罐区计算机控制系统设计与开发
基于无线传感器网络的油罐区火灾监测系统
基于无线传感器网络的油罐区火灾监测系统蔡文龙【摘要】为了有效地监测油罐区的状态和实时预警油罐区火情，设计了基于无线网络的油罐区火灾监测系统。
将无线传感器技术应用于油罐区的火灾监测，选择温度、湿度、烟雾、一氧化碳、二氧化碳、可燃气体这6个物理量作为监测对象，采集油罐区各个油罐的相关参数，实时将数据传输到服务器和客户端。
设计油罐区火灾预警专家系统，实时分析油罐区温度、湿度、烟雾、一氧化碳、二氧化碳、可燃气体等数据变化，监测油罐区状态。
基于无线网络的油罐区火灾监测系统，硬件结构只有数据采集节点模块、网关、服务器端，价格便宜，系统无需现场布线及复杂的安装调试过程，安装方便，经济性远高于其他监测系统。
【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】3页(P59-61)【关键词】油罐区;火灾监测;无线网络;无线传感器;设计【作者】蔡文龙【作者单位】北华航天工业学院【正文语种】中文随着无线传感器技术（WSN）的发展，可以更加方便、快捷地在油罐区布置数据采集设备，无需复杂的线路设计，既减少安装成本，又可提高油罐区安全性，减少设备维护巡查时间[1]。
因此，将无线传感器技术应用于油罐区的火灾监测，具有重要的意义。
1.1 系统功能与结构油罐区火灾监测系统应具有以下功能：①油罐区数据采集和传输，包括设计安装多种传感器，采集油罐区每个储油罐的状态参数(温度、压力、可燃气体)[2]，然后根据油罐区无线传感器节点网络拓扑结构，设计各传感器节点数据传输协议、路由算法等；②数据实时处理、存储、查询和异常预测，包括初步处理采集的油罐区状态数据，实现利用客户端和移动设备实时查看油罐区状态，同时对油罐区数据进行监测，有效预报油罐区的异常[3]；③火情响应机制，当油罐区火灾监测系统监测到异常情况时，需要及时采取措施，对现场进行检查、确认，对火情进行应急响应，同时向油罐区和周边所有工作人员进行火情通报，进行紧急的人员疏散。
石油化工罐区自动控制系统和生产管理系统
石油化工罐区自动控制系统和生产管理系统张华莎【摘要】介绍了石油化工储运罐区自动控制系统的基本结构和功能,从工程设计角度讨论了罐区特有的设计内容和设计方法,库存量统计和信息管理是罐区特有的内容,从工程设计上考虑,罐区应配备相应的自动化仪表和储罐数据管理设备以实现罐容计算,提高罐区的控制和管理水平.特别介绍了储罐液位仪表和电动控制阀的通信连接方案及通信设备配置的注意事项,并给出了仪表接线的示例.阐述了罐区生产管理系统的结构、功能、各组成部分间的信号关系,列举了该系统应配备的基本硬件、软件,结合实际的罐区生产作业介绍了各软件的功能,提出了罐区自动控制系统和生产管理系统应遵循配置合理、功能齐全、层次清晰、管控兼顾的设计概念.【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2016(052)001【总页数】8页(P7-14)【关键词】石油化工罐区;罐区自动控制系统;储罐信号通信单元;电动阀通信单元;储罐数据管理单元;罐区生产管理系统【作者】张华莎【作者单位】中国石化工程建设有限公司,北京100101【正文语种】中文【中图分类】TP273近年来国内新建的石油化工厂储运罐区的自动化水平已经不仅局限于采用仪表测量加分散型控制系统(DCS)，有些厂家还配有罐区生产管理系统。
将罐区的自动控制系统、生产管理系统与工厂信息管理系统结合起来，卓有成效地提高了储运系统的整体自动化水平和管理水平，实现了控制和管理的系统集成、数据共享、功能集成。
这是新建工厂储运系统的运行和管理模式，也是老厂改造的方向。
储运罐区在自控工程设计之初就应对将来的自动控制水平、设备和技术的先进程度、生产运行的管理层次和模式等多方面充分考虑，明确定位。
本文针对工程设计的范畴，重点讨论在设计目标明确定位的基础上，如何合理配置自动化测量仪表，建立适用的测量基础，配备以DCS为核心的过程控制系统，在此基础上实施罐区生产管理系统的设计方案和设计方法。
