加油站安全监控系统硬件设计二(采用仪表方案)

加油站安全监控系统硬件设计二(采用仪表

方案)

第1 章绪论、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1

1、1 加油站监控的背景、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1 1、2 加油站现场监控版、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2

1、2、1 加油站现场监控包括下几个部分、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2第2 章计算机监控系统的介绍、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、3

2、1 计算机监控系统的概念、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、3 2、2 计算机监控技术特点分析、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4 2、2、1 主要特点、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4

2、2、2 分析、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4第3 章加油站监控系统硬件设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、5

3、1 加油站工艺流程简介、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、5

3、2 加油站监控系统组成、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、5第4 章系统监控方案设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、7

4、1 常用仪表、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、7 4、2 控制系统的硬件组成、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、10

4、3 其他设备、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、11 结论、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、13 参考文献、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、13第 1 章绪论

1、1 加油站监控的背景当前在构建社会主义和谐社会的号召下，平安城市项目在全国各地被给予广泛关注。

而城市加油站监控系统因为其高安全性要求，资金较充裕等特点，在一些具体建设平安城市的省市中，加油站联网监控作为排头兵走在前列。实现过程中的技术要点1)域指向功能：系统在数据库中为每一个加油站分配了一个域。每个域可以指向多个网络视频服务器或网络一体球。当上级客户发起建立连接的需求时，目录服务可以根据域地址找到某一个加油站的媒体服务。媒体服务将继续解析访问地址的下一个字段，由域指向功能唯一确定该域下面的具体某个监控点。整个过程对用户透明，管理员可以直接在电子地图上对监控点进行操作。而不需要关心他们的实际访问过程。这样，管理员不但可以实时的掌握各个加油站的物理分布，还可以在线对分布在城市各地的加油站进行管理。

2)组权限继承功能：系统设立了数据库服务器，可以对系统进行划分以应对大型监控系统中复杂的设备和众多的用户。我们对系统的设备进行分组，形成多个设备组。同时对用户进行分组，形成用户组。不同的加油站可以归属到不同的设备组里，不同的管理人员包括公安干警可以归属到不同的用户组里。同时在同一个用户组内，每个用户也都将按照级别设置不同的权限等级，使得高等级用户的操作可以及时得到相应。某个用户一旦具有了某个组的权限，无论他在什么地方的接入服务器登录，系统都将自动继承主服务器上的权限信息，及时响应该用户的操作。

3)媒体网关功能：媒体网关服务被设置在公安局的代理服务器上，并且具有一个公网的 IP 地址，可以和各个加油站保持通信。使其在逻辑上形成一个独立的监控网。公安干警可以利用自己原有的计算机访问整个监控系统。

4)海量存储服务：加油站安装监控点，24 小时录像保存 1 个星期的容量计

算：

CIF 分辨率的图像大约需要5T 的容量，如果是 D1 的分辨率需要达到20T 的有效容量。据此，系统在省公司架设两台录像服务器，各自承担100 个监控点。对重点地区实施24 小时录像，对非重点单位采取12 小时录像，架设了IP-SAN 存储阵列，有效容量在10T，同时做 RAID

5、0 磁盘冗余热备，存储 HALF D1 的录像文件。同时满足系统并发录像和用户在线的并发访问录像资源的需求。

5)应急预案功能：加油站属于高危险区域，人群结构复杂，为应对突发事件，系统设计在每个加油站安装喇叭和报警按钮。当有事件发生的时候，管理人员可以随时启动报警预案，同时向公安局、消防单位以及上级主管单位报警，发出求救信息，所有动作，同步完成。公安局、消防单位接到报警后，可以实时了解到加油站的情况，对现场情况进行录像，还可以通过电子地图系统准确定位加油站的位置，派出警力处理。

