罐区SCADA监控系统

罐区监控系统示意图

系统概述
用于对分散在现场的各种信号进行精确采集和信号处理，现场采集的各路测量信号进行PLC/DCS控制系统，上位机系统可对采集的数据进行各种显示、记录、并同时具有系统诊断等各种功能。上位机与PLC/DCS控制系统之间实行严格的电气隔离，具有较高的传输电平和噪声容限，抗力强。

罐区SCADA监控系统整体构成
罐区SCADA监控系统由液位及温度采集、泵阀状态监控及信号连锁、控制和液位开关报警连锁等系统组成。

液位、温度数据测量与计算
雷达液位计结合多点温度测量传感器，组成1套完整的储罐液位测量单元， Modbus 485总线的通讯方式连接通讯单元，通讯单元再通讯连接PLC/DCS系统的通讯接口，多路的通讯接口除了可以满足接入PLC/DCS控制系统，还能满足其他监管系统对储罐液位原始数据接入的需求，通过设计院提供的电子版本的罐容数据表和罐容静压表，上位机监控软件能实时监控罐的液位数据并软件计算罐容体积、密度、膨胀系数变化等数据，并上传到服务器数据库做进一步的生产数据汇总。

手动自检浮球液位开关的高报及连锁控制
液位开关用于高位报警功能，以确保进料时不会出现冒罐的现象，这是储罐安全生产规程中一项非常重要的措施，液位开关能及时报警关断进料管线的电动O型切断阀。选择带手动自检功能，可随时检查浮球液位开关是否处于正常的工作状态，防止出现因设备故障而使这一安全措施失效，为此带来重大损失。

压力监控
储罐的压力监测主要用在2个方面，一是在储罐顶部安装压力变送器，用来监测储罐内浮盘上的氮封压力，监测压力一般在-50Pa~2500Pa之间，用来判断氮气泄露程度和判断储存油品是否存在过度的挥发流失，然后来调节氮封阀的自力点，提升节能降耗水平，二是在储罐底部罐壁安装压力变送器，用来监测的储罐物料储存的压力，在上位机系统，可以通过系统设置压力监控的上下报警点和联锁控制点。

可燃气体监控
石油化工仓储设施的可燃气体泄露检测是非常重要的，小小的投资就可以把一些看似危险的情况预先得到防范，储罐的进出管线处有很多工艺设备接口，还安装了阀门等自控设备，自然是弱的泄露环节，可燃气体泄漏监测点一般也是设置在这些区域，规范的做法是每个储罐管线连接处安装1套可燃气体检测器，当设备检测到泄露物质达到报警值时，现场设备报警，控制中心的上位机系统同步报警，计算机组态画面显示报警点并闪烁，同时通过报警器发出声光报警，系统同步发出安全保护优先的处置措施，信号发送到关联的泵阀，执行停泵关阀程序，同时还可以同步关联消防设施。消防设施和部门可以根据实际事态发展情况做出独立的下一步程序。

泵监控
每个储罐区根据工艺配置相应的卸船泵和装车泵，在进料或出料作业时，可以通过PLC控制泵的启停来进行进出料作业。对于石油化工泵，输入信号主要是石油化工泵的状态信息包括故障、运行等，接到远程I/O控制站的输入模块；而启、停端通过远程I/O控制站的数字量输出模块驱动，远程I/O控制站输出模块输出控制信号经过泵电器馈电柜的继电器，向石油化工泵电机下达启动和停止的控制命令。泵的启、停必须具有连锁保护，一般为出口压力及现场手动/自动连锁保护，当石油化工泵出口压力大于设定值时，石油化工泵不允许启动，如果石油化工泵正在运行时应自动停止运行。
每个储罐对应的输送泵增加泵温度监控计连锁控制，泵在生产出厂时，厂家配置温度检测是非常简单的问题，带来的成本微乎其微，但在使用中却作用重大，当泵发生故障时，温度肯定是变化的，通过监控泵温度变化来保护泵是再好不过了，当温度升高到警戒线时，优先安全保护，既保护泵，又减少安全事故隐患。

阀监控
每个储罐进料出料管线安装管线控制阀，用于远程PLC监控和控制进料出料管线的关闭，同时配合液位、高报、气体检测、压力等信号监测的联锁。对于气动或电动控制阀门，输入到远程I/O控制站的数字量一般有开到位、关到位及手动/自动转换状态等信号，这些信号要通过阀门馈电箱接入远程I/O控制站的输入模块；输出的开关信号也要通过阀门馈电箱的继电器连接到远程I/O控制站的输出模块，向阀门下达启动和停止的控制命令。监控内容见下表：

上位机SCADA监控系统主要功能
实现实时监测储罐状态：液位、温度；系统能准确反映某段时间内液位等工艺参数的平均值以及变化趋势曲线图。
液位、温度的监测与报警：高低液位的预报警、报警、温度报警状态；所监控的油品物料罐的液位高度、罐容及液位是否处于各类报警区域等参数集中显示。具有罐区各储罐液位软报警功能，操作人员可通过流程监控画面，对每个储罐的液位进行上限和下限报警值设置。
罐液位显示：在流程和液位画面中，对于油品罐液位等进行显示，利用亮度指示数，动态棒图及其颜色报警信息等反映现场状况。
开、关阀等监控操作：在操作站监控画面中，用鼠标点击需要进行开、关操作的阀，对现场阀门开、关、故障、信号反馈等状态进行监视。
实时动态监测与计量存货量：实时计算瞬时修正系数：温度——体积修正系数、温度——密度修正系数（预先输入标密，依据GB/T1885-1998标准）；
计算和显示油品的容积和质量存量：依据液位、界位、罐容表和体积修正系数计算油品容积；依据容积、密度和密度修正系数，计算油品质量。
实时计算和显示库区油品存货：用棒图和数据表显示所有有品的即时存量和空容量，体积、质量。物料存储状况的直观图形显示，并通过不同的颜色反映现场生产动态，设备工作状态等。

油品计量管理与控制
» 储罐自动计量：依据储罐自动计量数据，对收发油进行记录或控制；
» 实时计算和显示当日收发油动态：从零时起的发油量、卸油量和输转量；
» 进销存管理：管理库区、油站计量日报表、油品计量统计月报表、储罐计量原始记录、群罐动态登记日表、单罐动态登记月表、储罐工况记录、

保存和查询历史状态和事件
» 实时记录、保存储罐历史状态：液位、温度、标密、容积、质量等；
» 显示和查询储罐历史状态：显示历史曲线，查询任何日期、任何时刻的液位、温度、标密、容积、质量任何时段的容积及质量变化；
» 记录、保存和查询油品历史状态：某一油品的任何日期，任何时间（只要当时运行）的容积、空容、质量，任何时间段的容积、质量的增加或减少；
» 保存和查询报警事件：查询已发生报警事件的日期、时间、类型和当时的参数；
» 保存和查询输转油事件：查询储罐输转油和卸油事件。

参数设定与修改
» 设定和修改库区系统参数：设置储罐数量、储罐标号，增减油品种类、设置标密，定义通道、设置通讯参数，定义区域，把储罐分区管理；
» 设定和修改储罐参数：设定储罐高度、安全高度、油品种类、液位和界位的基准零点、液位和界位的高低报警值、修改日期及修改人等；
» 设定、修改和自动修改正储罐容积表：用户可以自行修改储罐容积表，与加油机或自动储油设备连接系统可以自动校正储罐容积表。

通讯监视和权限管理
» 动态监视通讯状态：通讯正常与否、数据是否可信，通信状态报警。
» 软件系统操作权限管理：用户注册、修改、删除、口令修改、操作权限管理。