十几年前，国内炼油工业储运系统的自动化水平较低，自动测量仪表较少，配备的仪表精度不高，罐区过程控制和生产操作多采用小型控制仪或工业控制机。
储油罐区环境监测系统设计
硬 件 电路主 要有 传感 器 电路 、Ａ ／ Ｄ转 换 电路 、单片 机 最小 系统 、 串 口通信 电路等模 块组 成 。硬件 电路 通过温 度 、湿度 、光强 和油 气浓 度各 自的测量 电路 ，各个 传感器把 所需要 的环境参 数采集并 经过 处理 ， 送到 Ａ ／ Ｄ转换器 。单片机 控制 Ａ Ｉ Ｄ转换器将 其转换 为数 字信号 ，再通
、
系 统 总 体 框 架
运 放 具有 更好 的输入 失调 电压和 更低 的功耗 。Ｔ Ｌ Ｃ ２ ２ ５ ２的输入 电压 ． ４ － ５ Ｖ或 者 ＋ ５ Ｖ和 Ｇ Ｎ Ｄ，供 电时 比较 方便 。为此 ，选 用 Ａ ｎ ａ ｌ ｏ ｇ 公 司 的 仪 用放大 器 Ｔ Ｌ Ｃ ２ ２ ５ ２作为放大 器。 ３ ． 数 据采集接 口电路 转换 数据 的传送 Ａ ／ Ｄ转 换后 得到 的数 据应 及时传 送给 单片机 进 行
中 国化 工 贸 易
Ｉ 鑫 麓
～ ０ 一 。 ６ １ ０ ５ ０ ０ ）
一
摘 要 ：随着科技 的发展 ，特 别是计 算机技 术的广泛应用和迅猛发展 ，由传统的人工测量 开始逐 步向计 算机 智能监 测方向发展 。相 比较 而言 ． 国外的储 油罐 区环境监测 系统性 能好 ，但其价格过高 ，远远超 出了我国广大用户的承受能力。而国内研制的 系统 大多计算精度低、稳定性和可靠性差。 ｌ ｌ 因此，研发 出符合我国 国情的储油罐 区环境监测 系统 ，不仅 可以保障石油库区的安全 生产 ，而且将加快石油行业的现代化 管理进程。
三 、 系 统 软 件 设 计
整个 系统 的 软件 设计 包括 两个 部 分 ，即下 位机 端 （ 单片 机端 程 序） 设 计与 上位 机 端（ 计算 机端 ） 设计 。 下位 机程 序 是采 用 汇编 语 言编 写 ， 它要 对各种 环境 参数 进行 采集 ，通过 串口通信 送到 上位 机 。上位机 程 序 除了 控制 上位 机 与用 户的 接 口外 ，还要 接 收来 自用 户 的操 作 指令 ， 同时 ，接收和处 理下位机 传送过 来的数 据。上位机 程 序采用 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ
重大危险源储罐区、库区和生产场所安全监控通用技术规
重大危险源（储罐区、库区和生产场所）安全监控通用技术规范（征求意见稿）1范围本规范规定了重大危险源（储罐区、库区和生产场所）安全监控预警系统的监控项目、组成和功能设计等技术要求。
本规范适用于储罐区、库区及生产场所重大危险源安全监控预警系统（以下简称系统）的建设和应用。
本标准的使用者包括安全监控预警系统的设计、建设和管理等相关人员或机构。
2规范性引用文件下列文件中的条款，通过本规范的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。
GB 18218 重大危险源辨识GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求GB 50058 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50257 电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范GB17626 电磁兼容试验和测量技术GB50093 自动化仪表工程施工及验收规范GB 50057 建筑物防雷设计规范SY/T 6319 防止静电、闪电和杂散电流引燃的措施GB/T 8566 信息技术软件生存周期过程GB/T 8567 计算机软件产品开发文件编制指南GB17681 