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1、南京富岛科技油库自动化总体技术方案1引言1.1编写目的本文编写的目的用于油库自动化系统（SCADA、自动计量、自动付油、管线阀门控制、燃气报警、工业电视监控、电子寻更等系统）的技术交流。本文的预期读者为与油库自动化系统（SCADA、自动计量、自动付油、管线阀门控制、燃气报警、工业电视监控、电子寻更等系统）有关的评审、设计及其他相关人员。1.2适用范围本文适用于油库自动化系统（SCADA、自动计量、自动付油、管线阀门控制、燃气报警、工业电视监控、电子寻更等系统）的用户技术交流阶段。1.3 参考资料本系统设计参考了如下标准：1)GBJ74-84石油库设计规范2)SH3081-97石油化工仪表接地设
2、计规范3)SY50025-95石油设施电气装置场所分类 4)HB50183-93原油和燃气设计防火规范5)SH3063-99石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范6)GB12358作业环境气体检测报警仪通用技术要求7)GA/T75-92中华人民共和国公共安全行业标准8)GB50174-93电子计算机机房设计规范9)GB50057-94建筑物防雷设计规范10)GB503432004建筑物电子信息系统防雷技术规范，11)GBJ232-92电气装置安装工程施工及验收规范12)GB50168-92电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 13) GB4943-95信息技术设备（包括电气事务设备）
3、的安全14) GB/T75-94安全技术防范规范工程技术规范15) GA/T75-94安全防范工程程序与要求16) CCTR RECOMMENDATION 472-3电视系统视频指标17) GBJ42-81工业企业通信设计规范18) GBT42-81工业企业通用设计规范19) GBJ115-87工业电视系统工程设计规范20) GBJ93-86工业自动化仪表安装工程施工及验收规范21) GB8566-88计算机软件开发规范计量单位采用法定计量单位1.4术语、定义和缩写CCDCharge Coupled Device 电荷耦合器件，即摄像头水平分辨率用电视线（TV LINES）表示，与CCD、镜头
4、、摄像头电路通道的频带宽度相关。最小照度也称灵敏度，即CCD对环境光线的敏感程度。单位为勒克斯（LUX），数值越小，摄像头也越灵敏。扫描制式有PAL制和NTSC制之分，中国采用隔行扫描（PAL）制式。自动增益控制AGCAGC用于探测视频信号电平，使摄像机能够在较大光照范围内工作，在低照度时自动增加摄像机的灵敏度，以获得清晰的图像。背景光补偿背景光补偿用于改善前景目标显示状况，摄像机对整个视场的一个子区域求平均来确定其AGC工作点。白平衡用于彩色摄像机，使摄像机图像精确反映景物状况，有手动白平衡和自动白平衡两种方式。IOC一体化光学组合器件DVRDigital Video Recorder 数字
5、录像机可燃气体本文指气体的爆炸下限浓度（V%）为10%以下的气体。LELLow Explosion Limit 可燃气体爆炸下限浓度（V%）值。4-20mA一种标准的电信号传递标准，适用于远距离传输。RS485一种工业通讯标准，常作为现场总线的物理层。现场总线Fieldbus是指将现场设备与工业过程控制单元、现场操作站等互连而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分支的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。PROFIBUSProcess Fieldbus的缩写，已成为德国国家标准和欧洲标准。由PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-DP三部分组成。PLC
6、Programmable Logic Controller 可编程序控制器RFIDRadio Frequency Identification的缩写，即射频识别技术。SMTSurface Mounted Technology的缩写，即表面安装技术。ERPEnterprise Resource Planning的缩写，即企业资源规划。2 系统设计概况2.1 系统设计思想从管理的角度看，信息系统应该是一个基于协调中心的敏捷供应链管理系统。这种体系可以减少企业未来发展的风险并尽量发挥集团整体优势。通过对经营中心、仓储中心、配送中心等多专业中心的协调和控制，提高总体效益。这种信息管理体系结构也符合整个
7、石化行业的ERP建设的需要，为石化总公司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了可能。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。为石化行业的供应链优化打下坚实的基础，为石化于未来两至三年内建成ERP系统框架提供了有力的保障。系统在考虑适应现行企业管理模式和管理规范的同时，要充分考虑系统的发展。当企业的管理模式向更高层次提升，当技术水平向前发展时，系统必须能很快地适应这种变化，并在此基础上构建新的模块。2.2 系统设计原则自动化技术、信息技术是现代物流、仓储作业管理中最基础的技术，也是提高生产率、降低成本
