油品储运部自动化管理系统的应用

陈春

南京金凌石化工程设计有限公司 江苏 南京 210042

1 简介

（1）某公司油品储运部采用仪表自动化系统，对罐区部分生产数据进行连续实时检测，实现了现场液位计、温度计、气动阀门、气体报警仪等仪表信号的计算机系统检测和处理，给各岗位操作人员带来了极大的便利，减轻了劳动强度，同时也保障了油品储运的安全生产。

（2）由于目前各油罐区的自动化系统分为3～4个商业化软件，开发工具种类繁多，接口协议不透明，并且与先进同行相比，目前该公司的油品生产自动化现代化生水平还比较落后，并存在以下问题：①罐表系统目前可提供的显示信息太少，只有油位和温度信息，远远低于油品储运行业的实际水平。②不方便中控室人员分析、判断油罐的实际状态，为进油、倒罐和付油等操作不能提供全面的信息决策。③库存对账等管理报表基本由手工计算绘制完成。数据准确性和及时性程度低。④罐表液位计基本都采用先进的伺服原理的方式，具有精度高的特点，但是由于配套软件的原因，目前只能测量油液位的信号，其他信号都没有，这样远远不能满足运营的监测数据的要求。另外随着本油库的发展，储罐容量的进一步加大，这一矛盾将会更加明显。⑤中控室可以显示电动阀的状态信息，但是没有根据工艺条件进行运行联锁和安全联锁。需要人工判断，手动启动。运行人员工作强度大。⑥没有安全防护系统，发生紧急情况时完全依靠人工判断，手动操作。安全隐患非常大。⑦缺乏统一的自动化平台，不能统一调度生产。⑧没有信息管理系统（ERP）系统接口，只能依靠手工录入，工作重复性大，易出错。

（3）为了适应公司生产发展，解决落后、陈旧的仪表系统、系统网路和网络管理软件等水平是当务之急，降低岗位人员的劳动强度，减少因操作失误而引发的安全事故，从而确保油品储运的安全生产。因此，提高油品储运生产自动化已是刻不容缓。

2 油品储运部自动化管理系统方案的构成

（1）一个完整的现代化的油品储运生产自动化管理系统，能够为油品储运的日常运行提供管理的全部功能，主要包括以下几个方面：储罐计量及库存管理系统，自动发油控制系统，收付油作业控制系统，罐区流程控制系统，安全控制系统，火灾报警系统，电视监控系统。整个系统采用分散检测、集中控制的结构方式，具体结构简图如图1所示[1]。

图1 结构简图

（2）油品储运控制中心监控全部油品储运生产情况、发出生产计划指令、自动进行物料平衡、向公司生产指挥系统提供油品储运生产数据。各工区监控站在得到中心生产计划指令后，经确认后执行指令，并且检查系统的生产指令完成情况，自动记录。检测站直接与现场各仪表设备相连，为具体生产指令的执行单元，并且也是各生产数据的采集、输送单元。

3 油品储运部自动化管理系统的目标

（1）精确测量：根据不同的生产需求，采用高精度智能型测量仪表对油罐液位、油品温度、油水界面、油品密度等参数准确测量，服务于生产。

（2）实时监测：对油罐高液位报警、阀门开关状态、可燃气体、硫化氢、机泵运行状况、装车台作业情况等进行全方位、全天候的实时监测，并且在控制室实现对现场气动阀门的开关操作。

（3）优化控制：油品储运系统的所有生产动态模拟流程均能实时地在系统的相应子系统及中心调度控制室实现集中控制，调度员或操作员可根据计算机的优化流程方案进行操作选择。

（4）分层次监控：现场生产情况各级监控，各生产人员均可方便地检测罐区的生产情况，更好地监督生产、管理。

（5）实时生产数据实现远程检测管理：油品生产检测数据在各子系统间相互共享，生产管理人员通过网络可方便查看各罐区现场实时生产情况。

（6）油品储运数据库网络服务器：主要负责油品生产重要数据的保存查询。如油罐液位、温度、各类报警数据、生产流程记录、流程复核记录等，该服务器数据库系统对油品储运生产数据的保存查询起到冗余作用，是对分公司生产数据库系统的支撑和补充，确保油品生产数据的连续、完整。

