油库自动化系统

２０１３正　第１期　仪表技术与传感器　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ａｎｄ　Ｓｅｎｓｏｒ　２０１３　Ｎｏ．１　大型油库自动计量与控制系统　宋绍楼，丁永峰，王晓宗　（辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，辽宁葫芦岛１２５１０５）　摘要：以山西平朔油库为背景，基于ＰＬＣ与组态王提出了油库自动计量与控制系统的设计思想和实施方案。采用　ＰＬＣ为下位机实现控制系统的实时数据采集和状态判别，以工控机为上位机结合组态软件ＫｉｎｇＶｉｅｗ６．５２实现数据的计　量与综合管理，全面改善了系统设备状态显示、计量精度以及相关数据统计等功能，有效提高了油库生产和管理的自动化　水平，对油库企业的发展有一定意义。　关键词：油库；工控；组态；计量与控制　中图分类号：ＴＰ３９１．９　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—１８４１（２０１３）０１—００５２—０４　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｌａｒｇｅ　Ｏｉｌ　Ｄｅｐｏｔ　ＳＯＮＧ　Ｓｈａｏ－ｌｏｕ，ＤＩＮＧ　Ｙｏｎｇ・ｆｅｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｘｉａｏ—ｚｏｎｇ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｎｉｕｄａｏ　１２５１０５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ｏｆ　Ｓｈａｎｘｉ　Ｐｉｎｇｓｈｕｏ　ｏｉｌ　ｄｅｐｏｔ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｄｅａｓ　ａｎｄ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｐｌａｎ　ｏｆ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｏｉｌ　ｄｅｐｏｔ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＰＬＣ　ａｎｄ　Ｋｉｎｇ　Ｖｉｅｗ．Ｉｔ　ａｄｏｐｔｅ￣ＰＬＣ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｌｏｗｅｒ　ｃｏｍｐｕｔ－　ｅｒ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｄａｔａ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｔａｔｅ　ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ　ｕｓｅｄ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｆｏｒ　ＰＣ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ＫｉｎｇＶｉｅｗ　６．５２　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｄａｔａ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｉｔ　ｍａｄｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｓｔａｔｕｓ　ｄｉｓｐｌａｙ，ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ａｅ－　ｃｕｒａｃｙ，ｒｅｌａｔｅｄ　ｄａｔａ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｌｅｖｅｌ　０ｆ　ｏｉｌ　ｄｅｐｏｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｏｉｌ　ｄｅｐｏｔ；ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ；Ｋｉｎｇ　Ｖｉｅｗ；ｍｅａｓｕｒｅ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　０引言　文中以山西平朔油库技改工程为背景，对其罐区收发油测　控系统进行了改进设计，介绍了该系统软、硬件的设计思想及　其实施方法。选用三菱Ｑ系列ＰＬＣ作为下位机来实现实时数　据采集和状态判别，利用工业控制计算机作为上位机以及组态　软件ＫｉｎｇＶｉｅｗ６．５２为程序开发平台，经过对各模块的选型以及　功能分析，有效发挥了ＰＬＣ与组态各自的特点，通过对系统各　环节细致的分析与设计，实现了油库自动计量与控制系统收发　油的准确控制与精确计量、油库设备状态的实时显示、油温及　液位的实时监测以及相关数据统计等功能的有效改善　Ｉ２　，从　根本上提高了油库企业的生产与管理自动化水平。　１系统硬件设计分析　１．１总体结构与配置　系统分为三层网络模式：现场层、控制层和管理层。现场　层由流量计、油泵、电控气动阀、温度变送器等组成；控制层以　两台三菱Ｑ系列ＰＬＣ下位机为核心，ＰＬＣ之间通过ＲＳ－４８５总　线进行通信；管理层由中央控制室的上位工控机和观测Ｐｃ机　构成，二者通过普通网卡连接到工业以太网，采用ＴＣＷＩＰ协议　完成通信。由于工控机与ＰＬＣ同处于一间控制室，距离较近，　故采用ＲＳ－２３２通信完成数据交换。控制层ＰＬＣ的主要任务　是采集现场的数字量和模拟量信号，经处理后上传给上位机，　并根据接收的上位机指令依照工艺流程来控制整个成品油的　收发。上位机属于管理层，选用组态软件Ｋｉｎｇ　Ｖｉｅｗ６．５２作为　收稿Ｅｌ期：２０１２一ｏ４—０１收修改稿日期：２０１２—１０－２０　应用程序开发平台，主要对下位机传输来的数据进行分析运　算，完成实时监控、参数及状态显示、历史数据查询、数据统计、　打印报表等管理功能　。测控系统总体结构设计如图Ｉ所示。　

