CN102393721A - 大型多油罐液位自动测量集成系统 - Google Patents

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俞孟蕻
潘宇星
袁伟
齐亮
苏贞
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Abstract

本发明公布了一种大型多油罐液位自动测量集成系统，由油罐测量传感器组、现场接线盒、通讯单元CIU、MODBUS网关、交换机、控制操作站和数据库服务器组成，其中油罐测量传感器组通过现场接线盒与通讯单元CIU总线连接，通讯单元CIU通过RS232接口与液位测量控制操作站相连，通讯单元CIU通过MODBUS网关和交换机直联。本发明保持原液位测量的全部功能；实现油罐信息的集成，满足多油罐集中测量的信息建设要求。油罐测量信息分两路进行显示和储存，提高了系统的冗余性。

Description

大型多油罐液位自动测量集成系统
技术领域
本发明涉及油库的自动化测量中的一种大型多油罐液位自动测量集成系统。
背景技术
油库通常由多个分布在不同区域的大型油罐组成，储存多种油品。大型油罐液位自动测量集成系统可实现对多油罐的液位自动测量，它由液位测量仪表、温度测量仪表、液位显示仪表等组成。油罐自动测量系统主要实现对库区油罐存储油品状态的监测，提供实时的存储油品的状态参数，同时对油罐存储环境状态进行安全监测和报警。目前在油罐液位自动测量中，较多的采用ENRAF公司的自动测量系统，它主要由液位测量仪表、温度测量仪表、压力测量仪表、罐旁显示单元、现场总线通讯接口、控制操作站、数据服务器和测量软件等组成。
原有的油罐自动测量系统控制操作站计算机中，运行一个后台程序，获取ENTIS库存管理软件生成的数据库文件(Access数据库)数据，通过TCP/IP网络将数据传输到信息中心数据库服务器进行信息集成。该方案不改变原有系统的功能，信息将通过控制操作站进行上传。当控制操作站故障时，该自动测量系统将全面瘫痪，信息无法上传，冗余性较差。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种大型多油罐液位自动测量集成系统。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
本发明大型多油罐液位自动测量集成系统，由油罐测量传感器组、现场接线盒、通讯单元CIU、MODBUS网关、交换机、控制操作站和数据库服务器组成，其中油罐测量传感器组通过现场接线盒与通讯单元CIU总线连接；通讯单元CIU通过RS232/485接口与液位测量控制操作站相连；通讯单元CIU通过MODBUS网关和交换机直联。
所述油罐测量传感器组由侍服液位计、静压力表和多点温度计组成。
在数据库服务器层网络平台上设置SCADA工作站，通过数据库服务器和现场通讯单元CIU的通讯获取测量数据，由SCADA工作站访问数据库服务器实时监测液位测量数据，并加以显示。
本发明在实现油库大型多油罐集成自动测量中，ENRAF公司的产品将通过自身的CIU通讯接口单元与各油罐自动测量系统底层的ENRAF-BPM现场总线构成基于网络的分布式自动测量系统。CIU提供四路底层ENRAF-BPM现场总线网络，实现与各油罐的通讯和数据采集，同时CIU还提供两路上层的RS232(或RS485)通讯接口，支持MODBUS协议，实现与其它计算机系统的互连。由CIU提供的上层RS232/485接口在信息中心与液位测量控制操作站相连，运行ENTIS库存管理软件，显示各油罐的液位信息等功能，保持原液位测量的全部功能；由CIU提供的上层RS232(或RS485)通讯接口在信息中心通过MODBUS网关和数据库服务器直联，实现油罐信息的集成，满足多油罐集中测量的信息建设要求。该方案不改变原有系统的功能，油罐测量信息分两路进行显示和储存，提高了系统的冗余性。
附图说明
图1：ENRAF液位自动测量系统。
具体实施方式
ENRAF液位自动测量集成系统方案
考虑到油库由多个大型油罐组成，且这些油罐分布在不同的空间，在物理位置上有一定的距离，具有测量点分散的特点，采用基于网络的分布式测量技术能较好的满足多油罐信号集中测量的要求。
各油罐的液位测量信号等可通过ENRAF公司的现场通讯单元CIU进行信号采集，现场通讯单元属于数据集中器，可连续从现场装置轮询数据，并将这些数据存储于缓冲存储器。无论什么时候接收到数据请求，CIU可立即从更新的缓冲存储器发送一批储存的数据。CIU现场通讯单元支持MODBUS通讯协议。由于一个CIU现场通讯单元具有四路底层分组总线，通过分组总线与多个液位测量系统连接，每台液位测量系统拥有单独的地址。CIU现场通讯单元同时提供2组上层现场总线，通过跨接连接器可将上层现场总线设置为专用现场总线、RS485总线或RS232接口。
