提高罐區信息化水平的研究

王雪輝 邵春穎

摘 要：在充分研究了國內外罐區信息化系統現狀的基礎上，著重從網絡、火災自動報警、工業電視監視、擴音對講等信息系統與電信系統的設計方面進行研究，針對目前存在的薄弱環節，對設計和建設工作提出一些技術要求與措施，以期提高罐區信息化水平，支撐罐區安全生產，促進生產和管理效率提升；符合中國石油信息化的整體規劃，同時兼顧信息化的先進性、實用性、可操作性、適用廣泛性和經濟性原則，保證罐區信息化建設與企業戰略相一致。

關 鍵 詞：罐區；信息化；安全

中圖分類號：TQ 052 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2015）07-1602-03

Research on Improving the Information Level of Oil Tank Farm

WANG Xue-hui 1，SHAO Chun-ying 2

（1. China Petroleum Engineering & Construction Corp. Dalian Design Company， Liaoning Dalian 116023，China；

2. Yuexing Chandian （Dalian） Co.， Ltd.， Liaoning Dalian 116600，China）

Abstract： Based on deep study of the current situation on tank information system at home and abroad， the research of information system and telecommunication system design was presented， including the network， automatic fire alarm， industrial television monitoring， public address and general alarm system etc. In view of the weak links at present， some technical requirements and measures for the design and construction work were proposed in order to improve the level of tank information and tank production safety， promote the production and management efficiency. It also should be complied with the overall layout of CNPC information system. At the same time， the constructions of enterprise information system should also give a good consideration on the advanced information， practicability， operability， extensive applicability and economy. It will guarantee to keep the accordance of tank information construction with enterprise strategy.

Key words： Tank farm； Information；Safety

近年來，油品罐區的重特大事故時有發生，造成了巨大的人身傷亡和財產損失，血的教訓使人們不得不對油品罐區的安全問題予以高度的重視。

儲油罐區是油氣田及大型煉廠的重要組成部分，油罐內儲存大量易燃、易爆的油品，管理或操作不當易造成安全事故，屬于危險場所，因此，保證其安全生產至關重要。為保障油品罐區的安全生產并提高其生產和管理效率，建立良好的信息系統并提高罐區信息化水平是極為重要的關鍵環節與措施之一。

分析當前罐區信息化狀況，無論是在采用自動化與智能化的成熟與先進技術方面，還是建設集過程控制、集中監控與管理、自動記錄和報警等功能于一體并具備主動安全管理與監控能力的信息系統建設方面，還是有較大的提升空間。比如：由于采用電類傳感器檢測，帶來了一定的安全隱患；由于沒有解決信號的長距離傳輸問題，造成了系統可靠性不高；信息系統功能單一且分散，集成度不高與其它相關系統的集成接口有限，形成了信息孤島，限制了分析與監控能力的發揮；由于罐區本身就是易燃易爆的高危場所，安全防范系統設計和實施要求高，但目前在罐區安全防范技術與措施上缺乏深入系統的研究等等。

1 研究范圍及主要內容

1.1 研究范圍

本研究報告適用于新建、改擴建石油化工企業輕質油品儲罐信息系統與電信系統的工程設計。

1.2 主要內容

網絡系統設計；

火災自動報警系統設計；

工業電視監視系統設計；

擴音對講系統設計。

2 術語和縮略語

QoS 服務質量 Quality of Service

ACL 訪問控制列表 Access Control List

VLAN 虛擬局域網 Virtual Local Area Network

OPC 用于過程控制的對象鏈接嵌入 Object Linking and Embedding（OLE） for Process Control

3 系統的設計

3.1 信息系統總設計原則

1） 在進行網絡、火災自動報警、工業電視監視、擴音對講、儲運自動化、數據采集和監控（SCADA）等信息系統與電信系統的設計與建設時，應采用成熟、先進、安全的技術，確保輕質油儲罐區的安全。

