第三章油库管理自动化-2013-1资料

《第三章油库管理自动化-2013-1资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章油库管理自动化-2013-1资料（116页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 油库自动化 -1 主讲：张树文 2013年10月15日 *1 油库自动化？ n油库+自动化 测量 控制 管理 温度 压力 流量 液位 成分 泵 锅炉 阀门 设备 安全 经营 Date 2 n油库自动化的主要内容有哪些？ 油库来油、外输及库存量计量 油罐区自动化： n油罐液位、温度；超限保护； n流程自动切换； n油罐密闭控制； 装卸区自动化 消防系统自动化 油库管理信息系统自动化 Date 3 第1节 油库自动化概述 n1、油库工艺流程 n2、系统设计概况 n3、油库自动化系统总体方案 n4、自动计量系统 n5、自动付油系统 n6、管线工艺自动化/阀门控制系统 n7、可燃气体报警系统 n8、

2、视频监控系统 n9、作业优化调度系统 Date 4 1、油库工艺流程 n油库的工艺流程？ n储存区 n装卸区 操作区 n辅助生产区 n行政管理区 油罐 泵房 管道 外输泵房 铁路 火车 公路 汽车 水路 轮船 加热炉 消防 污水处理 阴极保护 变配电 指挥 外销 调度 Date 5 2、 自动化系统设计 n2.1 系统设计思想 信息管理体系结构 n符合整个石化行业的ERP建设的需要 n为逐步形成支持决策层、利润层和生产成本控制层三层管理体系的信 息集成系统提供可能。 n为实现集团自动处理有关财务、原料及设备管理、生产计划、以及整 个供应过程中的销售和分销活动提供了基础。 ERP是Enterpr

3、ise Resource Planning（企业资源计划） Date 6 2.2 系统设计原则 n自动化技术、信息技术 n管理信息系统开放 n管控一体化 n 系统设计原则 系统不仅要满足油库工艺设备、设施自动化的需要，还要满足油库自 身业务管理的需要，达到管控一体化的同时，还要兼顾与其它职能处 室和各专业中心业务运作衔接的需要，并且还要考虑与ERP接口。 Date 7 2.2 系统设计原则 n开放性标准化原则 n可靠性安全性原则 n准确性可测试性原则 n实用性与先进性相结合原则 Date 8 2.3 系统设计目标和内容 n利用现代控制技术，构建多点自动化测控系统 n采用先进、可靠、简单、实用的

4、工控技术 n利用现场总线技术，构建油库自动化控制网络 n建立集油库库区自动化测控系统于一体的自动化 监控平台 n建立完整的油库综合管理系统 n现场信息与管理信息结合形成管理控制系统。 n实现与相关公司信息系统的无缝连接 Date 9 3 油库自动化系统总体方案 n3.1 系统总体方案设计原则 n3.2 系统总体结构设计方案 n3.3 油库自动化系统总体结构 Date 10 n为满足油库自动化控制/管理系统的需求，整个系统的设计基于强大 的网络功能，在网络配置上使用标准工业以太网和基于RS485现场总 线技术并结合PLC技术，油库网络拓扑结构图。 n该网络是经油库计算机中控室通过光纤、双绞线线路

5、和网络设备将油 库办公区、付油区、卸油区等各部分连网，油库各子系统和油库自动 化控制/管理系统运行在网络之上，并通过专用网络服务器交换数据 。 n随着计算机技术、通讯技术、控制技术的高速发展，基于现场总线的 分布式系统已经成为当前流行的控制系统，而运用PLC技术与网络技 术结合是控制技术与网络通讯技术的完美结合，把控制设备PLC挂在 工业以太网上，应用多种传输介质（双绞线、光纤）通讯，从而网络 上的所有工作站都可通过工业以太网与控制设备交换信息。 n系统网络布局采用双网冗余设计，以提高网络运行的可靠性和安全性 。 3.1 系统总体方案设计原则 Date 11 3.1 系统总体方案设计原则 n整

