国内成品油库自动化系统建设现状分析及优化

□ 文/刘航宇

国内成品油库自动化系统建设相对欧美起步较晚，历经20多年的发展，已经从最初单一的装车控制发展到现在的以管控一体化为目标的油库自动化系统建设。从整体情况上来看，现有油库自动化基础比较薄弱，由于大部分油库自动化子系统及仪表设备种类繁多、缺乏统一的实施标准、厂家技术水平的良莠不齐，致使早期实施的系统在功能和质量上不能完全满足生产应用。

一 、概述

近几年新建和改建的油库在自动化系统架构、功能设计、设备仪表选择等方面已经有了较大的提高。建立了生产安全监控、数据集成等完善的自动化体系，再辅以油库管理信息系统的成熟应用，已基本达到高标准的要求，只要在软件精细化设计、选用设备品质、流程精细化管理几个方面进一步提高，就完全能够达到甚至超过国际先进水平。

二、国内新建油库自动化系统

2.1 系统架构

1）执行层：由流量计、电液阀、电动阀、液位仪、油泵、摄像、温度传感器、压力传感器、可燃气体监测器等构成。

2）控制层：由定量灌装发油子系统（公路、铁路和码头）、储罐液位计量子系统、油品移动子系统、数据集成平台子系统等组成。多采用一套PLC控制器作为主站，挂接各控制分站。

3）管理层：由库级管理、业务管理、设备管理、值班管理、网络通信等信息系统组成。

2.2 主要功能

2.2.1 控制层系统实现的功能

● 油品出库自动计量及定量灌装过程控制；

● 油品灌装IC“一卡通”流程管理；

● 库区内多种生产参数检测报警并联动相关控制；

● 油品进库、出库、倒罐等油品移动全部实现流程自动化控制；

● 油库生产管理都在同一个数据平台上进行协同工作。

2.2.2 管理层系统实现的功能

● 油库进销存生产作业数据管理；

● 油品出库开票写卡及发油流程管理；

● 支持对生产过程远程动态监视；

● 生产数据都能够上传到总部信息系统；

● 油库生产数据通过管理系统一次采集，自动为ERP系统、物流系统提供基础业务管理数据。

三、国内外油库自动化系统技术比较

3.1 系统结构

从系统结构来看，国内外油库区别不大。只是在管理层与控制层之间数据流交互方式上不同，国外系统更优一些。国外系统是通过数据服务器存储所有生产控制系统的数据和各种生产信息，监控终端和管理终端都是从数据服务器获取数据进行监控、显示和业务管理。国内系统是通过监控终端存储生产控制系统的数据和各种生产信息，然后通过监控终端将生产数据传给数据服务器，管理终端从数据服务器获取数据进行生产业务管理。

3.2 硬件配置

从执行层来看，国外系统的主控制器多采用PLC控制器，流量计多采用Smith、Rosement容积式流量计，电液阀多采用数字电液阀。国内油库仪表及执行机构除电液阀、液位仪等进口设备外，性能不如国外油库。但随着国内产品的不断发展，像数字电液阀除在装备制造材料上不如国外材料寿命长之外，其控制技术已经达到了国际同类技术的先进水平，并且拥有了一定的自主知识产权技术。

3.3 软件

国外油库系统监控软件主要采用工业组态软件进行组态完成生产监控，也有极少专业自动化公司采用自行开发，界面简单、风格统一、操作性好、人性化设计意识强。国内油库系统监控软件也是采用工业组态软件进行组态完成生产监控，不同点主要是监控终端配置单独的终端软件，监控软件自行配置数据上传接口，目前一些自动化厂家已经开始对生产监控软件进行整合。另外国内的软件大多没有采用冗余的软件设计，这也是下一步国内软件需要提升的地方。

3.4 物流管理

国外油品物流配送实施要早于国内物流管理，流程模式基本相同，只是在精细化应用和系统成熟性方面领先国内。国内随着油库管理、ERP、物流配送、加油站管理等信息系统的实施，加强了作业过程的透明度并准确地掌握数据，逐步形成较为完善的成品油物流运营系统。

3.5 投资

国外油库自动化系统投资往往是国内的3-5倍。软件和硬件产品绑定供货，系统软件约占整体投资的20%-30%，另外硬件产品选型较好。

3.6 优缺点比较

3.6.1 国外系统优点

（1）所有的生产控制系统通过一套软件实现，并可以多点监控，系统运行不会因任意一台监控终端故障而影响系统运行，同时这种结构设计使得各系统之间连锁变得简单易行；

（2）软件功能较好，监控软件平台集成的系统有公路发油、铁路发油、罐区监控、工艺自动化、消防自动化，可实现系统数据的图形监测、控制、连锁、趋势、报警等功能；

（3）生产自动化系统的应用仪表设备及安防设备品质好，网络冗余完善，系统运行稳定，故障率低。

3.6.2 国外系统缺点

（1）所有生产数据存储及控制命令都要通过服务器完成，这就对数据服务器应用的可靠性要求极高，一旦出现故障，所有生产控制将全部瘫痪；

（2）投资过高，国内推广应用有困难；

（3）系统运行的升级、维护费用高，及时性不能保证。

3.6.3 国内系统优点

（1）对数据服务器依赖不严重，通过监控终端直接与控制器交互数据，只要生产监控终端正常工作就不影响正常生产运行；

（2）生产控制层冗余的以太网和设备层冗余的控制网设计，使系统的稳定性较好；

（3）投资较低，系统运行的维护费用低，及时性有保证。

3.6.4 国内系统缺点

（1）需要设置多台监控终端及软件，监控终端故障会影响到某套系统的正常运行；

（2）系统部分国产仪表设备存在质量问题，导致系统运行稳定性不好；

（3）数据流相比国外系统多了一个存储环节。

四、国内油库自动化系统优化

4.1 系统结构优化

国内新建油库的自动化系统在系统结构、功能实现和设备选型上与国外系统已基本接近，主要在数据流传输方式和软件应用上与国外系统还有一定差距，需要进一步优化，在后续新建及改扩建油库中应用。优化后的系统结构，PLC控制器采集的生产数据及挂接到生产局域网上的生产数据通过数据集成平台的数采服务器采集并存储，监控操作站从数据集成平台获取生产数据进行动态监视；从操作站下发的控制指令经生产局域网直接下发到PLC控制器进行控制。

4.2 软件整合

将油库定量灌装、罐区自动化及消防自动化系统集成为一套监控软件，在1台监控终端就可对多个系统进行监控，同时也可安装在多台监控终端分别进行监控。

4.3 油品移动

在罐区自动化系统中对生产过程的油品移动模型进行进一步优化，逐步建立自检测、自学习的油品移动专家系统。

4.4 安全检测优化

进一步对油库生产安全检测点进行细化设计，做到确保生产异常能够及时自动检测报警并连锁相关设备动作，能够及时提醒操作人员对异常报警进行确认及处理，避免出现生产事故。

4.5 功能优化

在软件操作使用和功能上进一步精细化设计，使自动化系统更好地为生产服务。