2） 信息系統和電信系統應與輕質油儲罐區工程同步建設。同時，要重視信息系統和電信系統設計與輕質油儲罐區工程設計的對接。

3） 信息系統與電信系統應技術先進、安全可靠、經濟合理、節能環保。

4） 由于罐區往往是大型煉廠或油氣田中的一部分區域，而信息化建設是全廠統一性的信息系統建設，所以在罐區信息化設計過程中，除保障罐區高效安全運行的同時，還應了解和考慮全廠信息化的總體規劃和設計，保證罐區信息化設計與全廠信息化的一致與銜接，避免導致“信息孤島”；應盡量做到各系統操作界面、風格的統一；應推進罐區信息系統與自控系統的集成，重視生產數據自動化集成接口建設，促進信息化與自動化融合，提高信息系統應用效率。

5） 儲運自動化系統與數據采集和監控系統的技術要求見《提高罐區自動化水平研究報告》。在功能設計上，應能實現智能化、過程控制、集中控制、監測、管理、記錄和報警等功能，提升輕質油儲罐區主動安全管理與監控能力。

3.2 網絡系統設計

3.2.1 網絡系統設計一般原則[1]

1） 一般將工廠網絡系統分為管理信息網和過程控制網。網絡系統應按一體化原則進行統籌設計，可按物理層、鏈路層、網絡層分層考慮一體化設計。

2） 自控專業負責過程控制網的設計，過程控制網應提供可讀寫的OPC SERVER軟硬件接口。

3） 過程控制網與管理信息網之間應實施技術性隔離，應采取嚴格的訪問控制策略實現分級授權訪問，宜采用物理隔離。

4） 管理信息網可根據安全需求設計為一個網，也可設計為多個子網，即生產管理網、辦公管理網、電信網和安保網等。如設計為多個子網，子網間應盡可能一體化設計。

5） 管理信息網應將TCP/IP協議作為統一的標準數據傳輸協議，應采用支持TCP/IP協議的設備、系統或編碼器。利用IP技術，可把傳統弱電功能子系統的總線系統統一到IP平臺上，對異構系統進行統一標準的整合，進行數字化傳輸和管理。

6） 網絡設計應滿足GB/T50609-2010《石油化工工廠信息系統設計規范》的規定。

3.2.2 網絡系統與設備的性能要求

管理信息網及設備應滿足可靠性、兼容性、擴展性、可管理性和可維護性及安全性等要求，并應滿足下列技術要求：

1） 網絡系統采用分布式架構。

2） 關鍵設備、關鍵部件或模塊應冗余配置。

3） 物理層、數據鏈路層、網絡層設備應具備手動或自動恢復功能。

4） 核心設備應支持（7×24）h運行。

5） 交換機的管理引擎、交換矩陣、以太網交換、光纖千兆以太網交換等模塊宜采用同一品牌。除光纖模塊外的模塊應采用10/100/1000 Mbps自適應以太網交換RJ45端口。

6） 設備槽位及端口密度在滿足當前需求的情況下，應配備20%左右的可用擴展空間。

7） 應支持基于策略的多層次QoS保證措施，支持網絡帶寬分配能力。

8） 應支持SNMP網絡管理協議。

9） 應支持遠程管理方式，但應配備適當的與外網隔離措施，如防火墻等。

10） 應支持IEEE 802.1X協議、ACL（訪問控制列表）、VLAN等安全策略。

11） 應具備廣播風暴、病毒、入侵、攻擊等的防護功能，應具備服務器訪問控制和保護功能。

3.3 火災自動報警系統設計[2，3]

3.3.1 分布式信息處理技術

在報警終端設備（如探測器、手動報警按鈕及各類模塊等）和控制器中均應設有微處理器和相應的信息處理程序。探測器對采集到的現場信號先由內部的單片機進行分析處理，然后進行初步的火災判斷。探測器平時只需向控制器傳送正常或故障信號，火警時探測器以中斷方式向控制器傳送采集處理后的火警信息數據，由控制器再做進一步分析判斷。

3.3.2 智能火災探測報警技術

火災報警控制器應具備對探頭的靈敏度變化自動進行漂移補償功能，以從多方面消除了誤報。

3.3.3 火災報警系統

1） 應具有現場編程功能。通過編程，定義輸入輸出及邏輯運算，可實現復雜的聯動控制功能，確保在火警時系統能有效的實現一系列聯動控制。通過編程，每個防區在白天與黑夜兩種不同環境中設置不同的報警級別，確保系統對火警探測的靈敏度與準確度；防區可通過編程設置為工作狀態或不工作狀態，為用戶特殊場合實施火警自動探測提供方便。

