罐区油罐监测系统

［编辑简介］：本文简要介绍了储油罐监测的技术要求和现状，提出利用工业无线网络技术实现对罐区储油罐的全方位监测的解决方案。说明了系统结构与主要功能。［摘要］：储油罐区是油料保障的重要储存基地，具有分布空间范围广、安全防爆要求高、监控点多、布线复杂，自动化系统的水平和垂直集成难度大等特点。储油罐区通常包括储油罐、防火堤及消防设施等，主要用于接收、储存和转运成品油，通过铁路槽车或港口油轮装运成品油，计量所储存和输送的成品油。储油罐区作为油品的蓄水池和调节器对油品再生产和流通过程实施调节作用；作为油品的储存场所，对油品在相对停滞时起保护作用，便于对油品数量、质量的监督和检查。［关键词］：储油罐监测 工业无线网络储油罐区是油料保障的重要储存基地，具有分布空间范围广、安全防爆要求高、监控点多、布线复杂，自动化系统的水平和垂直集成难度大等特点。储油罐区通常包括储油罐、防火堤及消防设施等，主要用于接收、储存和转运成品油，通过铁路槽车或港口油轮装运成品油，计量所储存和输送的成品油。储油罐区作为油品的蓄水池和调节器对油品再生产和流通过程实施调节作用；作为油品的储存场所，对油品在相对停滞时起保护作用，便于对油品数量、质量的监督和检查。  目前，我国的储油罐监测大多停留在人工方式，这种方式既花费大量的人力物力，而且监测周期时间长，不能实时进行，有的虽然安装了自动化监测系统，但监测精度普遍不高。大型储油罐的容量一般在1000~100000m3之间，很小的测量误差会造成很大的绝对误差。因此，研制一套储油罐监测系统，提高储油罐的计量精度和自动化管理水平具有极其重要的现实意义。
  通信是储油罐监测系统的神经，传统的储油罐监测通信采用4～20mA模拟信号或RS232等串行通信。使用有线通信方式，首先现场环境往往比较恶劣，储油罐的容量又比较大，所以工程布线比较困难，工作量大；再就是成本高，如果储油罐分散分布，采用昂贵的有线方式不现实；最后系统的维护成本高，在有线系统中，绝大部分系统故障是由电缆或电缆的连接器件损坏而引发的，其维护复杂度大、维护费用高。利用工业无线网络技术具有的低成本、低功耗及中短距离通信等特点，实现分散储油罐间的相互通信和组网，利用网络完成监测数据的收集和汇总后，再通过高带宽和大功率的远程无线通信设备把数据传送到总监控中心，实现对罐区储油罐的全方位监测，大幅度地节省了布线与运行成本及有效地监测实时数据信息，保证了储油罐的安全和库存管理。 1系统结构 基于工业无线网络技术的储油罐监测系统在物理结构上主要由现场储油罐与控制室组成。每个现场储油罐罐体安装无线差压式液位变送器、无线浮子液位开关及无线温度变送器。控制室由无线主机、计算机、GPRS无线数传机、UPS、打印机组成。无线主机接收现场仪表的信号，控制室的计算机上安装有上位机组态软件，可以查看整个网络的拓扑视图、网络性能视图、设备数据记录及进行网络参数配置等操作，GPRS无线数传机负责把无线网络的数据信息通过无线手机基站把各现场仪表参数发送到其他工作人员的手机上。 整个无线网络系统由数据采集子系统与GPRS远程传输子系统组成。数据采集子系统主要由无线主机、无线差压式液位变送器、无线浮子液位开关及无线温度变送器组成，无线主机主要功能是对整个网络进行无线数据通信，汇集采集终端的数据信息传递给GPRS无线数传机，接收来自上位机的指令并进行处理；无线差压式液位变送器安装在储油罐罐体的下部，利用差压原理测量储油罐的液位，并把液位数据信息通过无线信号发送到无线主机；无线浮子液位开关安装在储油罐罐体的上部主要防止液位超过最高限位，起到报警的作用，并把数据信息通过无线信号发送到无线主机；无线温度变送器分别安装在储油罐罐体的上、中、下三个位置分别用来测量储油罐不同位置的温度，并把数据信息通过无线信号发送到无线主机。 GPRS远程传输子系统主要功能是建立控制中心与数据采集子系统的远程通信连接，通过GPRS网络，可以把储油罐数据信息发到其他工作人员手机上，他们可以通过手机WAP与短消息方式查看储油罐实时监测信息与对储油罐进行实时监控。 2系统功能 储油罐监测系统的主要功能如下： （1）系统监控：实时采集储油罐液位、温度数据信息，并能通过本地与远程查看实时状态，罐区全貌和单油罐动态图形显示、全过程收发油作业油罐的监测、报警显示、作业时间、收发油数据统计与显示。 （2）报警记录：为了分析现场设备故障的方便，可设置故障报警记录功能，可以设置单个油罐或多个油罐的液位及温度的门限值，并在运行过程中对这些工作参数循环进行越限监视，可以实时记录报警事件、报警位置、发生的时间、报警原因，并生成报警表，还可以通过短信、WAP、组态软件界面进行多种方式报警并可以设定报警方式及停止报警、开启报警等功能。 （3）状态趋势分析：趋势曲线的生成和显示作为监控系统的一个重要环节,可以直观反映一些重要工作参数的变化情况。比如，液位实时和历史曲线可以看出每个油罐每天工作量(进油和出油)，从而可以用来平衡各油泵的工作时间以达到延长油泵使用寿命的目的。本系统支持每月、每日液位、温度等实时趋势曲线和历史趋势曲线，以供管理者分析与决策。 （4）数据库管理：本系统支持储油罐液位、温度、油量等数据信息的实时数据库和历史数据库管理。 （5）系统管理：用户管理、权限管理，数据采集和传输设备管理，设备在线状态管理，系统配置等。 （6）网络管理：整个系统网络为智能自组织网络，现场设备依靠电池供电，设备启动后，无需人工配置，自主形成网络。