易燃易爆罐区安全监控系统验收技术要求GB50160 石油化工企业设计防火规范GB50116 火灾自动报警系统设计规范GBJl6 建筑设计防火规范GB 17914 易燃易爆性商品储藏养护技术条件GBZ 1 工业企业设计卫生标准GB12801 生产过程安全卫生要求总则GB 5083 生产设备安全卫生设计总则GB 50074 石油库设计规范SH 3047 石油化工企业职业安全卫生设计规范IEC61508 Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systemsIEC61511 Functional safety - Safety instrumented systems for the process industry sector 3术语和定义下列术语和定义适用于本规范。
西门子PCS7在罐区监控系统中的应用
第 ２ 卷 第 ４ ｏ 期
２０ 年 ０６ ｌ 月 ２
山 东 轻
工 业
学 院 学 报
Ｖ ２ Ｎｏ４ ｄ． ｏ ．
Ｄｃ ｅ． ２０ Ｏ６
Ｊ Ｕ Ｎ Ｌ Ｆ ＨＡ Ｄ Ｎ ＩＳ Ｏ Ｒ Ａ ０ Ｓ Ｎ Ｏ Ｇ Ｎ 皿 】 ｏ ＬＧ Ｔ Ｉ Ｒ ． Ｉ Ｅ Ｆ ＩＨ 砌 Ｙ
ｐ ｒｍ ｔｒ ｅｅｔ ｇｉ ｐ ｔ ｂ ｔａｓ ｎ ｕ￣ ｔｅｓｆｔ ，ｗｆ ｅｓ ａ ｄ ｒｌ ｂｌｙｏ ａａａｑ ｉｉｏ ａａ ｅｅｓｄ ｔｃ ｎ ｓ ｏ， ｕ ｌ ｅ ｓｌ ｈ ａｅｙ ｓ ｉｎ ｓ ，ｎ ｅｉ ｉｔ ｆ ｔ ｃ ｕｓ ｉｎ． ｉ ｎ ｏ ｔ ａ ｉ ｄ ｔ Ｋｅ ｙｗ ： Ｃ ７ Ｅ ０ ｉ ；ｅ ｕ ｄ ｎ ；ａ ｋｔｍｐ ｒｔｒ Ｐ Ｓ ； Ｔ２ ０ｓ ｒｄ ｎ ａ ｔｔｎ ｐ ｅ ｅａｕｅ
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２ 监控 系统 结构
２１ 监 控 系统 结构 图 （ 图 １ ． 见 ）
作者简介 ： 郭俊美 （９６ ， ， １ 一）女 山东省邹平市人 ， ７ 山东轻工业学院讲师 ， 工学硕士 。 研究方 向： 计算机控 制
罐区计算机控制系统设计与开发
罐区计算机控制系统设计与开发陈再良(湖南长岭炼油化工总厂计算机应用研究所,414012) 摘要:简述了一套由GE FANUC 的System90230与PC 机组成的分散型控制系统。
并且从系统的设计思想、所实现的功能以及系统在油罐区应用的特点进行了较详细的叙述。
关键词:操作站 控制站 罐量计算 事件驱动 网络 随着电子信息技术应用的迅猛发展和工业水平的提高,工业控制对象也变得大型化和复杂化,工业控制规模由局部控制发展到整个生产装置的全过程控制、优化和调度,乃至整个工厂的控制和管理一体化。
本文介绍的罐区计算机控制系统就是为了适应我厂电子信息技术应用发展的要求设计并开发出来的。
1 原系统存在的问题1.1 我厂原罐区计算机控制系统存在的问题1)原系统为国内一家公司首次开发的非标准化I/O 模件,不便于维护。
2)系统只有一级控制,可靠性、安全性都很差,再加之手动也是通过计算机I/O 起作用,计算机万一出故障,手操也起不了作用。
3)系统不具有网络功能,数据不能共享,各个数据采集站各采一部份数据,相互之间没有信息连通,因而罐区实时报表难以实现,各个操作站之间不能互为热备份。
4)系统没有高级语言接口,不便于开发先进控制和复杂控制。
5)系统不易于扩展。
112 新系统开发的原则针对原系统存在的问题及我厂电子信息技术的发展规划,我们在对原系统进行改造时,提出了如下原则:1)改造后的新系统必须满足长远发展的要求,从规模上讲,要能够达到75个罐的控制和管理,因此系统必须便于扩展,软件上必须便于重新组态、开发。
2)系统必须采用局域网结构,同时必须具有与全厂主干网联网的接口。
3)系统必须是二级控制,以保证系统的安全性和可靠性。
4)系统应用软件必须具有高级语言接口功能,便于优化控制程序的开发。
