油罐区监控系统的研究与设计

赵春雨 姚立权

摘要 文章主要针对油罐区监控系统的研究设计展开分析，首先分析了油罐区监控管理的相关要求，其次对油罐区监控系统方案的研究设计进行研究，最后分析了油罐区监控系统存在的问题，并且提出优化完善建议，主要目的是提高油罐区监控系统研究质量，保证油罐区监控质量，提高油罐区的安全性。

[关键词]油罐区 监控系统 原理设计 网络结构设计

油罐区监控系统的设计是保障油罐区安全的重要系统，特别是近些年科学技术发展基础上，油罐区监控系统不断升级优化。传统油罐区监控管理不到位，导致管理质量较为底下，基本都是现场在操作人员按照巡检要求进行巡检，将现场数据记录，及时对数据进行汇总分析，虽然检查次数比较频繁，但是依然会存在检查漏洞。发现油罐区检查故障，不能及时得到解决，为油罐区带来更多损失。利用科学技术水平的提升，开始对油罐区实施监控系统，提高监控管理质量，减少人员检查劳动力度，及时发现问题制定适当的解决方案，保证油罐区安全。

1 油罐区管理控制要求

油罐区管理与控制，需要从油罐区全方面储存以及管理等方面着手。

首先对于油罐液位、压力以及温度进行监测，保证监测达到油罐区存储标准。对于这方面的控制，需要选择适当的测量手段，既要保证油罐测量的精准度，还需要合理控制管理成本。油罐存储期间主要的作用是帮助油田将不同作业区采集出的油田资源进行存储，同时满足油气的输送需求。对于油罐储存液位的要求不同油罐存在一些差异。及时对液位进行监测，控制液位不能低于50cm，如果液位低于50cm，及时报警，当然液位的高度也需要进行控制，将其控制在11m，如果超出上限及时报警。为了提高输油的便利，在油罐上必须安装通气阀，对油罐气压进行控制，同时还要对油罐内的气压与大气气压进行监测，保证两者相对其在+20Pa范围之内，设定报警系统，如果气压波动或者超出规定范围，及时发出警示。

其次是对监控系统中的子系统设置要求。子系统包含输油、火警灭火、喷淋降温等，对于其中的喷淋降温系统必须保证油罐罐体温度出现变化期间及时报警，给予适当的警示，同时采取适当的降温，控制温度自动系统，及时停止系统工作。喷淋降温系统的操作方式主要包含两种，如果从节约用水考虑研究，选择手动操作较为合理。及时对喷淋蓄水池的水位进行监督，如果蓄水池出现变化，及时做出警示。油罐输油管线操作时，结合油管流量对输油量显示数据进行记录，如果油罐的液位达到50cm，及时停止油罐中油泵的工作，切换油罐工作流程，将发油量变化数据记录。灭火装置方面，必须控制好灭火装置的工作，及时记录检验情况。

最后是对油罐日常报表系统要求。因为油罐区监控系统中，需要合理开展办公管理，传统办公管理主要是以繁琐的报表形式进行监测与记录，比如出入人员记录表、月季度、液压温度压力抽检表、报警记录表、液位温度压力抽检表等，完善油罐区监控系统，运用自动化记录的方式，将所有表格数据长传数据库。

2 油罐区监控系统方案的研究设计

液位监控系统中，及时对油罐区内部液位以及温度等子系统展开完善设计，利用系统总体方案设计，满足油罐区的管理控制。图1为系统的总体结构框图。

油罐区中监测系统，属于液位监控系统的核心，该系统运行的主要目的是对油罐区液位进行实时监督，出现上下限问题及时进行报警处理。液位测量的具体方法以及测量元件的选择对监控系统性能以及成本具有直接影响。特别是近些年自动化技术不断发展成熟，光纤、雷达、变送器等高新技术不断兴起，当前的油罐区监控系统不断融入高新技术，功能逐渐多样化，精准度也得到提升。能够结合油罐区液位敏感元件区分液位变化。液位测量方法的选择主要分为两种，直接、间接测量。以储油站自身也为测量精度进行研究分析，同时结合静压式计量系统经验分析，发现油罐区监控系统液位测量最佳方法为静压式测量方法。喷淋降温以及输油等子系统设计都要结合油罐检测系统为基础，油罐监控系统是中央控制单元，利用数字、模拟等输出的方式对子系统进行监控。

2.1 监控系统原理设计

针对监控系统原理设计，以IPC-PLC/IM分布式控制系统作为基础，将先创装置控制优势进行结合，这样就可以实现工业自动化控制形式。利用中央监控系统单元，将油罐区的局域网与企业相连接，以IPC-PLC/IM作为基点，形成分散式控制单元，及时管理子系统中的监测工作，将系统优化之后实现现场总线连接形式，稳固监控构架结构。分布式监控系统其主要工作原理明确监控系统的根节点，油罐区监控系统的根节点为IPC，对整个系统进行监控以及信息管理期间，还需要选择储油站信息网络中的一些子系统作为节点，及时获取网络监管信息，实现监控系统中数据信息的共享。油罐区监控系统是液位监测关键系统，通过对子系统的单元监测控制，对现场设备运行动作及时监控，确保现场设备工作正常，并且還需要将传感器进行调整，确定输出信号，将其转换为数字信号，及时将数据信息上报至IPC。