浅谈油库自动化系统应用现状

摘要：在油库自动化处理过程中，需要建立一定的体系，这种体系的多层化为我国的石油事业的发展奠定了重要的基础。本文从油库自动化体系入手，重点介绍了当前的自动付油系统和输转自动化进程，对我国各种系统的电子单据和配比计划进行了有效的分析，提出了如何实现无纸化作业，保证油库运营的安全性等方面的问题。

关键词：油库；自动化；一卡通；系统架构；plc

一直以来，我国在油库的运行过程中采用的都是手工开票的方法，这种方面的工作效率低，而且精确度差，尤其是在无法了解油库现实的情况下，手工的方法无法适用。近几年，随着科学技术水平的发展，各种网络的通信技术和数据库技术进入到生活中的各个领域，在油库的自动化方面得到了广泛的应用。油库的自动化程度逐渐提升，功能日益完备，各种配比和安全管理的方式运营畅通，使我国的油库发展朝着高效、安全的方面运行。

1 总体架构

我国的油库自动化系统的构架方式有多层形式，一般来说分为三个方面：第一现场采集层，这个层次是油库系统的基础，主要是通过仪表开关进行设备的控制的，目的是完成各种数据和信号的采集和处理工作。检测控制层是油库自动化的核心层次，这个层次的目的是将采集后的数据和信息进行分类处理，并做好统计和储藏，同时控制各个生产的过程。业务管理层是油库自动化的高等层次，具体负责整个油库的信息处理和调度工作。

2 结构与功能

2.1 一卡通付油系统

在油库系统自动化的过程中，需要运用一卡通进行非接触式的操作，ic卡是一种介质，通过后台电脑的控制，对油库系统集中化控制。同时，网络接收是油库发油的重要控制点，流量计和电液阀构成了系统的外部，输入一卡通就可以自动提油。

2.1.1 结构与功能

一般来说，一卡通付油系统是多个操作平台共同完成的，包括流量计、电液阀、操作器等，而对于现场仪表的控制和发油控制站的发油量，业务管理工作站和门禁控制系统就可以做好该项工作。发油监控操作可以指导和引领发油的全过程，而ic卡作为付油系统的日常管理，重点做好油品和人品管理的多个操作平台，确保业务管理的整体性，发片和发卡的稳定性。

油库发油系统总体设计(一)

2油库发油系统总体设计

2.1控制系统方案设计

2.1.1控制系统的几种主要形式

（1）工业以太网

所谓工业以太网，是指技术上与商用以太网（即IEEE802.3标准）兼容，但在产品设计时，在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性等方面能满足工业现场需要的以太网络。以太网由于其开放性好、应用广泛以及价格低廉等特点,在工业控制领域已经开始得到了大规模的应用。传统的控制系统在信息层大都采用以太网,而在控制层和设备层一般采用不同的现场总线或其他专用网络。随着以太网的不断发展与完善,以太网已经渗透到了控制层和设备层,几乎所有的PLC和远程I/O供应商都能提供支持TCP/IP的以太网接口产品。该系统应用在中小型控制系统中有替代基于现场总线的控制系统的趋势。对于大型控制系统,由于其结构和控制功能复杂、实时性和可靠性要求更高,构建基于工业以太网的控制系统目前存在着一定的技术难点。

