CN102707701A - 储运监控管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种储运监控管理方法，用于对储运系统进行自动化监管，该方法包括油品库存监控管理流程、油品移动任务指令管理流程以及油品移动监控管理流程。油品库存监控管理流程可以计算储罐库存数据，并进行储罐监控和报警。油品移动任务指令管理流程可以接收、储存、管理、显示、修改、启动、暂停或停止油品移动任务指令。油品移动监控管理流程可根据油品移动任务指令在储运系统的拓扑结构模型上选择油品移动路径；根据油品移动路径生成移动路径中油品所经过设备的清单；显示移动路径中的设备当前所处的状态；当移动路径贯通时，在储运系统的拓扑结构模型上显示一条移动路径线路；以及执行移动操作指令。

Description

储运监控管理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种储运系统的自动化管理控制领域，尤其是涉及一种储运监控管理系统及方法。

背景技术

石油加工企业或储运企业使用了不少储油罐及相关的配套设备，如阀门、泵、管线等。油罐是生产加工过程或商业储运中不可缺少的重要设备。油罐不仅仅有储存作用，还可以是油品调合的有效工具。一个大的石化企业的油罐数量可以有上百个，如何有效地组织好对这些油罐的使用和管理，无论从哪一个角度来说，都是很重要的。

从功能上来分，一般把油罐分为原料罐、中间罐、成品罐、调合罐等。调合罐用于把一个以上的原料，用物理的方法调合配制出需要的产品。由油罐、阀门、泵、管线、流量计、装车设备、码头等组成的储运系统是石油加工和销售过程中必不可少的重要一环，它工作质量的好坏，直接影响到整个石化产业链运作质量。

除了配置必要的油罐和辅助设备外，提高储运系统设备利用率，提高储运系统自动化程度是提高生产率的唯一选择。所以，现在企业迫切希望以现有的硬件配置，来达到最大的工作负荷，最大限度地提高设备利用率。

从历史来看，由于种种原因，储运系统自动化程度与其它生产装置相比，一直比较落。操作人员劳动强度大、监控面小、信息量少、自动控制回路少、工艺流程复杂、而相关性强等，导致事故发生率高，恶性事故时有发生，其主要表现为跑油、窜油，事故造成的损失大，尤其会对环境造成严重污染，事故善后处理费用极大。分析事故原因，除了设备本身问题以外，主要还是由于上述原因而造成人员长期疲劳操作所致。

除了物损事故外，由于油罐调度自动化程度低、调度手段落后、设备配置不合理等，容易造成调度不当，加上缺乏足够的有效信息等原因，造成设备利用不均衡，调配不合理，甚至出现憋罐事故，影响正常生产。

因此，石化企业目前的储运自动化现状是不能令人满意的，需要一种自动化程度更高的储运监控管理系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高自动化程度的储运监控管理系统及方法。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种储运监控管理方法，用于对储运系统进行自动化监管，该方法包括油品库存监控管理流程、油品移动任务指令管理流程以及油品移动监控管理流程。油品库存监控管理流程包括采集和管理相关的储罐数据；计算储罐库存数据；进行储罐监控和报警；以及显示单罐、罐组和/或罐区的监控画面。油品移动任务指令管理流程包括：接收并储存油品移动任务指令；管理并显示油品移动任务指令；接收对处于等待状态的任务指令的修改；启动油品移动任务指令；以及暂停或停止油品移动任务指令。油品移动监控管理流程包括：根据油品移动任务指令在储运系统的拓扑结构模型上选择油品移动路径；根据油品移动路径生成移动路径中油品所经过设备的清单；显示移动路径中的设备当前所处的状态；当移动路径贯通时，在储运系统的拓扑结构模型上显示一条移动路径线路；以及执行移动操作指令。

在本发明的一实施例中，所述相关的储罐数据包括组态数据和动态数据。

在本发明的一实施例中，所述储罐监控和报警的步骤包括：任何使用状态下，定期检查罐表测量的体积变化与其他手段测量的体积变化是否一致；根据储罐的根部阀的开关状态，监控所计算的储罐状态是否正确；根据运行的油品移动信息，监控所计算的储罐状态是否正确；以及监控储罐可能的泄漏。