6、个系统由四个控制子系统构成。 n阀门自动控制及安全联锁系统 n储罐混合法自动计量系统 n微机自动发油系统 n安全监控系统（包括：可燃气检测系统、油库电视监控系统、高/低 液位监测系统、电子巡更等） 系统之间相互独立、相互依存，增加了系统的灵活性，油库可以 根据自己的情况，选择子系统进行系统组态。系统各部分控制和管理 所产生的数据，集中存储在网络数据库中，统一管理，保证数据的开 放性、安全性和完整性。 网络系统通过防火墙提供外部的访问接口，上级公司或单位可通过 ADSL宽带或DDN数据专线实现有权限的授权访问。 Date 12 3.2 系统总体结构设计方案 n系统自下向上由现场自动化 层、集中控

7、制层及管理层（ 包括油库管理层、公司管理/ 调度层）三个层面组成。 n系统结构如下 管理层 集中控 制层 现场自 动化层 Date 13 管理层 集中控 制层 现场自 动化层 Date 14 n现场自动化层 n 现场自动化层实现油库生产作业设备现 场单点测控，包括汽车发油控制、油罐自 动计量、管线工艺自动化、库区安全监控 （电视监控、油气报警、智能巡检、门禁 监控）等系统的现场单点测控。 Date 15 集中控制层 n实施各子系统的监控管理系统，采集各系统作业设备数据 ，监控管理各子系统的信息。 n实施自动化监控平台，在监测现场作业设备基础上，跟踪 作业流程、实现作业信息共享，作业流程关联监控

8、，通过 油库网络环境，提供油库自动化统一监控平台，满足油库 集中监控的需求。在网络环境下，获取的测控系统信息支 持远程数据传输，提供远程监测功能。 n实施作业调度优化系统，以自动化监测系统获得的现场作 业数据为依据，优化库区工艺控制流程。 Date 16 管理层 n油库综合业务管理系统 n以数据库、网络技术为基础，依托油库自动化子系统，面 向油库日常作业，提供流程化、信息化管理手段，为油库 领导及上级管理部门提供油库自动化监控信息，作业调度 信息、业务管理信息的综合分析、查询功能，为油库内部 管理提供更准确、有效的决策支持。 n通过接口与业务管理系统实现数据共享，为上级管理部门 迅速掌握油库实

9、时信息，加强检查、指导提供技术支持手 段。 Date 17 与其它系统关系 Date 18 与其它系统关系 n业务管理系统的发油指令 n油库自动化系统的发油数据 n业务管理系统的进货数据 n油库自动化系统的计量库存 n设备故障与报警信息 n数据查询与报表 n基础数据 Date 19 3.3 油库自动化系统总体结构 n3.3.1 系统逻辑结构 n3.3.2 系统物理结构 n3.3.3 系统的网络结构 n3.3.4 现场测控网络结构 n3.3.5 油库SCADA系统的技术指标 n3.3.6 油库系统防火墙 Date 20 3.3.1系统逻辑结构 n系统逻辑结构分为两个层次。 n第一个层次以油库的自

10、动计量、自动付油、安防 监控等自动化系统为基础，实现油库层次的自动 化操作和安全管理。 n第二个层次以实时数据库、业务数据库为基础， 通过设备管理、优化调度、二次物流等功能模块 ，实现业务层面的生产和管理自动化调度管理系 统。 Date 21 3.3.2 系统物理结构 n油库管控系统选择SCADA系统模式，采用分级分布式计 算机控制系统，对工程的工艺过程进行集中管理、分散控 制。 n油库SCADA主站计算机系统采用开放式体系结构，有利 于将来系统的升级。中心控制室计算机系统、各子系统通 过网络与主站计算机通讯。 n生产网、业务办公网和上级公司数据通信网构成了一个先 进的管理控制和数据采集系统(

11、SCADA)，实现了对整个油 库信息的集中管理及分散控制。 Date 22 3.3.3 系统的网络结构 n上级公司通过VPN隧道与油库进行通信和数据传输。 n外网有数据库服务器，WEB服务器，数据采集服务器和IP21服务器 。 n油库内网采用总线型接入，使用硬件防火墙进行内外网隔离。 n内网分成两个网段即网段A（办公网络）和网段B（控制网络）。 n网段B采用数据冗余技术。网段A有若干台办公PC机组成，网段B有 数据采集机，数据库服务器，计量管理机，付油开票机、付油管理机 ，可燃气体报警机，电视监控设备等组成。 n库内网段A（办公网）和上级公司网络不能直接访问库内网段B（控 制网）内的计算机，访