2） 應具有故障診斷和報警功能。火災報警控制系統應具有完善的自我診斷功能，對系統本身及其外接擴展回路可進行故障及錯誤檢測，確保系統能及時地發現系統本身、回路及回路上設備的故障，保證系統正常工作。當系統發生故障時，能在顯示器上顯示其類型、發生部位、發生時間，當故障排除后，系統自動返回正常工作狀態。

3） 應滿足與應急指揮系統、電視監視系統、擴音對講系統等的接口要求。

4） 應具備中文的易用操作界面。

3.4 工業電視監視系統設計[4]

1） 監控設備的分布應滿足監控覆蓋面和重點監控點的要求。

2） 電視監視系統功能應包括：攝像及傳輸，圖像顯示、存儲和回放，圖像切換，攝像機云臺、鏡頭控制，報警聯動控制，夜間監視等。

3） 視頻網絡宜與辦公網絡聯網，或直接采用數字辦公網絡，實現在連接于辦公網絡的計算機終端（經授權）上觀看圖像，控制操作攝像機。

4） 電視監視系統宜與火災報警系統聯網，當接收到火災報警控制器的報警信號后，可控制附近的攝像機，按預先設置的參數，自動轉向報警發生點，便于相關人員確認火警情況。

5） 電視監視系統應提供其通信協議，以實現與其他系統的集成、聯動控制和對管理軟件的二次開發。如系統可與火災報警設備聯動，報警發生時能自動切換出相應部位的視頻，并顯示相關報警畫面。

6） 電視監視系統供電及前端的攝像機應有防雷措施。

7） 宜將電視監視系統的前端攝像機與全廠性綜合安防管理平臺無縫集成。

3.5 擴音對講系統設計

1） 應對各個話站使用情況及故障信息監測，所有信息皆顯示在計算機屏幕上。維護人員只需在屏幕前即可了解整個系統之運行狀態，便于操作及檢修。系統的運行狀態紀錄于計算機硬盤上做為數據存查（記錄可達一年以上）。

2） 應具備合并及分離控制功能。正常時各分區獨立使用，需跨區廣播對講時只需按下相對應之區域控制鈕即可；系統應具有程控電話切入、群呼、組呼和多通道通話功能等。

3） 每個區應能提供1個緊急專用話路與中央控制室聯絡，以及1個專用話路給電話接口使用。

4） 應有警報優先權設定。系統中的警報可以設定優先等級。

5） 系統具有電話接口，可與調度電話交換機系統連結。

6） 可外接火氣、火災報警的信號，通過警報發生器可提供警報、語音輸出；現場可調節警報、語音的設置。

7） 系統應具有噪音回饋抑制功能。

8） 具有警報數據、事件數據的查詢功能。

9） 通過權限設置、相關的軟件，可以根據需要在局域網的任何一個端口建立系統監測終端。

10） 具有系統自我診斷功能。

11） 各式接口功能。a） 電話接口功能：當調度電話的用戶需要廣播對講時，可以使用調度電話機撥打某個號碼，撥通后即可與話站進行廣播與雙向對講；b） 警報接口功能：當接收外部信號后，系統啟動預先錄制好的警報聲音或緊急通告廣播內容。系統具有警報優先權處理功能。

4 結 論

1） 在罐區建設時，同步建設技術先進、安全可靠、經濟合理、節能環保的罐區信息系統和電信系統并提高罐區信息化水平，是保障罐區安全生產并提高其生產和管理效率的重要環節與措施之一。

2） 當前在罐區信息系統設計與建設方面，在重視程度和采用技術上與煉廠信息系統還有一定差距，在采用自動化與智能化且配備一體化的網絡系統與管理與監控系統上還有潛力可挖，罐區信息系統設計與建設本身的一體化水平有限，且在罐區安全防范技術與措施上也缺乏深入系統的研究。為此，需要加強研究并充分利用和采用現代信息技術，建設先進規范的信息系統基礎設施，配備必要的信息系統，提升自動化、智能化、一體化、集成化程度，提高罐區信息化水平。

在技術與管理上，采取必要的安全防范措施，支撐罐區安全生產，促進生產和管理效率提升。

3） 罐區信息系統與全廠信息系統的設計與建設應在一個安全等級下保持一致并平滑銜接。

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