（2）集散控制系统

集散控制系统(Distributed Control System)以大系统理论为指导，以先进的四C(Computer,Control,Communication,CRT)技术为物质基础，采用危险分散的系统设计思想进行设计。集散控制系统将控制功能分散化、管理操作功能高度集中化，吸收了模拟控制仪表的特点而发展起来的一种新型数字综合控制系统[3]。

DCS分为三大部分，带I/O板的控制器、通讯网络和人机界面（HMI）。控制器是DCS的核心部件，它相当于一台PC机。有的DCS的控制器本身就是PC机。它主要有CPU、RAM、ROM等芯片，还有两个接口，一个向下接收I/O总线来的信号，另一个接口是向上把信号送到网络上与人机界面相连。控制器中安装有操作系统功能块、组态软件和通讯软件。

通讯网络把过程站和人机界面连成一个系统。通讯网络有几种不同的结构形式。如总线形、环形和星形。总线形在逻辑上也是环形的。星形的只适用于小系统。不论是环形还是总线形，一般都采用广播式。其它一些协议方式已用的较少。

至Ｑ！Ｑ　Ｑ：！皇　Ｃｈｉｎａ　Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　油库的自动化监控　赵铭　（大庆油田储运销售分公司机关设备物资部，黑龙江大庆１６３４５３）　工业技术　摘要：随着科学技术的不断进步，特别是计算机信息技术的飞速发展，我们已经进入一个崭新的信息化新时代。油库生产的持续稳　定发展，很大程度上取决于先进实用技术的推广应用。本文介绍了ＷＯＮＤＥＲＷＡＲＥ公司的产品ＩｎＴｏｕｃｈ９．５，ＳＵＩ　ＩＥＶＯＹＡＧＥＲ１　２．６　在油库管理系统中的应用。　关键词：集散控制系统；ＳＵＩＴＥＶＯＹＡＧＥＲ；油库　１概述　目前，油库生产和管理大多还没有采用　任何的闭环检测控制技术，多数工作仍然依　靠人工完成，自动化技术应用较少，传统的油　库生产方式和管理模式已经显得相对落后。　基于上述原因，对油库生产的管理应变成自　动化管理，实现油库生产的远程实时监控、生　产参数和设备运行状态的自动检测。　２系统构成　该系统主要包括计算机网络系统、数据　库服务器、上位机系统、下位机ＲＴＵ和生产　过程，是一个典型的集散控制系统。集散控制　系统又叫分布式计算机控制系统（ＤＣＳ），是　由计算机技术、信号处理技术、测控技术、网　络通讯技术和人机接口技术相互发展而产生　的，其主要特点是集中管理、分散控制，具有　很强的自主性、协调性、灵活性和可靠性。以　计算机网络技术为代表的ＩＴ业逐渐成为推　动高科技产业发展的新热点，“开放”和“资源　共享”是未来信息与控制领域发展的基本要　求和发展趋势。在本系统中，以ＹＯＫＯ—　ＧＡＷＡ　ＤＣＳ、Ｆｒｅｅｌａｎｃｅ２００　ＤＣＳ和现场ＲＴＵ　构成了下位机系统，完成对油库各储罐的液　位、温度，现场各设备状态及流量计瞬时值、　累计量、温度、密度等生产相关参数的监测、　控制。服务器为上位机系统，通过交换机与下　位机互连成网连接至公司局域网。上位机（服　务器）由ＩｎＴｏｕｃｈ９．５工控组态软件完成对所　有的数据监控，Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ＳＱＬ　Ｓｅｒｖｅｒ９．０数据　库储存现场数据；ＳｕｉｔｅＶｏｙａｇｅｒＴＭ２．６网络门　户软件将ＩｎＴｏｕｃｈ９．５的数据发布到公司局域　网。　