考虑到现场布线、设备便于安装的需要，CIU现场通讯单元放置在信息中心，现场通讯单元的四路底层现场总线通过专用通讯电缆和各不同空间的液位测量单元直接相连，两路上层现场现场总线一路直联到原液位测量控制操作站，保留原测量系统的全部功能，另一路直联到数据库服务器，进行液位自动测量的信息集成。采用该方案一方面可不影响原系统的功能，另一方面达到了系统集成的目的。由于CIU现场通讯单元通过多个现场总线通道和液位测量系统相连，当一路现场总线故障时，将不影响其它油罐的液位测量，提高了液位测量的冗余性。同时由于保留了原液位自动测量系统，又实现了液位自动测量的信号集成，这也大大提高了液位自动测量系统控制操作站的冗余性。CIU现场通讯单元的底层专用通讯电缆距离大于4公里后，传输信号可通过光端机与光缆进行传输，保证液位测量信号的长距离可靠传输。
在油罐液位自动测量集成系统中，通过液位测量信息集成后，液位测量信息全部集成在数据库服务器中，因此可在数据库服务器层网络平台上开设监控工作站(SCADA工作站)，工作站的显示信息将通过访问信息中心数据库服务器获得。由于SCADA工作站共享数据库，所以可通过网络授权将网络中的任一工作站设置为液位自动测量工作站，方便了在不同位置液位测量的数据监视，也提高了上层液位监测系统的冗余性。
ENRAF液位自动测量系统中主要由油罐测量传感器、现场接线盒、通讯单元CIU、MODBUS网关、交换机、测量软件等组成，其中每一个油罐采用进口超高精度侍服液位计、静压力表和多点温度计进行油料的体积和质量测量，见图1所示。
信号采集方式：采用ENRAF专用接线盒将ENRAF-BPM现场总线和多套液位计、多点温度计、压力变送器相连，由罐区专用防爆接线箱将液位测量信号通过专用信号电缆直联到信息中心的CIU输入接口，CIU最多提供四个接口与油罐相连。利用CIU的两个输出接口(RS232或RS485可选)进行油罐自动测量系统的集成。
本发明事实现如下功能：
(1)油罐实时监测与计量
油罐状态实时监测：油罐液位、界位、温度、平均温度等多参数及状态的实时监测；收发油作业状态实时监测。
油罐状态实时报警：高低液位预报警、报警，水位超高预报警、报警；温度上限报警；压力上限报警；混油报警；泄漏报警等。
油罐实时计量：依据液位、界位、罐容表和体积修正系数计算油料容积；依据容积、密度和密度修正系数，计算油料质量。体积、质量的棒状图和数据表显示，液位、温度等参数的数据表、实时曲线和历史曲线显示。
(2)系统参数设定与修改
油罐区参数设定和修改：油罐数量、标号设置，油料种类增减、运转状态设置，标准密度设置，通道定义、通讯参数设置，罐分区管理定义等。
油罐参数设定和修改：油罐高度、安全高度、油料种类、液位和界位的基准零点、液位和界位的高低报警值等设定和修改；罐容积表设定、修改和自动修正。
(3)油罐信息自动管理
基于系统数据库，实现油罐信息自动存储、查询、统计、分析、预测、报表生成、预览及打印等功能。该功能主要由设置在信息中心的油罐信息控制操作站完成，也可在授权的其它SCADA工作站进行油罐信息自动监测、显示和管理，工作站的报表生成、预览及打印功能由系统授权决定。
(4)油罐液位计通讯状态显示
在油库管理系统中，为了及时了解油罐自动测量系统通讯设备的工作状态，在上层网络平台上将设置通讯设备状态SCADA工作站，通过SCADA系统和现场通讯单元(CIU)的通讯，实时监测液位测量系统的通讯状态，并加以显示，提高了液位测量系统的可靠性、可维护性和综合监测能力。网络运行状态监测信息能通过SCADA界面显示网络拓扑结构和运行状态，实现状态信息的存储、查询等功能。

Claims (3)

1.一种大型多油罐液位自动测量集成系统，其特征在于由油罐测量传感器组、现场接线盒、通讯单元CIU、MODBUS网关、交换机、控制操作站和数据库服务器组成，其中油罐测量传感器组通过现场接线盒与通讯单元CIU总线连接，通讯单元CIU通过RS232接口与液位测量控制操作站相连，通讯单元CIU通过MODBUS网关和交换机直联。
2.根据权利要求1所述的大型多油罐液位自动测量集成系统，其特征在于所述油罐测量传感器组由侍服液位计、静压力表和多点温度计组成。
3.根据权利要求1所述的大型多油罐液位自动测量集成系统，其特征在于在数据库服务器层网络平台上设置SCADA工作站，通过数据库服务器和现场通讯单元CIU的通讯获取测量数据，由SCADA工作站访问数据库服务器实时监测液位测量数据，并加以显示。
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