5)人2机界面友好,画面直观,操作简单。
2 系统组成根据上述的原则和罐区使用现场的实际,我们设计并建立了1套如图1所示的油罐区计算机测控管理系统。
罐区油品数据采集系统的设计与实现
# 数 据 到 达 采 集 机 或 客 户 机 时 会 发 生 N565R33’45Q
事 件 。据 此 利 用 &’()*+, 的 ]76N565 方 法 接 收 数 据 时 ， 采集机与客户机处理方法有所不同： 采集机接收的数据 若是 “ Cg ” ， 表示采集数据已正确接收， 可 用 87(?N565 方法发下一轮数据； 客户机接收的数据经处理后得出流 量 、 总 量 、 温 度 、 密 度 等数据并 存 入 全 局 数 组 ?565=37+ 中 ， 供 实 时 显 示 趋 势 图 及报 表的 模 块 调 用 。 采 集 机 接 收 程序如下：
连接请求， 其初始代码如下：
#3’4567 89: ;*3<=>*5?@ A B 设 置 远 程 服 务 器 %# 地 址 为 DI/DDS/TTS/D &’()*+,D/U7<*67P*)6FLDI/DDS/TTS/DL B 设 置 远 程 服 务 器 的 端 口 为 DGGI &’()*+,D/U7<*67#*36FDGGI B向服务器发连接请求 &’()*+,D/"*((7+6 M(? 89:
《微型机与应用》 !""! 年第 ! 期
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户、 移动数据库和移动计算环境， 具有广阔的应用前景。 参考文献
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薛小峰， 汪 晓 程 A-), BC* 处 理 模 型 研 究 A 微 型 电 脑 应 用 ，
基 于 移 动 6>).( 技 术 的 网 络 BC* 系 统 是 一 种 崭 新 的 分布式计算和网络通信模式， 具有潜在的影响和广泛的应 用领域， 如动态执行、 异步计算、 并行求解和智能化路由 等 。 通 过 服 务 请 求 6>).( 动 态 移 动 到 服 务 器 端 执 行 ， 避免 了网络传输这一中间环节， 改 变 了 传 统 --- 服 务 模 式 和 搜索方法，从而降低了传统搜索引擎对网络带宽的依赖， 减 少 了 网 络 冲 突 。在 低 带 宽 、 非稳定连接的网络环境， 仍能 保持稳定的工作， 极大地提 高 了 -), 服 务 器 的 服 务 能 力 和 用户有效获取信息的能力。这种模式尤其适用于移动用
HOLLIAS-MACS系统在液化气南郊灌瓶厂应用
HOLLIAS-MACS系统在液化气南郊灌瓶厂的应用中图分类号：x924.3 文献标识码： a文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02摘要：液化气南郊灌瓶厂将原有的plc监控系统改造为dcs监控系统，该监控系统采用和利时公司的hollias-macs系统对储罐的温度、压力、液位、流量以及罐区内浓度等相关参数进行监控和管理，提高了罐区监控系统的自动化程度，在联锁报警控制的条件下，确保了罐区生产的安全运行。
关键词：dcs；macs；监控系统1引言目前，计算机控制已经渗透到了工业生产的各个方面。
集散控制系统（dcs，distributed control system），又称分布式控制系统。
该装置是利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种全新的分布式计算机控制系统。
南郊灌瓶厂是一家集液化石油气存储、灌装、运输、销售等多功能于一体的综合性企业，其原有的基于plc技术的传统测控系统，无人机交互界面，只能通过指示灯和液晶屏幕，进行状态的显示和简单的运行参数显示，其操控繁琐、不清晰，已无法满足企业的高安全、高效率、高精度的要求。