３系统实施方案　３．１数据通讯　在ＩｎＴｏｕｅｈ中，上位机的数据主要分为　实型和ＹＯ型。其中，内存型数据为ＩｎＴｏｕｃｈ　程序内部定义的变量，不需要通过ＹＯ　Ｓｅｒｖｅｒ　即可进行访问；Ｉ／Ｏ型数据的来源一般为其　它计算机结点或本机运行的其它程序，这类　数据由ＩｎＴｏｕｃｈ通过ＯＰＣ　Ｌｉｎｋ的方式获得。　在本系统中，上位机采集的数据是来自　现场的数据，经过处理，将控制命令传给下位　机，以此监控生产过程。然而，通常上位机无　法直接从下位机中读取得数据，这时需要一　个通讯接口——ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ。由于，本系统　上、下位机通过以太网进行连接，并且下位机　为ＹＯＫＯＧＡＷＡ的ＤＣＳ、Ｆｒｅｅｌａｎｃｅ的ＤＣＳ控　制系统，因此在每台ＤＣＳ操作站上均装有　ＯＰＣ　Ｌｉｎｋ软件。上位机、下位机ＩＰ地址分别　为１７２．１７．１．１，……，１７２．１７．１．６４则ＯＰＣ　Ｌｉｎｋ　中Ｔｏｐｉｃ　Ｄｅ６ｎｉｔｉｏｎ的设置为：　Ｔｏｐｉｃ　Ｎ枷ｅ—ＣＳ１Ｋ（任意定义）：　这样，ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ就可以从下位机取得　数据了。而要让ＩｎＴｏｕｃｈ从ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ中取　一１３２一　中国新技术新产品　到『Ｅ确的数据，还必须为每个ＯＰＣ　Ｌｉｎｋ变量　定义Ｎｏｄｅ　Ｎａｍｅ和ＯＰＣ：　Ｎｏｄｅ　Ｎａｒｎｅ——１７２．１７．１．６４（ＯＰＣ　Ｌｉｎｋ　所在结点的ＩＰ地址）；　ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ——＿Ｙ０Ｋ０ＧＡＷＡ．ＣＳＨＩＳ　ＯＰ　Ｃ（不同的ＤＣＳ有所差异）；　０ＰＣ——ＦＣＳＯｌ０１　１（下位机的不同有所　差异）。　３．２画面构成　上位机的主要画面包括：油库概貌、生产　过程流程图、流量计动态表、产品油（汽油、柴　油、液化气、原油、苯、丙烯）罐存量动态表、半　产品油罐存量动态表、油库信息。各画面可通　过菜单按钮进行切换，ＩｎＴｏｕｃｈ中常用的窗口　显示函数为：Ｓｈｏｗ“窗口名”或ＳｈｏｗＡｔ（　“窗口名”，横坐标，纵坐标ｏ　ＩｎＴｏｕｅｈ提供　了常用的作图工具，并支持多种图片格式，但　无论原来是什么格式的图片，ＩｎＴｏｕｃｈ都会将　其转化为ｂｍｐ格式，因此粘贴图片时应注意　图片的原始尺寸不要太大，以免影响运行速　度。另外，ＩｎＴｏｕｃｈ还支持图片透明色功能，这　样可去掉图片中不需要的底色，使画面更加　协调、美观。　３－３数据库访问　数据库是系统管理不可缺少的工具，也　是工作报表的数据来源。目前，在大、中型集　散控制系统中被广泛采用的数据库管理软件　有Ｏｒａｃｌｅ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　ＳＱＬ　Ｓｅｒｖｅｒ、Ｉｎｆｏｒｍｉｘ等，　本系统即采用了ＳＱＬ　Ｓｅｒｖｅｒ。ＩｎＴｏｕｃｈ支持　ＳＱＬ语言，并且能通过ＯＤＢＣ接口方便地与　不同类型的数据库进行连接。要做到这一点，　首先需要在“控制面板”的ＯＤＢＣ中为自己的　数据库定义一个数据源名，然后在ＩｎＴｏｕｃｈ　的ＳＱＬ　Ａｃｃｅｓｓ　ＭａｎａｇｅｒｋＢｉｎｄ　Ｌｉｓｔ中为自己　在数据库中定义的某张表定义一个绑定列，　注意表与绑定列的格式和数据类型应完全一　样。