油罐區監控系統的研究與設計

趙春雨 姚立權

摘要 文章主要針對油罐區監控系統的研究設計展開分析，首先分析了油罐區監控管理的相關要求，其次對油罐區監控系統方案的研究設計進行研究，最后分析了油罐區監控系統存在的問題，并且提出優化完善建議，主要目的是提高油罐區監控系統研究質量，保證油罐區監控質量，提高油罐區的安全性。

[關鍵詞]油罐區 監控系統 原理設計 網絡結構設計

油罐區監控系統的設計是保障油罐區安全的重要系統，特別是近些年科學技術發展基礎上，油罐區監控系統不斷升級優化。傳統油罐區監控管理不到位，導致管理質量較為底下，基本都是現場在操作人員按照巡檢要求進行巡檢，將現場數據記錄，及時對數據進行匯總分析，雖然檢查次數比較頻繁，但是依然會存在檢查漏洞。發現油罐區檢查故障，不能及時得到解決，為油罐區帶來更多損失。利用科學技術水平的提升，開始對油罐區實施監控系統，提高監控管理質量，減少人員檢查勞動力度，及時發現問題制定適當的解決方案，保證油罐區安全。

1 油罐區管理控制要求

油罐區管理與控制，需要從油罐區全方面儲存以及管理等方面著手。

首先對于油罐液位、壓力以及溫度進行監測，保證監測達到油罐區存儲標準。對于這方面的控制，需要選擇適當的測量手段，既要保證油罐測量的精準度，還需要合理控制管理成本。油罐存儲期間主要的作用是幫助油田將不同作業區采集出的油田資源進行存儲，同時滿足油氣的輸送需求。對于油罐儲存液位的要求不同油罐存在一些差異。及時對液位進行監測，控制液位不能低于50cm，如果液位低于50cm，及時報警，當然液位的高度也需要進行控制，將其控制在11m，如果超出上限及時報警。為了提高輸油的便利，在油罐上必須安裝通氣閥，對油罐氣壓進行控制，同時還要對油罐內的氣壓與大氣氣壓進行監測，保證兩者相對其在+20Pa范圍之內，設定報警系統，如果氣壓波動或者超出規定范圍，及時發出警示。

其次是對監控系統中的子系統設置要求。子系統包含輸油、火警滅火、噴淋降溫等，對于其中的噴淋降溫系統必須保證油罐罐體溫度出現變化期間及時報警，給予適當的警示，同時采取適當的降溫，控制溫度自動系統，及時停止系統工作。噴淋降溫系統的操作方式主要包含兩種，如果從節約用水考慮研究，選擇手動操作較為合理。及時對噴淋蓄水池的水位進行監督，如果蓄水池出現變化，及時做出警示。油罐輸油管線操作時，結合油管流量對輸油量顯示數據進行記錄，如果油罐的液位達到50cm，及時停止油罐中油泵的工作，切換油罐工作流程，將發油量變化數據記錄。滅火裝置方面，必須控制好滅火裝置的工作，及時記錄檢驗情況。

最后是對油罐日常報表系統要求。因為油罐區監控系統中，需要合理開展辦公管理，傳統辦公管理主要是以繁瑣的報表形式進行監測與記錄，比如出入人員記錄表、月季度、液壓溫度壓力抽檢表、報警記錄表、液位溫度壓力抽檢表等，完善油罐區監控系統，運用自動化記錄的方式，將所有表格數據長傳數據庫。

2 油罐區監控系統方案的研究設計

液位監控系統中，及時對油罐區內部液位以及溫度等子系統展開完善設計，利用系統總體方案設計，滿足油罐區的管理控制。圖1為系統的總體結構框圖。

油罐區中監測系統，屬于液位監控系統的核心，該系統運行的主要目的是對油罐區液位進行實時監督，出現上下限問題及時進行報警處理。液位測量的具體方法以及測量元件的選擇對監控系統性能以及成本具有直接影響。特別是近些年自動化技術不斷發展成熟，光纖、雷達、變送器等高新技術不斷興起，當前的油罐區監控系統不斷融入高新技術，功能逐漸多樣化，精準度也得到提升。能夠結合油罐區液位敏感元件區分液位變化。液位測量方法的選擇主要分為兩種，直接、間接測量。以儲油站自身也為測量精度進行研究分析，同時結合靜壓式計量系統經驗分析，發現油罐區監控系統液位測量最佳方法為靜壓式測量方法。噴淋降溫以及輸油等子系統設計都要結合油罐檢測系統為基礎，油罐監控系統是中央控制單元，利用數字、模擬等輸出的方式對子系統進行監控。

2.1 監控系統原理設計

針對監控系統原理設計，以IPC-PLC/IM分布式控制系統作為基礎，將先創裝置控制優勢進行結合，這樣就可以實現工業自動化控制形式。利用中央監控系統單元，將油罐區的局域網與企業相連接，以IPC-PLC/IM作為基點，形成分散式控制單元，及時管理子系統中的監測工作，將系統優化之后實現現場總線連接形式，穩固監控構架結構。分布式監控系統其主要工作原理明確監控系統的根節點，油罐區監控系統的根節點為IPC，對整個系統進行監控以及信息管理期間，還需要選擇儲油站信息網絡中的一些子系統作為節點，及時獲取網絡監管信息，實現監控系統中數據信息的共享。油罐區監控系統是液位監測關鍵系統，通過對子系統的單元監測控制，對現場設備運行動作及時監控，確保現場設備工作正常，并且還需要將傳感器進行調整，確定輸出信號，將其轉換為數字信號，及時將數據信息上報至IPC。