在本发明的一实施例中，上述方法还包括为所述油品移动任务指令设定以下状态之一：预定状态：指令预定执行的时间和日期还有效；悬置状态：还没有执行相应操作；运行状态：正在执行相应操作；以及完成状态：已经完成相应操作；其中所述预定状态和所述悬置状态均为等待状态。

在本发明的一实施例中，根据油品移动任务指令在储运系统的拓扑结构模型上选择油品移动路径的步骤包括以下之一：接收操作员在该储运系统的拓扑结构模型上选择的油品移动路径；接收操作员从预存的多条油品移动路径中选择的一条油品移动路径；根据事先组态的规则，自动地选取合适的油品移动路径。

在本发明的一实施例中，所述规则包括以下之一或其组合：物料的相容、路径最短、能耗最小、设备没有冲突、路径中自动化设备最多、不会串油、不会影响其他油品移动的操作。

在本发明的一实施例中，所述的设备当前所处的状态包括：有效设备状态、无效设备状态、旁通状态、自动操作状态以及手动操作状态。

在本发明的一实施例中，所述油品移动监控管理流程中，移动路径贯通之后及执行油品移动操作之前还包括：检查油品移动路径中各个设备的状态，以确认各个设备状态是否满足所述油品移动操作所要求的设备状态。

本发明提出一种储运监控管理系统，用于对储运系统进行自动化监管，该储运监控管理系统包括油品库存监控管理模块、油品移动任务指令管理模块和油品移动监控管理模块。油品库存监控管理模块用于执行以下操作：采集和管理相关的储罐数据；计算储罐库存数据；进行储罐监控和报警；以及显示单罐、罐组和/或罐区的监控画面。油品移动任务指令管理模块用于执行以下操作：接收并储存油品移动任务指令；管理并显示油品移动任务指令；接收对处于等待状态的任务指令的修改；启动油品移动任务指令；以及暂停或停止油品移动任务指令。油品移动监控管理模块用于执行以下操作：根据油品移动任务指令在储运系统的拓扑结构模型上选择油品移动路径；根据油品移动路径生成移动路径中油品所经过设备的清单；显示移动路径中的设备当前所处的状态；当移动路径贯通时，在储运系统的拓扑结构模型上显示一条移动路径线路；以及执行移动操作指令。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下显著优点：提高储运系统的自动化程度，系统能最大限度地扩大信息量，扩大操作人员的监视面，加大监控手段，增加自动控制回路和自动监视设备之间相关性，尽量降低操作人员劳动强度，尽量杜绝事故隐患，能从物料平衡的角度，尽早发现设备事故，降低误操作的发生几率，一旦发生误操作，系统能在第一时间监察发现并声光报警。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1示出本发明一实施例的储运监控管理系统框图。

图2示出罐区自动化演示系统人机界面。

图3示出罐区自动化系统功能结构图。

图4示出储运自动化系统功能配置图。

具体实施方式

图1示出本发明一实施例的储运监控管理系统框图。参照图1所示，本实施例的储运监控管理系统（OMS）100的硬件平台可为分布式控制系统（DCS）或PLC系统，控制系统的构成可包括过程控制站101、数据采集站102、操作站103、工程师站104、辅助操作台105、网络设备106及冗余结构的控制网络107。DCS系统或PLC系统是基于“开放”的系统架构，即系统本身应当具备与其他类型的系统设备和平台通过工业标准通信、平台和协议实现集成和信息交换的能力。在一实施例中，通讯协议支持可包括HART（Highway AddressableRemote Transducer）、MODBUS、FF（Foundation Field bus）、TCP/IP，PROFIBUS（Process Field BUS）。

储运监控管理系统100可通过OPC(OLE(Object Linking and Embedding,对象连接与嵌入)for Process Control,用于过程控制的OLE)通讯接口，从DCS/PLC系统中采集油罐的液位、温度、上下限报警模拟及开关信号，这些参数进入系统100的数据库后不断更新。储运监控管理系统100的各功能计算及组态模块进行功能计算，报警参数从数据库读取。这些参数包括油罐工艺参数及工艺操作工的操作功能参数与要求。