为进一步提高生产、安全的管理水平，对原有系统进行dcs改造，使用简洁直观，可靠性更强的hollias-macs系统。
hollias-macs系统是和利时公司hollias系列产品中基于现场控制层的全能综合型集成化信息系统，广泛用于工业企业的流程控制。
该系统既可使用安全可靠的fm/sm系列硬件模块用于现场数据的采集，又可方便的与远程i/o、profibus、can等多种设备或模块连接；实时高效可靠的冗余控制器，能快速准确的完成诸如i/o 信号处理、逻辑控制、顺序控制、网络通讯处理等功能；人机交互界面动态丰富、操控直观、易于掌握；一体化的组态编程与调试，使hollias-macs系统有着高度的灵活性与极好的扩展性。
2macs系统配置2.1网络结构本项目的hollias-macs系统网络由上到下分为监控网络、系统网络和控制网络三个层次，中央节点为服务器。
罐区自动化管理系统
罐区自动化管理系统一：引言本文档旨在介绍罐区自动化管理系统的设计和实施。
该系统将帮助企业提高生产效率，降低人力成本，并确保安全性和可靠性。
二：背景1. 系统目标：通过引入自动化技术来改善现有的罐区管理流程。
2. 项目范围：包括设备选型与采购、软件开发与集成以及培训等方面。
三：需求分析1. 功能需求：a) 远程监控功能：能够远程查看各个储存罐的状态信息。
b) 报警通知功能：当出现异常情况时，能够即时发送报警通知给相关人员。
c) 数据记录与分析功能：对历史数据进行记录并相应报表供参考使用。
2. 性能需求：a) 响应时间要快；b）稳定运行且具备容错机制；3.界面设计要简洁易用；四：架构设计1.硬件架构:- 主控服务器: 负责接收传感器数据并处理逻辑操作;- 监测仪表: 安装于每个储存罐上,负责检测温度,压力等参数;- 无线网络: 用于传输数据;- 数据存储设备：负责保存历史数据。
2.软件架构:a) 前端界面设计: 提供用户友好的操作界面，实现远程监控和报警通知功能；b）后台逻辑处理: 负责接收并解析传感器数据，并进行相应的判断与计算。
五：系统开发1. 硬件采购：a) 主控服务器：型号A，数量3个；b）监测仪表：型号B, 数量根据罐区规模确定；2. 软件开发：a) 前端UI设计及编码工作开始时间为2020年5月1日至6月30日;b）后台逻辑处理代码编写工作开始时间为2020年7月1日至8月31日;六：测试与验收在完成系统搭建之后，将对其进行全方位测试以确保各项功能正常运行。
通过内部评审会议来确认是否满足项目需求。
七：培训与上线一旦经过验证和批准，在生产环境中使用该自动化管理系统前需要提供相关人员培训。
同时制定详细的上线计划，并安排专业团队协助顺利推进。
附件：法律名词及注释：- 自动化技术：指利用计算机、仪器和控制设备等技术手段，对生产过程进行自动化管理的一种方法。
- 远程监控功能：通过网络远程实时查看储存罐状态信息的能力。
西门子PCS7系统在石化油品罐区中的运用分析
18 对企业的机器设备进行统一的数据管理是我国石化企业未来的发展趋势，也是石化企业进行工厂和工艺控制的主要工作方式之一，这就意味着需要从整体出发，对企业内部的所有控制软件进行访问，并建立统一的数据库，进行资源的数据共享和资源的数据流动。
西门子PCS7系统能够有效地实现这一工作目标，从整体出发，对石化企业的油罐区以及其他装置进行自动化的控制和管理实现控制管理的一体化，降低工作人员的工作量，避免出现错误。
因此，本文主要分析西门子PCS7系统，并提出相应的应用措施，更好地提高石化企业的运行效率。
1 西门子PCS7系统西门子PCS7系统是先进的、集成自动化解决方案，能够有效地应用所有工业领域，不仅包括石化企业，还包括工业制造、工业混合工业等，是涉及所有制造以及过程自动化的有效产品之一，作为先进的过程控制系统对企业的相关信息设备以及相关信息进行统一的数据资源收集和数据存储从而形成具有典型过程的组态特征。
基于过程自动化、信息技术等基础，西门子PCS7系统从传感器、执行器到控制器等各个方面形成自上而下和自下而上的完整数据结构，形成完整的全集成自动化结构，并形成自动化架构，对石化企业以及钢铁企业的相关数据信息进行收集和整理。