4 系统管控一体化的四级网络结构

（1）第一级为检测站子系统，实现生产现场仪表的监控通讯，将各仪表测量出的精确数据输送到计算机系统，让岗位人员清晰掌握现场生产情况，并且将数据输送至上一级子系统。

（2）第二级为工区子系统，通过检测站子系统监控本工区各罐区、泵房实时生产情况，班长及工区管理人员可方便地监督到各岗位工作情况。

（3）第三级为调度指挥子系统，调度人员通过工区子系统，全面掌握各工区的生产情况，优化生产，合理调度。

（4）第四级为分公司实时数据库接口系统。采用2个独立的以太网，所有个人计算机（PC）设备配有100 MBPS以太网接口。服务器系统为这个系统的中心数据库，将个工区子系统上传数据集中处理、分析，通过数据转换共享，将数据向分公司生产指挥系统传输，服务于公司的生产优化、安全生产（如图2所示）。

图2 油品储运仪表自动化检测及网路管理系统结构图

5 系统具体方案

油品储运生产自动化管理系统是一个覆盖油品生产的自动化控制系统，从原油的进厂到成品油的出厂，油品储运生产的各种数据均将实现实时监控。通过该系统，重要生产流程实现自动化控制，整个油品储运的生产情况一目了然，所有生产数据自动采集，生产人员实时监控生产的各个环节，自动化控制代替人工操作。系统的结构原理如图3所示：

图3 油品储运生产自动化管理系统结构简图

5.1 储罐油品生产数据实时监控

主要生产数据有：液位、温度、密度（成品油）、高低液位报警。其构成如图4所示：

图4 储罐油品生产数据流程简图

油品、温度、密度均通过可靠高精度的仪表实现自动检测，自动为储罐油品计量提供精确实时数据。

5.2 油品生产流程优化监控

控制中心下达流程指令，工区监控站系统将对重要的生产流程实行自动监控，阀门的开关状态（预留阀门的自动开关功能）、泵的运行状态及参数（泵的出口压力，温度，振动等，预留自动开停泵功能）开关系统实行自动开关，并且实时监控开关状态。

5.3 生产安全自动监控系统

该子系统主要负责实时监控整个油品生产过程异常情况、危险场所数据检测，异常情况的自动保护处理控制等。

5.4 定量装车自动监控系统

该子系统主要负责实时监控油品装车生产过程，生产、量的自动控制，异常情况的紧急处理等。

5.5 码头计量自动监控系统

该子系统主要负责实时计量、监控码头油品进出过程情况，自动计量，实时监控各设备的运行状态，异常情况的自动保护处理控制等。

5.6 火灾报警处理自动监控系统

该子系统是针对储运生产过程一旦有火灾，系统自动启动报警和紧急处理，达到自动对火灾消防报警灭火处理。

5.7 储运生产自动监控系统

该子系统是针对储运生产现场关键场所进行实时视频监测，并将视频数据自动生产储运生产管理系统数据库。

6 系统的实施

该公司采用最新的、同一型号的PLC系统作为统一的自动化平台，嵌入专业的具有上述功能的油品储运软件，同时集成目前已有的一些子系统，例如，罐表系统、视频监控系统、消防系统以及气体监测系统达到对整个油库的收油、储油、发油装置工艺过程参数和泵、阀门、液位开关等设备运行的状态进行数据采集、数据处理及历史数据贮存、监视和控制的要求，并在应用软件支持下为以后进行系统模拟分析、实现系统优化运行创造条件。同时支持WEB网络浏览功能，使异地之间能够实现数据实时共享。

7 结束语

系统具有开放式良好的拓展性，随着储运生产自动化的进一步提高，系统能不断提高和完善。现场各控制器、分布式卡件能够方便扩容，不断满足油品生产规模扩大的需求，监控站、中心控制室上位系统具有方便安全的维护性。在功能上，随着现场设备的变化，通过简便的软件组态操作就能实现系统的扩容和提升，为今后油品储运生产自动化的提高做好准备工作。