储运监控管理系统100的流程图模块会从数据库中不断读出现场动态参数，不断更新其流程画图，并显示实时动态参数。

采样值详细画面的功能模块参数也不断更新。

单罐详细画面的功能模块根据从数据库采集的液位温度、上下限参数进行罐容表的计算得出有关提及参数及这些参数在单位时间内的变化率得出上升速度、下降速度有关存储量、油罐的进出流量、油罐液位到限时间及各类报警及相应操作表格。设各状态表、油罐属性表、罐表画面、报警面板、过程参数表、统计表、人工请求报表，这些功能子系统模块都是从软件数据库中读取动态信息，根据预先编程组态要求进行动态实时显示，更新并送入历史数据库。

用户登录、画面调度、作业登录、作业管理、作业详细画图、手动操作、人工输入等功能是对本系统的一种操作手段及显示要求。图2示出罐区自动化演示系统人机界面，用以展示通过该界面所能执行的操作，例如查看或者输入。

油品库存监控管理模块通过标准的RS485通讯接口，以Modbus通讯协议从全厂实验室（质量检查科）管理系统(LIMS)1000的数据库中读取各类油品的质量参数，例如汽、柴油的密度、倾点等。储运监控管理系统100再根据这些质量参数进行计算得出重量及质量参数进行显示，并存入历史数据库。

储运监控管理系统平台

储运监控管理系统的过程控制站101能满足石油化工储运库区常规过程控制的功能及速度要求，具备连续过程控制、批量控制和一般顺序控制的功能。过程控制站101的控制器具备快速控制能力，从I/O输入经过PID控制运算，到AO输出的累积时间在0.2秒以内。

过程控制站101和数据采集站102能满足所有过程检测的数据采集需要。数据采集功能是将过程变量及状态输入储运监控管理系统100，输入除了过程变量外，还包括以下设备等各种数据来源：控制器、非控制输入、操作员输入以及通讯输入等。

储运监控管理系统可包含数据存储介质以具有数据存储的功能，可将各种工艺参数、检测信号、操作过程、报警事件数据按需要存入存储介质，并可随意调用。

过程控制站101可具有各种I/O接口。除常用的接口类型外，还可配备下列几类接口中的一类或多类：智能变送器接口；标准串行和并行通讯接口(如：RS-232C、RS-422、RS-485等)；常用PLC接口；以及各类卡件为0.1%精度的产品，具有隔离功能的I/O卡用于对输入、输出、通道间、电源间的相互隔离。

I/O卡具备识别现场接线断路或短路并发出报警的功能。输出信号卡在设备故障时能保持输出不变或达到预先设置的安全输出值。

操作站103是操作人员监视、控制生产过程、维护设备和处理事故的人机接口。操作站103硬件和软件被配置为具有高可靠性和容错性，软件有从错误中迅速恢复的功能。操作站的主机的操作系统最好是通用的、适用于工业化的、可靠的操作系统。

操作站103带有硬盘驱动器，并能配置成冗余型，使主机能够单独自启动。操作站103能配置光盘驱动器和盒式磁带机或活动硬盘等高密度外部数据存储设备。

操作站103还可包含其他外设及接口，例如软盘驱动器、显示器、通用键盘、鼠标或球标、打印机等。

操作站103的软件操作环境能适应石油化工储运过程控制的操作需要，可以根据操作者的权限访问和调用工艺流程图、过程参数、数据记录、报警处理以及各种可用数据，并能有效地调整控制回路的输出和设定参数。

对网络上的数据资源，能分成不同的操作区域或数据集合，可以根据需要进行监视、控制等不同操作。

操作站103具备不同级别操作权利和不同操作区域或数据集合的操作权限。操作级别和权限采用密码或钥匙的方式限定。操作员密码和操作权限能由系统管理员设定和修改。

操作站103可以运行组态软件或用作工程师站的组态终端，并配有通用键盘，使其具备工程师组态环境，并可对网络上的设备进行运行状态诊断和数据维护。

操作站103的数据存放格式是通用的，其数据库及数据库管理系统是标准的、商品化的，能被网络上的其他有权限的工作站、PC机调用。

系统满足所有数据的记录需要，可由用户任意选定记录的参数、采样时间和记录长度，并可对记录的数据进行编排处理和随时调用。硬盘上的永久记录能转存到磁带机或其他存储设备上。

操作站103可具有完善的报警功能，对过程变量报警和系统故障报警有明显区别，能对过程变量报警任意分级、分区、分组，能自动记录和打印报警信息，区别第一事故报警，记录报警顺序，时间可精确到0.1秒。

