油库罐区监控系统的设计

张婉青　曹弘坚

【摘 要】为了保证罐区油品在存储的过程中安全、稳定、可靠，油库必须有一个集信息化、系统化、自动化于一体的监控系统。通过对传统监控方式的升级改造，新设计的罐区监控包含储罐仪表设备监控、泵阀操作、工艺管线监控及储罐算量构成。其中重点介绍了液位测量系统方案和罐容罐量计算方法。该系统具有较好的实际应用价值。

【关键词】油库；监控系统；液位测量；罐容罐量计算

中图分类号： TP273 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）17-0054-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.17.026

【Abstract】In order to ensure the safety， stability and reliability of the storage of the oil in the tank area， the oil depot must have a monitoring system integrated with information， systematization and automation. Through the upgrading and upgrading of the traditional monitoring methods， the newly designed tank area monitoring includes the monitoring of the instrument equipment， the operation of the pump valve， the monitoring of the process pipeline and the calculation of the storage tank. The plan of liquid level measurement system and the calculation method of tank capacity are introduced emphatically. The system has good practical application value.

【Key words】Oil depot； Monitoring system； Liquid level measurement； Tank capacity calculation

0 引言

石油作为重要的能源，其开采、运输、保存、使用等一系列环节都必须严格地规范化管理。石油公司油库以发送油品、储存油品、油罐车运输为主。其中，在油品的储存环节中，部分罐区的监控系统还延用着传统的监控方式，存在着随意性强、可靠性不高、监控不及时等缺点。因此，及时对油库监控系统进行改造，设计出一套安全、先进、可靠的监控系统很有必要。

1 罐区监控系统结构

根据分散控制集中监控的原则，油罐实时监控管理系统由单元罐区控制站、可燃气体报警单元、计量数据采集单元以及计量监控操作站组成。

每个单元罐区（例如成品油罐区）设置独立的控制站，控制站采用PLC控制系统，各个单元罐区控制站通过现场总线（ProfiBUS）连接到中央控室的监控作业操作站，完成监视和控制功能。

每个单元罐区设置独立的可燃气体报警单元，可燃气体单元由可燃气体控制器和现场的可燃气体检测器组成，现场可燃气体检测器必须符合罐区安全的相关规定。各单元罐区的可燃气体报警器通过现场总线（RS485）连接到监控作业操作站，完成可燃气体监视和报警功能。

计量数据采集单元由嵌入式计量采集站、罐区计量仪表和现场总线（MODBUS）组成。嵌入式计量数据采集站通过现场总线（MODBUS）采集現场计量仪表的数据和信息，并通过局域网（TCP/IP）将数据和信息上传到中央控制室的监控作业操作站。