西门子PCS7系统与传统的数据系统不同，能够对设备的变量记录以及报警记录进行编译和传输，将相关数据信息及时传到Windows自动终端，不需要像其他的普通系统那样，需手动的组态画面，手动进行变量记录和报警记录，具有较强的数据优势，工作效率较高。
西门子PCS7系统具有明显的技术优势，是基于标准软件和硬件组成的架构，可伸缩性较强，从小型的实验室系统出发，能够应用到6000个过程的大工厂中，并且能对所有工业领域的数据信息进行连续和批量的处理和应用，具有强大的系统，使用范围相对较广[1]。
石化企业内部具有大量的油罐存储，油品自身的化学特性危险系数较高。
因此，石化企业的油品罐区属于比较危险的工作区域，如果工作人员要深刻地了解石化企业罐区存储的介质，需要及时明确油品的液位以及温度等重要相关数据西门子PCS7系统在石化油品罐区中的运用分析戚新华 薛丽英新地能源工程技术有限公司 河北 廊坊 065000摘要：随着我国工业化建设进程的不断推进，石化企业快速发展，其发展规模不断扩大，石化企业的工艺流程以及工艺标准也越来越高。
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罐区计算机控制系统设计与开发陈再良(湖南长岭炼油化工总厂计算机应用研究所,414012) 摘要:简述了一套由GE FANUC 的System90230与PC 机组成的分散型控制系统。
并且从系统的设计思想、所实现的功能以及系统在油罐区应用的特点进行了较详细的叙述。
关键词:操作站 控制站 罐量计算 事件驱动 网络 随着电子信息技术应用的迅猛发展和工业水平的提高,工业控制对象也变得大型化和复杂化,工业控制规模由局部控制发展到整个生产装置的全过程控制、优化和调度,乃至整个工厂的控制和管理一体化。
本文介绍的罐区计算机控制系统就是为了适应我厂电子信息技术应用发展的要求设计并开发出来的。
1 原系统存在的问题1.1 我厂原罐区计算机控制系统存在的问题1)原系统为国内一家公司首次开发的非标准化I/O 模件,不便于维护。
2)系统只有一级控制,可靠性、安全性都很差,再加之手动也是通过计算机I/O 起作用,计算机万一出故障,手操也起不了作用。
3)系统不具有网络功能,数据不能共享,各个数据采集站各采一部份数据,相互之间没有信息连通,因而罐区实时报表难以实现,各个操作站之间不能互为热备份。
4)系统没有高级语言接口,不便于开发先进控制和复杂控制。
5)系统不易于扩展。
112 新系统开发的原则针对原系统存在的问题及我厂电子信息技术的发展规划,我们在对原系统进行改造时,提出了如下原则:1)改造后的新系统必须满足长远发展的要求,从规模上讲,要能够达到75个罐的控制和管理,因此系统必须便于扩展,软件上必须便于重新组态、开发。
2)系统必须采用局域网结构,同时必须具有与全厂主干网联网的接口。
3)系统必须是二级控制,以保证系统的安全性和可靠性。
4)系统应用软件必须具有高级语言接口功能,便于优化控制程序的开发。
5)人2机界面友好,画面直观,操作简单。
2 系统组成根据上述的原则和罐区使用现场的实际,我们设计并建立了1套如图1所示的油罐区计算机测控管理系统。
系统为二级控制系统,分为操作站、控制站和管理站。
整个系统第1期工程共设两个操作站、两个控制站、1个管理站。
各操作站、控制站之间均采用以太网连接。
控制站与操作站可以各自独立,类似分散型控制系统的结构,各操作站之间互为热备份,因此安全性和可靠性都比较高。
另外,系统按照开放性的原则设计,软硬件的可扩性能较强。
211 操作站操作站采用加固型工业控制机IPC586,5018cm 高分辨率大屏幕以及以太网卡、键盘、鼠标等构成。
操作站是计算机控制系统的人2机接口。
通过操作站实现对现场信息的集中监视和操作,通过众多的显示画面和简单的键盘(或鼠标)就可以对生产过程和系统状态进行监视和控制。