油罐区监控系统，采取分布式控制系统，遵守系统基本原理的前提下，作为中央监控系统，需要对管理控制进行调整，转换为分散监控单元形式，同时保证现场设备参数能够及时汇总，将数据生成报表，便于对数据观察与分析。中央监控系统，紧密联系储油站监控系统，共享监控信息。

2.2 监控系统网络结构设计

监控系统网络结构设计主要延伸IPC-PLC/IM分散控制系统，在油罐区的监控现场，添加通讯链接，实现一个全数字化、多节点的信息模式。图2为监控系统网络结构图。

与原有监控系统的DCS相对比，以现场总线连接的方式，将其传输到模拟信号源上，当前的线路主要将模拟信号转变为数字信息，从基础上提升网络结构的可靠性，同时以数字信号为基础，提高抗干扰能力。将信息过度集中，保证现场总线连接与网络结构连接契合，完善监控系统网络结构模式。因为油罐区监控系统对现场总线进行选择，以总线型为基础，对数据信息进行传输，传输的主要介质为双绞线。同时在中央监控单元，连接双绞线，从接口卡到总线，以分散控制的方式选择适当的单元通讯手段。将监控的液位变化、温度控制等上传到中央监控单元，数据整合之后将其分散到控制单元，转变信号脉冲模式，将数字量上传到中央监控系统。

2.3 监控系统的中央监控单元

监控系统中主要控制枢纽为中央监控单元，油罐区利用监控系统中的中央监控单元对油罐区相关工作进行监控。中央建设单元中以工业计算机为基础，装置新型工业控制装置，提高监控系统的稳定性以及可靠性，同时也凸显了监控系统的技术优势，帮助油罐区监控系统实现自动化监控运行。当前的油罐区监控系统，已经全面实现了工业自动化控制，结合中央监控单元要求，选择适当的自动化配套产品，其主要特点是运行稳定、速度快、结构紧凑等，帮助油罐区监控系统优化系统总线，设置串行接口卡，调整系统运行不足，提高监控质量。

比如，监控系统对于油罐区温度变化监控，主要结合油罐区柴油密度变化，温度变化对其产生影响，导致测量的精度下降。对于这方面必须对油罐区周围环境进行检查，在油罐区的外围涂抹抗热辐射涂料，内部也需要涂上绝热涂料。结合这样的结构，对油罐底面气压测量，保证气压的压强与周围压力在可控制范围之内，传感器所输出的信号通过安全栅进入到智能仪表运作处理器中，保证测量值与上位机通讯正常。因为静压力在压力波动情况下会出现弹性变形，弹性体，的弹性范围中，液体静压力为p，具体液面作分析能够得出如下公式：Pi=P rgh=KU，，公式中T主要表示液体密度，K表示固定温度下静压力与传感器输出电压之间的比例系数。U1为传感器输出电压。结合公式获得监控数据，对油罐区运行时刻掌握。

3 油罐区监控系统问题与完善

电磁干扰与电气控制是油罐区监控系统中的重要影响因素，因为受到电磁的影响，导致数据传输的准确性与稳定性都出现问题。

首先是电磁干扰方面的问题，因为电磁干扰为油罐区监控系统带来问题，在导致油罐区监控系统中的通讯设备以及线路等都受到影响，数据传输中断或者数据传输出现错误等。如果数据传输存在错误，将会导致中央监控系统对当前单元判断出现错误，为油罐区管理带来严重的影响。必须克服当前电子干扰的问题，保证监控指令准确，工作参数也可以准确传递。其次是继电器线圈带来的影响，这方面的影响导致继电器接点出现错误的动作，并且中央监控单元质量控制指令不能正常执行，监控系统陷入混乱。信号线受到影响，电流与电压等参数值出现错误，导致监控系统报警有误。针对上述问题，必须仔细斟酌问题，调查相关资料，及时制定完善的监控预防措施。电磁干扰方面，采用电气柜的方式接入地下，注意将PLC单独接地，控制好继电器的运行，铺设金属管道，增大地面接触面积。完善监控系统的通讯设计，通信设计能够及时将油罐区监控内容及时上传到监控部门，保证通讯系统的健康运行，完善监控系统中的通讯问题，为监控系统发展提供保障。选择屏蔽双绞线取代PLC/1M通讯线，隔离地线与电源线，不断解决上述问题，才能真正保证监控系统的运行，提高油罐区的安全。

4 结束语

综上所述，油罐区的安全是保证油罐区安全运行的重要基础，监控系统研究与设计中，关注中央监控单元，确定控制基点，合理布置相关线路，保证线路安全运行的基础上，提高监控系统的监控质量，为油罐区的安全工作提供保障。

参考文献

[1]宗蕾，徐佳，管或，郭伟，孙彦开，油罐区消防安全监控系统的应用设计[J].现代化工，2017，37 （03）：213-214+216.

[2]税爱社，刘良兵，李明，方卫红，刘军，后勤测控系统科研成果案例化方法探索与实践[J].教育教学论坛，2016 （17）：142-143.

[3]薛夫振，张亚男，林金泉，基于OPC与MODBUS技术的原油罐区库存监控系统[J].油气储运，2015，34 （12）：1310-1314.

[4]张轲，基于PLC和组态软件的宝鸡中立油库罐区监控系统设计[J].科技创新导报，2014，11 （20）：57-62.

[5]易高翔，王如君，朱天玲，潘長城，基于三维GIS的油罐区应急管理平台研究与实现[J].中国安全生产科学技术，2013，9 （11）：109-113.