● 油庫生產管理都在同一個數據平臺上進行協同工作。

2.2.2 管理層系統實現的功能

● 油庫進銷存生產作業數據管理；

● 油品出庫開票寫卡及發油流程管理；

● 支持對生產過程遠程動態監視；

● 生產數據都能夠上傳到總部信息系統；

● 油庫生產數據通過管理系統一次采集，自動為ERP系統、物流系統提供基礎業務管理數據。

三、國內外油庫自動化系統技術比較

3.1 系統結構

從系統結構來看，國內外油庫區別不大。只是在管理層與控制層之間數據流交互方式上不同，國外系統更優一些。國外系統是通過數據服務器存儲所有生產控制系統的數據和各種生產信息，監控終端和管理終端都是從數據服務器獲取數據進行監控、顯示和業務管理。國內系統是通過監控終端存儲生產控制系統的數據和各種生產信息，然后通過監控終端將生產數據傳給數據服務器，管理終端從數據服務器獲取數據進行生產業務管理。

3.2 硬件配置

從執行層來看，國外系統的主控制器多采用PLC控制器，流量計多采用Smith、Rosement容積式流量計，電液閥多采用數字電液閥。國內油庫儀表及執行機構除電液閥、液位儀等進口設備外，性能不如國外油庫。但隨著國內產品的不斷發展，像數字電液閥除在裝備制造材料上不如國外材料壽命長之外，其控制技術已經達到了國際同類技術的先進水平，并且擁有了一定的自主知識產權技術。

3.3 軟件

國外油庫系統監控軟件主要采用工業組態軟件進行組態完成生產監控，也有極少專業自動化公司采用自行開發，界面簡單、風格統一、操作性好、人性化設計意識強。國內油庫系統監控軟件也是采用工業組態軟件進行組態完成生產監控，不同點主要是監控終端配置單獨的終端軟件，監控軟件自行配置數據上傳接口，目前一些自動化廠家已經開始對生產監控軟件進行整合。另外國內的軟件大多沒有采用冗余的軟件設計，這也是下一步國內軟件需要提升的地方。

3.4 物流管理

國外油品物流配送實施要早于國內物流管理，流程模式基本相同，只是在精細化應用和系統成熟性方面領先國內。國內隨著油庫管理、ERP、物流配送、加油站管理等信息系統的實施，加強了作業過程的透明度并準確地掌握數據，逐步形成較為完善的成品油物流運營系統。

3.5 投資

國外油庫自動化系統投資往往是國內的3-5倍。軟件和硬件產品綁定供貨，系統軟件約占整體投資的20%-30%，另外硬件產品選型較好。

3.6 優缺點比較

3.6.1 國外系統優點

（1）所有的生產控制系統通過一套軟件實現，并可以多點監控，系統運行不會因任意一臺監控終端故障而影響系統運行，同時這種結構設計使得各系統之間連鎖變得簡單易行；

（2）軟件功能較好，監控軟件平臺集成的系統有公路發油、鐵路發油、罐區監控、工藝自動化、消防自動化，可實現系統數據的圖形監測、控制、連鎖、趨勢、報警等功能；

（3）生產自動化系統的應用儀表設備及安防設備品質好，網絡冗余完善，系統運行穩定，故障率低。

3.6.2 國外系統缺點

（1）所有生產數據存儲及控制命令都要通過服務器完成，這就對數據服務器應用的可靠性要求極高，一旦出現故障，所有生產控制將全部癱瘓；

（2）投資過高，國內推廣應用有困難；

（3）系統運行的升級、維護費用高，及時性不能保證。

3.6.3 國內系統優點

（1）對數據服務器依賴不嚴重，通過監控終端直接與控制器交互數據，只要生產監控終端正常工作就不影響正常生產運行；

（2）生產控制層冗余的以太網和設備層冗余的控制網設計，使系統的穩定性較好；

（3）投資較低，系統運行的維護費用低，及時性有保證。

3.6.4 國內系統缺點

（1）需要設置多臺監控終端及軟件，監控終端故障會影響到某套系統的正常運行；

（2）系統部分國產儀表設備存在質量問題，導致系統運行穩定性不好；

（3）數據流相比國外系統多了一個存儲環節。

四、國內油庫自動化系統優化

4.1 系統結構優化

國內新建油庫的自動化系統在系統結構、功能實現和設備選型上與國外系統已基本接近，主要在數據流傳輸方式和軟件應用上與國外系統還有一定差距，需要進一步優化，在后續新建及改擴建油庫中應用。優化后的系統結構，PLC控制器采集的生產數據及掛接到生產局域網上的生產數據通過數據集成平臺的數采服務器采集并存儲，監控操作站從數據集成平臺獲取生產數據進行動態監視；從操作站下發的控制指令經生產局域網直接下發到PLC控制器進行控制。

4.2 軟件整合

將油庫定量灌裝、罐區自動化及消防自動化系統集成為一套監控軟件，在1臺監控終端就可對多個系統進行監控，同時也可安裝在多臺監控終端分別進行監控。

4.3 油品移動

在罐區自動化系統中對生產過程的油品移動模型進行進一步優化，逐步建立自檢測、自學習的油品移動專家系統。

4.4 安全檢測優化

進一步對油庫生產安全檢測點進行細化設計，做到確保生產異常能夠及時自動檢測報警并連鎖相關設備動作，能夠及時提醒操作人員對異常報警進行確認及處理，避免出現生產事故。

4.5 功能優化

在軟件操作使用和功能上進一步精細化設計，使自動化系統更好地為生產服務。