储运监控管理系统100系统管理的内容有系统常驻数据的管理、系统各设备的在线诊断、系统软件数据的维护、系统组态及修改、图形管理，此外还有用户应用程序，生产过程控制数据的进一步处理，文件服务等。

储运监控管理系统100的工程实施时主要是系统及设备的组态、排错、修改、测试、装载，建立组态数据库等。系统管理及工程实施主要由工程师站104来执行，部分工作也可以在操作站103进行。

在一实施例中，储运监控管理系统100的通讯网络可分为生产过程控制网和管理网。系统能与工厂管理网上的设备进行数据交换，能接受来自工厂调度的指令和文件。

在一实施例中，储运监控管理系统100满足集成化生产的需要，能根据用户的需要挂接通用工作站或高性能PC机，以运行较大型的高级控制和优化控制软件。

储运监控管理系统的软件

储运监控管理系统（储运监控管理系统）专用软件包含油品库存监控管理模块、油品移动任务指令的监控管理模块及油品移动操作过程的监控管理模块三个部分，这些模块运行于如图1所示的储运监控管理系统100的硬件平台之上，并配合储运自动化系统的其它部分一起工作。图4示出储运自动化系统功能配置图。在图4中示出了储运监控管理系统100、实时批量控制子系统（RBCS）200、现场信息采集子系统（ICS）300、油品移动管理子系统（OILMS）400、油品订单管理子系统（OMS）500、设备管理子系统（EMS）600、油罐调度最优化子系统（OSS）700、油品调合子系统（BS）800、以及数据库（DB）900。

油品库存监控管理模块的一个任务是存储和显示所有储罐的相关数据，进行储罐库存的计算和储罐的各类报警，监控储罐的任何反常现象。

继续参照图4所示，储罐配置温度和罐表的信号送入专用的储罐液位监控管理子系统（TGS）中，储运监控管理系统100的油品库存监控管理模块通过DCS/PLC系统采集TGS中的数据。储罐另配有高低液位开关，信号进入DCS/PLC系统进行高低液位联锁。

油品库存监控管理模块为监控管理储罐的操作，可以提供各种要求的计算和报警，并且能把相关的库存信息及数据上传全厂的管理信息系统（MES）。油品库存监控管理模块能够接收实验室信息管理系统1000（如图1所示）上传的油品属性数据或人工输入的油品属性数据。

油品移动任务指令是由调度部门根据生产要求给储运部门下达的各种油品移动任务指令或操作员按生产要求输入的油品移动任务指令，每条指令应有一个唯一的顺序编码。在本发明的实施例中，油品移动任务指令管理模块为操作员提供友好和方便的界面，操作和监控各项油品移动任务指令。

油品移动监控管理模块可以对储运系统进行拓扑结构模型的流程图组态（非DCS/PLC流程图），使流程图中各个设备都有其属性数据；根据油品移动任务指令负责选择、操作和监控油品的移动。各个设备包括储罐、阀、泵、管线等和其属性必须组态到储运监控管理系统数据库中。

油品移动监控管理模块可以帮助操作员完成油品移动路径的优化选择，执行已定义的油品移动任务指令，监控油品移动过程中的各种状态，提前提示各种可能出现的状况，记录和标签各种发生的重要事件，对各种异常移动及操作现象进行报警并打印、存储。

油品库存监控

油品库存监控管理模块能够采集和管理相关的储罐数据（通过DCS/PLC，TGS），进行储罐库存（体积和质量）等数据计算，进行储罐监控和报警以及进行单罐、罐组及罐区动态画面显示。

1.1采集和管理相关的储罐数据

相关的储罐数据包括组态数据（即不随操作而改变的数据）和动态数据，储运监控管理系统将所有相关的储罐组态数据储存在其数据库中。

组态数据包含但不限于储罐自身数据、罐内油品数据以及动态数据。

举例来说，储罐自身数据可以包含：储罐设备号、储罐类型（拱顶、内浮顶、外浮顶及球罐）、储罐尺寸、净工作容积（高低液位开关之间的可用容积）、不可用泵打的体积、最大/最小操作液位高度、罐表类型、仪表位号、仪表精度、必要的相关计算参数（校正因子、国标罐容表等）。