油罐區監控系統，采取分布式控制系統，遵守系統基本原理的前提下，作為中央監控系統，需要對管理控制進行調整，轉換為分散監控單元形式，同時保證現場設備參數能夠及時匯總，將數據生成報表，便于對數據觀察與分析。中央監控系統，緊密聯系儲油站監控系統，共享監控信息。

2.2 監控系統網絡結構設計

監控系統網絡結構設計主要延伸IPC-PLC/IM分散控制系統，在油罐區的監控現場，添加通訊鏈接，實現一個全數字化、多節點的信息模式。圖2為監控系統網絡結構圖。

與原有監控系統的DCS相對比，以現場總線連接的方式，將其傳輸到模擬信號源上，當前的線路主要將模擬信號轉變為數字信息，從基礎上提升網絡結構的可靠性，同時以數字信號為基礎，提高抗干擾能力。將信息過度集中，保證現場總線連接與網絡結構連接契合，完善監控系統網絡結構模式。因為油罐區監控系統對現場總線進行選擇，以總線型為基礎，對數據信息進行傳輸，傳輸的主要介質為雙絞線。同時在中央監控單元，連接雙絞線，從接口卡到總線，以分散控制的方式選擇適當的單元通訊手段。將監控的液位變化、溫度控制等上傳到中央監控單元，數據整合之后將其分散到控制單元，轉變信號脈沖模式，將數字量上傳到中央監控系統。

2.3 監控系統的中央監控單元

監控系統中主要控制樞紐為中央監控單元，油罐區利用監控系統中的中央監控單元對油罐區相關工作進行監控。中央建設單元中以工業計算機為基礎，裝置新型工業控制裝置，提高監控系統的穩定性以及可靠性，同時也凸顯了監控系統的技術優勢，幫助油罐區監控系統實現自動化監控運行。當前的油罐區監控系統，已經全面實現了工業自動化控制，結合中央監控單元要求，選擇適當的自動化配套產品，其主要特點是運行穩定、速度快、結構緊湊等，幫助油罐區監控系統優化系統總線，設置串行接口卡，調整系統運行不足，提高監控質量。

比如，監控系統對于油罐區溫度變化監控，主要結合油罐區柴油密度變化，溫度變化對其產生影響，導致測量的精度下降。對于這方面必須對油罐區周圍環境進行檢查，在油罐區的外圍涂抹抗熱輻射涂料，內部也需要涂上絕熱涂料。結合這樣的結構，對油罐底面氣壓測量，保證氣壓的壓強與周圍壓力在可控制范圍之內，傳感器所輸出的信號通過安全柵進入到智能儀表運作處理器中，保證測量值與上位機通訊正常。因為靜壓力在壓力波動情況下會出現彈性變形，彈性體，的彈性范圍中，液體靜壓力為p，具體液面作分析能夠得出如下公式：Pi=P rgh=KU，，公式中T主要表示液體密度，K表示固定溫度下靜壓力與傳感器輸出電壓之間的比例系數。U1為傳感器輸出電壓。結合公式獲得監控數據，對油罐區運行時刻掌握。

3 油罐區監控系統問題與完善

電磁干擾與電氣控制是油罐區監控系統中的重要影響因素，因為受到電磁的影響，導致數據傳輸的準確性與穩定性都出現問題。

首先是電磁干擾方面的問題，因為電磁干擾為油罐區監控系統帶來問題，在導致油罐區監控系統中的通訊設備以及線路等都受到影響，數據傳輸中斷或者數據傳輸出現錯誤等。如果數據傳輸存在錯誤，將會導致中央監控系統對當前單元判斷出現錯誤，為油罐區管理帶來嚴重的影響。必須克服當前電子干擾的問題，保證監控指令準確，工作參數也可以準確傳遞。其次是繼電器線圈帶來的影響，這方面的影響導致繼電器接點出現錯誤的動作，并且中央監控單元質量控制指令不能正常執行，監控系統陷入混亂。信號線受到影響，電流與電壓等參數值出現錯誤，導致監控系統報警有誤。針對上述問題，必須仔細斟酌問題，調查相關資料，及時制定完善的監控預防措施。電磁干擾方面，采用電氣柜的方式接入地下，注意將PLC單獨接地，控制好繼電器的運行，鋪設金屬管道，增大地面接觸面積。完善監控系統的通訊設計，通信設計能夠及時將油罐區監控內容及時上傳到監控部門，保證通訊系統的健康運行，完善監控系統中的通訊問題，為監控系統發展提供保障。選擇屏蔽雙絞線取代PLC/1M通訊線，隔離地線與電源線，不斷解決上述問題，才能真正保證監控系統的運行，提高油罐區的安全。

4 結束語

綜上所述，油罐區的安全是保證油罐區安全運行的重要基礎，監控系統研究與設計中，關注中央監控單元，確定控制基點，合理布置相關線路，保證線路安全運行的基礎上，提高監控系統的監控質量，為油罐區的安全工作提供保障。

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