同时要求能在操作站上方便地修改组态,所以要求系统采用的软件是经过大量运行且通用的工业控制程序。
本系统操作站采用了如下软件: ・MS WINDOWS95中文版。
收稿日期:1998—05—25;修改稿收到日期:1998—11—02作者简介:陈再良 高级工程师,1952年出生,1976年7月毕业于中南工业大学自动化系电子技术应用专业,1979年开始从事计算机在生产过程控制中的应用工作,先后负责并参加过数据采集系统的研制,分散型控制系统的研制与应用,TDC 23000系统及PLC 系统的安装与应用,曾经获得省、部级科技成果三项奖,现任长岭炼油化工总厂计算机应用研究所过程控制室主任,主要负责DCS 工程与应用。
计算机应用 石 油 化 工 自 动 化,1999,2:37AU TOMATION IN PETRO 2CHEMICAL INDUSTR Y图1 罐区计算机控制系统框图注:PS—电源模件;CPU—PLC主模件;ETH—以太网卡;PCM—可编程协处理器・MS OFFICE710FOR WIN95中文版。
・MS ACCESS FOR WIN95(数据库系统)。
・GE FANUC CIMPL ICIT Y MM I V211(人2机接口监控软件)。
・LO GICMASTER90(PLC组态软件)。
212 控制站由于本系统的应用现场是油罐区,开关量为主,所以我们选用美国GE Fanuc的System90230系统作为控制站。
该系统的最大特点是,既可用于开关量控制,又可用于模拟量控制。
系统采用MOD BUS 总线,可靠性高,开放性好,通用的各种I/O标准件可在系统机笼中的任意槽中运行,可以用串行接口和以太网的连接与外部建立通讯。
因此,使整个系统能类似DCS,但其价格比DCS低得多。
213 管理站管理站的硬件配置与操作站的相同,也是挂在局域网上的一个节点。
主要用作生产现场系统与全厂管理网络的数据通讯。
同时也用作本系统的罐区实时生产报表打印及向总厂调度发送罐区油品的储存与销售动态。
3 系统主要功能及其考虑311 工艺流程图显示功能采取完全模拟现场的立体化动态工艺流程图画面显示,并且显示相关的流量、压力、温度等实时参数。
为了确保现场控制的安全可靠,实施控制时,阀门的实际状态在流程图上分别以不同的颜色显示;可以直接在流程图上用鼠标对阀门和泵进行开/关操作;阀门状态包括:开阀、关阀、故障3种状态。
为了使操作人员明显地区分现场的设备所处的开、关、故障3种状态,开阀/开泵时,画面阀体或泵中心显示变为红色;关阀/关泵处于正常时,显示变为绿色;开阀没有回信或者阀门故障时,画面阀体显示变为黄色并不断闪烁。
312 储罐液位显示功能采取比例棒图及字符数据并辅以直观的油罐立体图的形式显示储罐实际液位,动态感和立体感都很强,可直观地及时地指导操作人员操作。
313 阀门操作控制功能阀门的开关操作是不能出现差错的,否则后果不可想象。
因此,在进行油罐阀门开/关操作时,不是一旦在流程图上选中某个阀门,系统就立即执行操作,而是当操作人员在流程图上选中某个阀门后,先确定开或关,接着屏幕上弹出一个信息窗,如图2所示,让操作者选择“取消”或“确认”。
当操作人员选择“确认”,表示操作无误时,系统又弹出密码输入窗,要求输入操作人员的密码(如图3所示),当正确输入密码后,系统才对阀门进行开/关操作。
这一步的作用是为了确认操作人员的资格。
如果谁都可以进行油罐的控制操作,系统本身再可靠也没有安全保障。
图2 阀门操作信息窗图3 确认操作人员的资格314 报警信息管理功能报警功能包括有实时超限报警,系统或现场出现误动作及回动故障报警。
具体地说,主要报警信息有如下几种。
1)现场阀门开关状态在没有控制命令发出时,发生变化则报警;2)系统发出控制命令后,在规定的时间内收不到回讯时报警;3)油罐液位超出上、下限时报警;83石油化工自动化 1999年4)当事件条件满足时,要去驱动另一个事件执行,系统进行提示性报警。