罐内油品数据可以包含：油品分类（原料油、成品油，中间原料油等）、油品编码、油品名称、油品分组、主要油品属性数据（属性名称、数值、最大和最小允差，参考温度下的密度等）。

动态数据包含：储运监控管理系统从DCS/PLC读上来的现场仪表数据（温度和液位数据、液位开关状态、进出口根部阀阀位状态等）、操作员输入数据（设备工作/非工作状态、切水状态、报警设定、设备异常设定值等）、与MES交换数据（库存实时数据等，油品移动任务指令）、以及LIMS下传油品属性数据等。

储运监控管理系统100的油品库存监控管理模块需要提供一个用户友好界面，便于用户输入、修改及显示组态和操作数据，并能提供不同授权等级的密码进入相应的界面（弹出窗口形式）。

1.2数据计算

对于不同类型的储罐，储运监控管理系统的油品库存监控管理模块能够根据现场仪表数据进行实时库存体积和质量的计算，典型计算的数据如下：当前温度下的密度、平均密度、当前温度下基于液位和罐容表计算油品的总体积、参考温度下的油品净体积（总体积减去水和沉淀的体积）、油品质量、体积和质量换算率、可用体积（最大可操作体积减去罐表体积）、可泵打的总体积（罐表体积减去最小可操作体积）、净体积变化率、以及根据当前罐表测量的液位变化速率，计算液位到达高/低液位开关所设液位的时间。

考虑罐表精度的前提下，根据最近15个扫描周期的液位平均值的变化，确定当前储罐的状态（“进油”、“出油”和“静止”）。

1.3油品分析

储运监控管理系统的油品库存监控管理模块能处理下述三种来源的油品分析数据：LIMS、操作站操作员数据输入、以及调合控制和优化系统。

为避免误解，操作站操作员使用的储罐监控画面，仅显示最新的数据，同时包含：原油品属性数据及时间和日期（来自LIMS、操作站操作员数据输入及调合控制和优化系统）

1.4监控和报警

储运监控管理系统的油品库存监控管理模块应具有监控和报警能力，典型功能如下：

任何使用状态下，定期检查罐表测量的体积变化与其他手段测量的体积变化是否一致（如油品移动路径中流量计测量的体积变化或手动投尺测量的体积等）；

根据储罐的根部阀的开关状态，监控所计算的储罐状态（“进油”、“出油”和“静止”）是否正确；

根据运行的油品移动信息，监控所计算的储罐状态（“进油”、“出油”和“静止”）是否正确；

监控储罐可能的泄漏、根据操作员输入的目标体积，通过当前的罐表变化，计算和显示油品移动到达操作员目标体积的时间；

当油品的总体积到达操作员设定的高低液位设定值时（组态的软报警），系统给操作员发出报警信息；

根据15分钟平均流量抽出率，在低液位开关联锁报警液位前可用泵打的总体积不能满足15分钟的抽出量时，系统给操作员发出报警信息（上述时间可以组态）；

根据15分钟平均流量泵入率，在高液位开关联锁报警液位前可用体积不能满足15分钟的泵入量时，系统给操作员发出报警信息（上述时间可以组态）；

根据各储罐组态时输入的油品质量属性允许范围，当LIMS下传的油品质量属性超出允许范围，系统给操作员输出一个报警显示；

每个储罐需要在显示画面上实时显示目前储罐的工作状态，如静止，收油，发油，维护状态等；

操作员可以在储罐详细画面直接输入目标液位，目标体积量或剩余体积量(Stop Gauge)，输入任何一种目标量，系统能自动计算其他量。

储罐状态的定义如下：

（1）“静止”－运行的油品移动未涉及此储罐；

（2）“进油”－储罐正处在油品移动的进油罐；

（3）“出油”－储罐正处在油品移动的出油罐；

（4）“进油”和“出油”－储罐正同时处在油品移动的进/出油罐；以及

（5）“维护”－储罐正处于停产维护状态。

油品库存监控管理模块任何时候都可以显示单罐、罐组及罐区的画面，各类画面上可以显示详细的组态数据和实时数据，并且可以显示设备当前的状态。

油品移动任务指令管理

调度部门下达的各种油品移动任务指令储存在储运监控管理系统的数据库中，这些指令至少包含下述信息：油品移动任务指令的ID编码、油品移动任务的类型、油品名称及编码、移动的起点和终点、油品移动的数量、以及预定移动开始的时间/日期及移动完成的时间/日期。