计量数据采集单元的设置根据现场计量仪表的数量及位置分布确定。

在中央控制室设置监控作业操作站。监控作业操作站可以根据需要设置一个和多个。监控作业操作站也可以根据需要设置在单元罐区操作室。

2 罐区监控系统功能

a、实时监控每个油罐的液位密度和温度，实现油罐液位棒图动态显示。

b、实现液位安全高度的实时报警和低液位报警。

c、动态显示油罐油品进出罐的状态和流量。

d、实时计算每个油罐油品的含水量和净质量库存。

e、液位历史曲线和库存历史曲线的动态查询。

f、局域网内整个罐区液位、库存网上发布和实时监控。

g、根据油品的销售数据形成每日油品罐区的销售/库存日报表和盈亏数据分析。

3 罐区监控系统主要界面

罐区监控系统主要设计界面如图1、图2所示。

a、安置在控制台监视面的高分辨率彩色显示器实时显示监视画面、操作提示和报警信息。

b、任何时候发生的报警信息均立即在醒目区以汉字报道，同时产生警声。

c、任何操作均以汉字或图形提示，采用菜单和按钮选择方式，方便简捷，操作人员无须特别培训即可进行操作。

d、系统提供的显示区画面有如下一些内容：

（1）液位全貌：罐区内所有储罐的液位模拟条，并以数字标出各罐的液位、温度、容积、重量的值以及液位到设定限的时间估算。

（2）流程：按区域、油品划区，显示储罐、管线、阀门、机泵，罐内液位模拟显示，并标注液位、温度、压力值，阀门、机泵以颜色标注开关状态。

（3）储罐参数：每罐一幅，包括罐的几何尺寸、安全高度、液位、温度、液位和温度的设定限值、到限时间、体积、比重、重量，存放物料的名称，该罐的模拟液位、温度棒图等。

（4）工程参数：以集中弹出式窗口方式弹出显示各类参数，显示内容取消时恢复原先的内容，不影响原画面。

e、事件记录：弹出显示已登录的某日发生的生产事件，如报警、开关机器时间、通讯故障、设备故障等。

f、操作记录：通过专门口令弹出显示已登录的某日发生的重要操作。

g、实时时间：一直在画面上显示。

4 罐区监控液位测量系统方案

以Rosemount 高精度计量级雷达液位计和计量系统为例，来介绍罐区监控液位测量系统方案

Rosemount—REX系列雷达液位计采用全数据信号处理技术Digital Signal Processing （DSP） 和全数字化参考标准技术Digital Reference Technique （DRT） 以获得监管传递（贸易交接）等级的液位精度测量效果。

Rosemount雷达液位计具有高度可靠性， 完全无须维护。REX系列平均无故障工作时间（MTBF）达到103年，PRO系列平均无故障工作时间（MTBF）达到68年。Rosemount—高精度计量级雷达液位计在全球的储罐和炼厂被广泛应用， 全球总安装数量超过十万台，占全球计量级雷达液位计市场50% 以上，能够提供适合所有类型的储罐和大多数介质应用的产品型号。

Rosemount 雷达液位测量系统是一个完整的计量和库存管理系统，该系统可以包含液位，多点温度，介质的平均温度，压力，密度（变送器测量实时在线的密度），油水界面等信号。

TankMaster软件包具有完整的库存管理功能，网络连接功能及与DCS系统通讯功能。它可以显示液位，多点温度，介质的平均温度，压力，密度，油水界面等信号的数值，储存大罐的容积表，并根据API或国家标准计量罐内液体标准体积和质量等数据。

液位精度REX39系列： +/—0.5毫米（贸易交接级）。

系统液位检测结构如图3所示。

用到的主要設备如下：

a、液位：REX系列计量级雷达液位计。雷达液位计测量原理为调频连续波，精度为±0.5mm，四线制；供电电源220V AC。雷达液位计内置安全栅，不用隔爆。

b、显示：罐旁显示及数据采集单元。

c、温度：多点热电阻温度传感器。多点温度计MST接入罐旁的数据采集单元DAU，数据采集单元DAU接入雷达液位计REX，压力变送器直接接入雷达液位计REX。

d、现场通讯单元：雷达液位计输出总线信号至现场防爆接线箱，经过接线箱并联后进入控制室的现场通讯单元FCU，现场通讯单元FCU输出RS485信号进入PLC系统。

e、密度：高精度静压压力变送器。

f、现场总线调制解调器。

g、液位：音叉液位开关。

5 罐区监控系统罐容罐量计算

本罐量计算采用基于Windows平台的组件对象（COM+）技术，公司范围内提供一套罐量计算的服务程序，由这个服务程序提供所有客户端所需的罐量计算服务，客户端直接调用服务程序完成罐量的计算结果。客户端可以是任何人开发的运行在 Windows 平台下的应用程序，也可以支持对象编程的工控监控软件调用。

罐量基础数据库统一存储在中心数据库服务器中，公司范围内仅在线一套罐量基础数据，保证了罐量计算结果的正确性和一致性。图4为罐量计算软件的系统结构流程图。

6 结束语

该油库罐区监控系统投入使用以来，因其具有良好的实时性、可操控性和数据传送准确性，实现了监控管理的系统化、规范化和自动化，消除了传统人工管理方式存在的随意性强、可靠性不高、监控不及时、人为误差大等缺点。该监控系统的使用具有广泛的现实意义。

【参考文献】

[1]李震.基于DCS的油库监控系统设计[J].中国化工贸易，2014（7）.

[2]孟凡超，张学伟，赵鑫.典型油库的自动化系统[J].中国仪器仪表，2012（2）.

[3]赵文杰.大型原油储备安全管理的科学方法[J].现代商业，2009（3）.