为了备查和进行一些事件分析,系统还提供了报警信息显示查询和打印。
315 油罐参数查询功能可以随时查询到各油罐的物料及基础数据资料,包括储罐总高度、安全高度、抽空高度、实际液位、温度、吨位、油品号、合格号、当前动态(即进油/付油)。
316 事件驱动功能油罐区各罐的收油、付油、倒罐等事件的发生是没有什么规律可遵循的,都是随机的。
比如说,昨天生产的0#柴油进A罐,而今天A罐已满要进C罐。
而且执行一个事件的时间也不是一个命令、一次操作就可以完成的。
一个事件往往可能要几个小时甚至更长,而且是当这个事件执行完后,能自动地去驱动下一个事件,并且报警提醒操作人员。
例如,当打开A罐进油阀收油后,希望能在A 罐液位达到11m时,系统能自动打开B罐进油阀继续收油,然后关掉A罐进油阀,同时报警告诉操作人员。
类似这样的事件都能够直接在流程画面上通过设定来实现。
317 罐量计算及报表功能实时罐量报表打印是总厂调度和运销调度进行油品调度和管理的一项重要功能。
但为了既能实时打印报表,又不影响生产操作,我们在网上专门建立了一个管理站,用于罐量计算,实时报表打印,并用于与总厂主干网连接的节点,及时向运销调度、总厂调度和厂领导发送罐区动态数据。
318 其他管理功能1)多级口令管理功能。
为了确保整个系统安全可靠地运行及现场的生产安全,采取多级口令管理,即操作员有操作员口令;工艺人员有工艺人员口令;工程师有工程师口令。
2)操作事件记录。
为了记录系统运行的轨迹,实事求是地反映出系统运行情况与操作员的操作及现场设备运行状况的对应关系,系统设立了操作事件记录功能,包括记录操作员号、操作时间、操作内容等。
4 应用情况及经济效益我厂罐区计算机控制系统,于1997年6月通过厂部组织的专家组的验收并投入正式使用。
由于系统完全模拟现场显示,全部阀门由计算机操作控制,实时事件驱动,且操作简单,极大地减轻了操作人员的劳动强度。
而且,实现了实时事件驱动,油罐操作的安全有了保障,避免了油罐跑油事故,获得了明显的经济效益。
根据往年的数据统计,新的罐区计算机控制系统投用后,平均每年的经济效益在100万元以上。
5 结束语我厂罐区计算机控制系统虽已完成了技术改造,实现了油罐的检测与控制,但不是系统改造的最终目的。
最终目的是实现油品管道优化调合,特别是柴油的优化调合。
实现柴油管道优化调合是实现产品升值,提高经济效益的一个重要途径。
系统建成后,我们一直在从事这项功能的开发。
为了确保系统可靠有效,我们将优化调合模型装入控制站的PCM模件中。
因为该系统的控制站是一个多CPU管理系统,PCM是一个带CPU智能通讯模件,是控制站的从CPU。
我们应用PCM专门进行优化计算,这样既提高了控制站的处理速度,又增强了其处理功能。
因此,优化调合功能投用后,将使罐区计算机应用上一个新的水平。
注:参与此项目的开发人员还有周博才、刘坚、陈世波、梁利民、孟振湘、谢新平等。
(上接第10页) L HV21,2,3,4进口阀气路复杂,且元件全部为英制标准,不适应我国的生产实际,故障率高,一旦出了问题,很难找到元件后给生产造成被动。
在保证安全的前提下,全部改用国产元件的效果十分明显,故障率大大降低。
仅L HV21阀改造后就去掉4个气动三通阀、两个止回阀、1个储气罐及数百个的各式管件。
3.4 无故障运行周期延长 锁斗系统自1995年改造以来,无故障运行周期由原来的不足一天达到现在几乎半年不出问题。
4 结束语经过几年来的生产实践和技改技措,水煤浆加压气化工艺逐渐走向成熟,仪表配置基本实现优化。
当然发展是无止境的,如煤浆流量、煤浆浓度、气化炉进出口温度、煤气流量、煤气成分及灰渣含碳量等参数,由计算机进行在线物料平衡,并推测气化炉温度等,都是具有推广价值的课题,有待于进一步开发研究。
再如安全逻辑系统行程开关、阀位变送器、气/电转换器功能一样,故障点太多。
如何在兼顾安全性和提高可靠性的前提下,将气/电转换器去掉,将会使故障率大为降低。
93第2期 陈再良1罐区计算机控制系统设计与开发。