12、问网段B（控制网）内控制机数据必须通过网 段B（控制网）的数据采集机，网段B（控制网）内所有计算机与网 段B（控制网）以外任何数据交互也必须通过数据采集机。 Date 23 3.3.3系统的网络结构 n各子系统中工作站通过路由器或光纤交换机与一台服务器连接构成库 区局域网。 n该网络的网络软件工作平台采用WINNT。在网络服务器上安装 WINNT服务器版。每工作站上安装 WIN2000作为工作站的工作平台 。外网与内网通过安装在服务器内的防火墙进行数据交换，以保证内 网数据库的安全。 n该网络在100米范围内用双绞线做网线，100m以上采用光纤通讯建立 100M网络。 n 具体网络结构见下图

13、n整个油库管理系统软件安装在服务器上。各个工作站安装相应的计量 与控制软件。 Date 24 3.3.3 系统的网络结构 Date 25 n设备选型建议 n 1、 光纤及其配件：选用国内著名光纤生产厂天津立孚 生产的标准8字型自承式中心管式（单模）光缆 (GYXTC8S)。采用自承式光缆省略了跨空钢绳及架钢绳 的施工费用，减轻施工量，节省了费用。 n 2、光纤收发器采用RAISCOM或NET-LINK产品。 n 3、交换机柜选用质量较好、价格适中的北京三盛产品 。 n 4、交换机选用美国TSCTM、华为或SMC工业级以太网 交换机产品。 Date 26 n工业以太网交换机可以导轨式、壁挂式、任

14、意平面安装。 即插即用设计不需要专业技术人员即可安装使用。 Date 27 3.3.4 现场测控网络结构 n测控网络结构 n现场自动化系统可以简单概括为“大系统，多功能” n系统间的相互联系纷繁复杂，为保证油库各系统稳定、可靠运行，在油 库测控现场采用了现场总线网组建自动化测控网络： n系统采用西门子S7-400PLC做双机冗余主站，以Profibus-DB为总线协议 。 n在各分站中，依据不同系统采用不同现场总线设备； n管线工艺设备电动阀门，传感器，管道泵的控制采用AS-i总线设备为分站 ， n汽车定量装车、油罐自动计量、安全监控（视频监控系统采用视频总线 ）等系统采用ProfibusDB

15、总线设备为分站 n 各分站通过ProfibusDB环网与总站实现数据通讯，管理终端则通过 工业以太网Ethernet与总线系统的主站实现数据交换 Date 28 Date 29 系统优点及特点 n油库采用现场总线技术系统的优点 n 1）实现测控网络系统功能连锁 n 2）节省硬件数量与投资 n 3）节省安装费用 n 4）节省维护开销 n 5）用户具有高度的系统集成主动权 n 6）系统准确性和可靠性高 Date 30 3.3.5油库SCADA系统的技术指标 n1) 系统启动 n系统的启动时间从发出指令到系统投入可实施正常监控时，应符合下 述要求： n冷启动或掉电后重新启动：100秒； n热启动或复

16、位后启动：55秒。 n2 ) 处理能力 n系统的处理能力可用于评价系统的操作性能，即考虑在1秒期间内会 有25%的离散输入信号状态变化和25%的模拟信号值变化。在系统处 理过程期间不应丢失信息，不影响正常的数据采集和处理。 n图形画面更新周期 2秒； n动态数据更新周期 2秒； n控制命令执行 1秒； Date 31 n3) 计算机通信信道要求 n数据通信系统是站控计算机系统与现场控制器之间的数据 通信网。双网数据通信系统可用性不低于99.98%。 n4) 系统故障处理 n网络中所有设备的重新启动和冗余设备故障切换均通过软 件执行。不使用硬件监控计时器或机械开关 n5) 控制系统冗余 n6）系统重新启动 n7）系统的扩展与预留 n8）网络安全 Date 32 3.3.6 油库系统防火墙 n防火墙就是一个位于计算机和它所连接的网络之间的软件。该计算机 流入流出的所有网络通信均要经过此防火墙。 n防火墙是网络之间执行控制策略的系统，它包括硬件和软件。 n它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口，能根据服务器的