1、2 加油站现场监控版

1、2、1 加油站现场监控包括下几个部分1)设备状态监控：对各加油站的油罐、加油机等设备状态进行实时监控。

2)进出车辆监控：对进出各加油站的车辆情况进行实时监控。

3)收费情况监控：对各加油站财务室的收费情况进行实时监控。

4)员工工作情况监控：对各加油站业务室的员工工作情况进行实时监控。

5)流动人员情况监控：对进出各加油站商店等场所的流动人员状况进行实时监控。

6)安全状况分析与预警：对获取的现场信息(包括参数与视频)进行安全状况分析，并进行实时预警。

7)报警设置、显示与查询：对各类监控参数分别设置不同的预警阈值和报警阈值，并可对各报警事件采用最新报警在最上面显示的方式进行显示与查询。

8)历史数据查询与管理：可以曲线的形式显示各监测参数随时间的变化曲线，同时对最大值、最小值及平均值等进行显示。

9)数据综合报表与显示：可对实时监测参数和历史监测参数等以数据报表的形式查询与显示。

10)紧急事件报警：当发生事故或抢劫等紧急事件时，按下紧急报警设备发出报警，同时通过网络把报警信号传到远程监控中心或“110”接警中心(在联网的情况下)。

11)系统管理：包括用户管理、单位及人员权限管理、数据管理等功能。

加油站安全监控与预警系统的功能结构。

第2 章计算机监控系统的介绍

2、1 计算机监控系统的概念计算机监控技术时一门综合性的技术。他是计算机及技术（包括软件技术，接口技术，通信技术，网络技术，显示技术）、自动控制技术、自动检测技术和传感技术的综合应用。任何一个计算机监控系统的设计与开发基本上由六阶段组成的。既：

可行性研究、初步设计、详细设计、系统设施、系统测试和系统运行。当然，这六个阶段并不是完全按照直线顺序进行的。在任何一个阶段出现了问题都可以返回到前面的阶段进行修改。

所谓计算机监控就是利用传感器装置将被监控对象中的物理参量（如温度、压力、流量、液位、速度）转换为电量，并且在计算机的显示装置中以数字、图形或曲线的方式显示出来，从而时操作人员能够直观而迅速的了解被监控对象的变化过程。

通过应用计算机监控技术，可以稳定和优化生产工艺，提高产品质量，降低能源和原材料的消耗，降低生产成本。还可以降低劳动这的强度，并且提高管理水平，从而带来极大的社会效益。正因为如此计算机监控技术以在各个领域都有所发展。

计算机监控系统可以由一下几个部分组成：计算机（含可视话的人机界面）、输入输出装置（板卡），监测、变松机构。设计原则有可靠性原则、使用方便

原则、开放性原则、经济性原则、开发周期短原则。图1-1就是一个典型的计算机测控系统组成原理图。

图

1、1 计算机监控系统结构图

2、2 计算机监控技术特点分析

2、2、1 主要特点1）实时性。对工业生产过程进行实时在线检测与控制，按优先级进行采集和输出调节，保证被控系统的正常运行。

2）可靠性。具有在较为恶劣的工业现场长期工作的能力，并具有良好的故障诊断和维护性。

3）较强的输入/输出能力。可与工业现场的检测仪表和控制装置相连接，完成各种测量控制任务。

4）应用软件丰富。目前大多数计算机监控系统以 WINDOWS 做工作平台，系统软件、应用软件丰富，可提供良好的人机界面，特别是组态软件更为用户提供了方便。

5）设计原则：可靠性原则、使用方便原则、开放性原则、经济性原则、开发周期短原则。

2、2、2 分析1)系统硬件是一款集各种数据(开关量、模拟量和视频信息)采集传送的综合监测报警联动装置。可以连接与加油站安全有关的各种物理量变送器和与火警有关的传感器。

2)传感器均采用防爆型或本安型，本安型探测器还配备安全栅用以在探测器本安防爆系统发生故障时，将窜入危险场所的电能限制在安全值以内，从而保证了加油站现场的本安特性。

3)监控参数与多媒体信息是以现场总线或专用网络为基础，系统服务器具有远程通讯端口，将报警图像及相应信息通过Internet实时送至远地的安全监控

中心和其他领导机关，为加油站的有效监管和事故应急提供了丰富而及时的现场信息。

4)系统采用工业组态软件作为上位监控软件，同时将参数监控界面和视频监控界面集成在同一软件界面中，大大提高加油站管理工作的效率和技术水平。

5)系统采用模块化设计，具备可扩展性，配置灵活，可满足不同用户的需求。

6)系统性能稳定，工作可靠，模块之间实现无缝连接。

7)装置具有良好的经济性，Profibus/RS485总线可连接256个输入输出模块，每个模块均可连接多路模拟量/数字量信号源，一台综合监测联动装置可以带动多至32 路视音频信号源，覆盖的面积大，成本低。