8、、降低劳动强度、提高企业竞争力最有效的手段。系统将封闭的自动控制系统向管理信息系统开放，现场控制器数据通过与信息网络上的监控计算机之间的数据交互实现控制数据与管理数据统一，使公司各级人员利用信息管理网络上的管理计算机查看生产运行状况，综合反映企业运行状态。有效的解决了控制数据与管理数据的相互脱节，管理数据直接从控制数据中获取，将会使管理数据更真实、更及时，避免人工处理可能带来的错误和数据来源的不统一。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。根据以上业务需求
9、，确定系统的总体设计应遵循下列基本原则开放性标准化原则系统以国家相关标准和规范为依据，油库现场的自动化控制产品、自动化系统软件具有开放性，便于系统对不同设备和应用的兼容。可靠性安全性原则系统具有高可靠性，数据具有高安全性。交易数据具有防伪造和防更改功能，系统设计应确保系统运行的正确性和数据传输的正确性，在系统设备的选型和配置、软件设计、开发及选择、数据的安全性和完整性、以及系统的运行和管理等方面都要采取必要的措施；对重要数据进行加密，数据访问规划权限；并且要防止和恢复由内在因素和危机环境造成的错误和灾难性故障、确保系统获取可靠性。准确性可测试性原则系统采集数据准确可靠，并可通过合理的测试方法进
10、行验证。实用性与先进性相结合原则系统的建立以客户的需要作为设计的出发点和归宿，求得先进性和实用性相统一；系统易扩充、易使用、易维护、可靠性强等，获取最佳效益。2.3 系统设计目标和内容利用现代控制技术，构建多点自动化测控系统通过先进、可靠、简单、实用的工控技术，对油库的油罐计量、汽车装车（非接触式IC卡发油）、管线工艺控制、安全等作业点实施自动化，提高油库收、发、存作业的自动化水平和库区安全管理。利用现场总线技术，构建油库自动化控制网络通过现场总线技术系统中包含的若干个子系统组合在一起形成一个完整的油库自动化网络，提高系统过程控制的协调性，满足管理精细化要求。建立统一的集中监控系统建立集油库库
11、区自动化测控系统于一体的自动化监控平台，集中监控库区作业流程，确保油库的作业安全建立完整的油库综合管理系统通过油库自动化网络把现场信息和管理信息结合起来，建立全集成的、开放的、全范围综合管理信息系统，形成调度、业务、经营、管理互为依托、相互支持的管理控制系统。实现与相关公司信息系统的无缝连接该系统具有良好的兼容性，可以与现用的信息系统和ERP管理系统进行数据共享，做到无缝连接，使数据利用达到最大化。3 油库自动化系统总体方案3.1 系统总体方案设计原则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
12、术，油库网络拓扑结构图。该网络是经油库计算机中控室通过光纤、双绞线线路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。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。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。整个系统由阀门自动控制及安全联锁系统
13、、储罐混合法自动计量系统、微机自动发油系统、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）四个控制子系统构成。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。各应用程序对中心数据进行操作，形成一套油库综合管理大型数据库系统。该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。通过光纤传输技术实现站场与油库间数据、指令信息传输。必要的话，系统可提供“中
14、石化销售业务管理系统ERP”数据接口，实现数据链接。3.2 系统总体结构设计方案本系统自下向上由现场自动化层、集中控制层及管理层（包括油库管理层、公司管理/调度层）三个层面组成，系统结构如下： 现场自动化层 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。集中控制层 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。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，通过油库网络环境，提供油库自动化统一监
15、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。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。管理层油库综合业务管理系统，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。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时信息，加强检查、指导提供技术支持手段。与其它系统关系功能主要包括：业务管理系统的发油指令业务管理系统将销售、调拨、移库的发油指令直接写入油库自动化系统，油库自动化系统的自动发油系统控制微机（上位机）实时地将发油指令写入付油控制器（下位机）。油库自动化系统的发油数据控制微机和发油控制器联机工作时，发油控制器的发油数据实时上传到控制微机，停止发油后，油库自动化系统自动将发油数据写入业务管理系统，从而使业务管理