这样，要往表中插人数据的程序就可以写　为：　ＳＱＬＣｏｎｎｅｃｔ（ＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＩｄ，“ｄｓｎ＝ｏｉｌｌｉｓｔ”　）；（连接数据库）　ＳＱＬＩｎｓｅｒｔ（ＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＩｄ．“ｔａｎｋ”，“ｔａｎｋｌｉ　ｓｔ”）；（插人数据）　ＩｎＴｏｕｃｈ没有提供作报表的工具，但可以　自己制作报表窗口，并调用窗口打印函数　ＰｒｉｎｔＷｉｎｄｏｗ（）打印报表。另外，也可以采用其　它报表制作工具或采取动态网页的方式。　４系统功能油库自动化管理系统　４．１船控功能　服务器的操作系统为Ｗｉｎｄｏｗｓ２００３　Ｓｅｒｖｅｒｓ，并安装了ＩｎＴｏｕｃｈ９．５人机界面工业　控制软件，负责对现场的生产数据进行实时　采集、对现场设备进行启停和调节控制，在计　算机屏幕上即可对生产现场的生产情况进行　实时监视和控制。本系统最主要的功能就是　系统监控，ＩｎＴｏｕｃｈ可以为每一个数据定义　它的报警信息，模拟量还可定义高、低、高高、　低低报警值，还可以通过条件脚本或数据值　改变脚本和用户编制的快速脚本处理各种报　警信息，如弹出报警窗口或声音提示，并对危　险故障实现优先报警。如定义一个Ｔａｎｋｅｒ１．　ＨｉＳｔａｔｕｓ条件脚本，在其Ｏｎ　Ｔｒｕｅ脚本框中写　Ｅ：　Ｓｈｏｗ　“Ｔａｎｋｅｒｌ＿ｈｉｇｈ＿ａｌａｒｍ”；（弹出报警　窗口）　Ｐｌａｙｓｅｕｎｄ（“ｄ：ｋｓｏｕｎｄ＼ｌ号罐液位高报．　ｗａｖ”，１）；（声音报警）　４．２数据存储功能　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ＳＱＬ　ＳｅｒｖｅｒＴＭ是工厂实时关　系型数据库，通过现场局域网与ＩｎＴｏｕｅｈ监　控软件系统连接，可以实时存储现场生产数　据。应工艺要求本系统采用两种数据存储模　式，对现场要求实时性强的数据采用ｌＯ秒钟　存储一次，对现场要求实时性不强的采用每　时每２分钟存储一次。　４－３网络功能　在服务器上安装一套５用户的Ｓｌｌｉ卜　ｅＶｏｙａｇｅｒＴＭ网络门户网站，将需要在网络上　实时浏览的ＩｎＴｏｕｃｈ画面进行发布，任何具　有合法安全许可的客户（ＩＥ５．５＋）浏览器，通　过网络登录该网站，即可浏览现场实时数据　和画面；使用ＡｃｔｉｖｅＦａｅｔｏｒｙ客户端软件，可以　查询ＩｎＳＱＬ工厂实时关系数据库中的历史　数据，绘制历史曲线。　５结束语　该系统成功投运后，实现了由原来人工　２小时一次巡回检查改为在计算机屏幕上随　时巡检，对发油控量，罐与罐之间倒罐起了重　要的作用，并做到故障随时报警，对生产事故　进行优先处理，确保了油库安全生产。该系统　集数据采集、液位监测为一体，充分发挥自动　化全天候监测手段，为油库平稳生产创造了　良好的治安环境，确保了油库的正常生产。自　系统投用以来大大减轻了操作人员的劳动强　度，为油库安全生产提供了保障，提高了生产　效率，取得良好经济的效益，为建立现代化企　业打下了坚实的基础。　，　参考文献　【１］俞金寿，何衍庆，集散控制系统原理及应　用，北京：化学ｘ－，＿ｌｋ出版社，１９９５．　【２】袁鹏飞，ＳＱＬ　Ｓｅｒｖｅｒ７．０数据库系统管理与　应用开发，北京：人民邮电出版社，１９９９．