第3 章加油站监控系统硬件设计

3、1 加油站工艺流程简介图

3、1 加油站工艺流程

3、2 加油站监控系统组成监控系统的主要组成如图所示图

3、2 加油站监控系统图

第4 章系统监控方案设计

4、1 常用仪表由于所有气体浓度、液位、温度和压力信号比较重要，必须要在现场控制柜显示，所以要选用控制柜上的显示仪，这里我们选择昌晖公司的 SWP-LCD-M 型多通道巡检控制仪，该表可以轮流显示六路模拟数据，选择RS-485 接口型。气体浓度、压力和温度信号共45 路，所以可选用 3 台，有3*16-45=3 路冗余。仪表都选用 RS-485 接口。

(1)

SWP-LCD-M 概述 SWP-LCD-M 多路仪表适合于需要同时对多组过程参量（16）进行集中监测，超限报警，变送输出及远传的场合。S WP-LCD-M 多路仪表在设

计上吸纳了当今电脑结构思路：硬件上采用内带快闪存储器的新型微处理器，扩充了大容量的数据存储区，显示器采用大屏幕液晶图形显示板，软件上引入中文 Windows 的框架思路，并采用了数据压缩技术。准电脑化的结构，高度地体现了微处理器化仪表的灵活性，成功地解决了多路仪表的分度号可自由设定，测量值集中显示等难题。S WP-LCD-M 多路仪表在人机操作与观察界面上都对传统的二次仪表做了挑战性的改革，以中文菜单引导组态操作, 以集中的数据画面显示多路测量结果，以明确的文字信息标识画面内容的涵义，简洁直观地给人以“智能”的感受。S WP-LCD-M 多路仪表可接16 路被测信号，根据用户设定要求完成从信号采集，显示，变送到远传的全过程。S WP-LCD-M 多路仪表的打印接口可直接与带有 RS232 串行口的打印机连接，完成定时打印，即时打印或报警打印。S WP-LCD-M 多路仪表的串行通讯接口可与上位机进行数据传输，实现记录数据的集中管理。

(2)

SWP-LCD-M 技术指标输入信号模拟量输入：电压05V15V 电流010mA420mA 输出信号模拟量输出：电流 010mA （负载750）420mA （负载500）电压 05V （负载250K）15V （负载250K）开关量输出：继电器触点容量：AC220V/3A ， DC24V/5A（阻性负载） SCR 输出400V/0、5A SSR 输出69V/0、05A 馈电输出：

DC24V/30m 精度 0、5%FS1 字或 0、2%FS1 字采样周期1 秒/通道输入回路8 路或16 路测量范围------9999 字显示方式背光式大屏幕液晶（LCD）图形显示板显示内容由汉字、西文、数字、工程单位等组成通过面板按键可完成画面翻页，LCD 背光时间长短等操作控制方式可选择带回差的 ON/OFF 控制通讯输出 RS232/485，波特率1200pbs

28、8kpbs (可设置)

参数设定中文菜单提示，面板按键设定或上位机通过通讯口设定，设定参数密码锁定保护方式设定参数永久保存，记录数据断电保存，内置 Watchdog 电路功耗5W 使用环境环境温 050 相对湿度85%RH 避免强腐蚀性气体电源电压 AC220V+10-15%5060Hz AC90V260V（开关电源） DC24V2V（开关电源） (3) SWP-LCD-M 工作原理本仪表原理如图3-1 所示，仪表以单片微处理器为基

础，通过输入电路把模拟信号经 A/D 转换器转换成数字信号，微处理器根据采样的结果与设定内容进行计算，比较后显示结果及输出控制信号。

频率 / 开关量输入模拟量输入通道开关 A / D 转换器光电隔离微处理器 L C D 图形显示板面板设定光电隔离光电隔离光电隔离变送输出开关量输出通讯接口输出图

4、1 SWP-LCD-M 工作原理

4、2 控制系统的硬件组成监控系统采用一台研华工控机，配带21 寸 LCD 和工业平板显示器，带有 UPS 电源的 A3 幅面彩色喷墨打印机。系统采用仪表监控系统。

现场所有模拟输入量接入SWP系列仪表进行采集，最后将数据采集进计算机。

对现场各个泵的运行状态进行控制如图所示。监控系统输入输出原理图（图

4、1）及监控系统方案硬件示意图（图

4、2）如下：21 寸工业平板彩色显示器研华工控机 IPC-610 COM1 COM2 UPS 打印机 RS-232 SWP- LCD- M 温度监控仪表16 路 AI SWP- LCD- M 压力监控仪表16 路 AI SWP- LCD- M 浓度监控仪表16 路 AI SWP- LCD- SSR 系列48 段液位 PID 控制仪表 RS-485 图

4、1 监控系统输入输出原理图 ADAM4520 图

4、2 监控系统方案硬件示意图

4、3 其他设备系统还需要选用打印机、电源及显示器等其他设备，这里我们选用惠普彩色喷墨打印机、山特3KVA 型 UPS 电源（不间断电源）。

加油站监控系统设备清单序号类别名称型号技术要求数量工控主

机研华IPC610 PIV

1、8/521MDRAM/40G/

1、4M/5 0X1台21寸彩显21寸LCD21寸工业平板显示器1台 UPS电源山特3KVA3KVA 0、5小时1台1 计算机部分彩色打印机 Hp A3,彩色喷墨打印机1台多通道巡检控制仪昌辉SWP- LCD-M16路多通道巡检控制仪,控制输出方式：电压/电流输出，设定/显示精度；+0、5%FS+1位数max 两块智能多回路PID 控制器昌辉SWP- SSR48段PID 自整定控制仪，测量精度：0、5%ES，测量范围：4520 RS-232到RS-485转换器一块操作系统 Windows XP Microsoft Windows XP 一套3 软件部分组态软件 Kingview

6、51 北京亚控“组态王

6、51”一套仪表盘柜 KG-221型仪表控制柜，2100900600（高宽深），配套接线端子，端子排，汇线槽及内部接线一台4 控制柜小型操作台西仪横河西仪横河计算机专用操作平台一台加油站监控系统 I/O 变量表序号设备名称总点数控制要求 AI AO DI DO1 油罐3 油罐的液位、压力3*2=62 油泵3 泵的液位、压力3*2=63 加油泵3 控制各个泵的起，停3*1=34 外输泵3 泵运行状况显示3*1=35 外输泵3 油外输泵的压力3*2=66 分离器3 油室恒定控制3*1=37 站区1 气体浓度检测1 合计1919333 结论课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程通过对加油站监控系统的理论研究、结构设计与研发实现以及在可以得出以下结论：1)采用了基于风险分析、定量风险评价和应急辅助决策支持技术对加油站关键监控点进行正确设置。

2)集成多参数与视频监测、数据处理与传输及执行功能于一体的智能监测技术的成功应用，确保系统的监测与多媒体信息联动功能。

3)系统利用计算机多级网络系统的管理和监控，采用局部集中、整体分布的监控策略，使监控主机的网络压力降至最低。同时，系统具有故障分析功能，在系统运行稳定的时候数据逐级上传，若某节点发生故障，系统会迅速发现故障并指挥其他终端寻找新的路径继续工作，不会因为该节点的故障而使整个系统瘫痪，而当该节点工作恢复正常后，系统会自动恢复到正常工作状态，确保系统性能稳定性和可靠性。

参考文献1 瞿关明城市加油站联网监控系统浅析J中国公共安全，xx(5B)：1441452 宋跃滨，孙晓生石油行业 GIS 技术应用现状与展望J测绘与空间地理信息，全文结束》》，30(1)：5456，603 方来华，吴宗之，刘骥等油气集输站安全监控预警及管理信息系统的开发J 中国安全科学学报,xx，18(2)：1111174 聂剑红，关磊油田集输站安全监控系统防雷分析与设计J中国安全生产科学技术，xx，4(3)：34375 吴宗之重大危险源控制技术研究现状及若干问题探讨J中国安全科学学报，1994，4(2)：17226 康荣学，桑海泉，刘骥等机电产品设计专家系统的研究与开发J机电产品开发与创新，xx，21(1)：12147 吴宗之，魏利军，于立见等重大危险源安全监管信息系统的开发研究J中国安全科学学报，xx，15(11)：39438 吴宗之城市重大危险源监控与应急救援体系建设J安全，xx9 康荣学，桑海泉，刘骥等重大危险源在线监测数据的实时处理与分析技术研究J 中国安全生产科学技术，xx，3(5)：3538