2.1油品移动任务指令状态

储运监控管理系统将会处理下述指令状态：

预定状态：储存在储运监控管理系统数据库中的指令，其预定执行的时间和日期还有效；

悬置状态：在这之前的指令及还没有执行相应操作的指令；

运行状态：正在执行相应操作的指令；

完成状态：已经完成相应操作的指令；以及

预定状态指令和悬置状态指令可以称为未执行的等待状态任务指令。

2.2油品移动任务指令的操作和监管

油品移动任务指令管理模块任何时候都能显示所有油品移动任务指令的清单，清单中包含：任务指令描述、指令ID编码、油品名称、起点、终点、起始时间、完成时间、移动量、路径状态等等数据。

不同的油品移动任务指令状态可有不同的颜色区分，以便操作员观察。

油品移动任务指令管理模块可以等待状态任务指令的修改，例如取消储运监控管理系统自动生成的油品移动任务指令，并生成一个报告储存在储运监控管理系统数据库中，但应避免取消一个已经执行的油品移动任务指令；又如，当某个相应设备不能使用时，改变移动任务指令中执行的顺序，创建一个新的路径设备清单，用一个可以使用的设备替换它。

当通讯故障的原因，调度部门不能下达油品移动任务指令时，可以人工创建油品移动任务指令，储运监控管理系统100的油品移动任务指令管理模块能自动按照顺序给人工创建的移动任务指令编制相应的移动任务指令ID编码，同时对这些移动任务指令打上特殊的标签，以区别调度部门油品移动任务指令，并把这些移动任务指令和标签储存在储运监控管理系统的数据库中。

油品移动任务指令管理模块可以启动一个油品移动任务指令，在此，可以同时支持多种任务类型的操作。在启动时，给操作员提供及时的移动信息：如距离任务指令启动、停止或切换的时间，流量和体积量是否一致，两各移动作业中储罐容积变化是否一致等信息。

油品移动任务指令管理模块可以暂停或停止油品移动任务指令。例如，在油品移动任务执行过程中出现特殊情况（如：设备故障报警、高/液位报警、转输量超限等），暂停此油品移动任务的操作；当其他优先及的油品移动任务要使用此任务路径中的相关设备时，暂停此油品移动任务的操作；油品移动过程中，目标储罐的液位达到高液位报警软设定值，停止此油品移动任务的操作；以及油品移动过程中，源储罐的液位达到低液位报警软设定值，停止此油品移动任务的操作等。

油品移动任务指令管理模块可以恢复油品移动任务指令。例如，在油品移动任务执行过程中，出现特殊情况消除后，此油品移动任务的操作可以恢复；当其他优先级的油品移动任务完成后，此油品移动任务的操作可以恢复。

当源或目标储罐在油品移动任务指令操作中允许源或目标储罐进行切换操作时，油品移动任务指令管理模块根据调度部门下达储罐切换操作的任务指令、人工输入的储罐切换操作的任务指令或油品移动任务指令管理软件自动生成储罐切换操作的任务指令进行切换操作。

当油品移动任务指令管理模块按照油品移动任务指令的内容（如：转输量，完成时间）执行完油品移动操作时，油品移动任务指令完成。

在此，油品移动任务指令管理模块的一个任务可以指定多个源和目标，源和目标可以在任务执行的任何时刻被添加。多个任务可以共享同一个源和目标。

在油品移动任务指令管理模块中，任务可以对源和目标罐的流量和体积量的不同进行校正。流量按瞬时计算，体积量按任务开始时累积量计算，包括任务执行中的任何组分贡献的量。

2.3油品移动任务指令管理模块的报警

当油品移动任务指令在执行过程中出现异常，油品移动任务指令管理模块给操作员发出报警，最好能集成到DCS/PLC报警总貌画面，各种报警生成报告储存在储运监控管理系统数据库中，示例性的报警内容如下：

不应该的油品移动：在移动指令未启动时，在任务指令路径中的一个储罐或边界点能监测到油品的移动；应处于“静止”状态的储罐被监测到有油品的移动；

没有油品移动：在移动指令启动后规定的时间里，在任务指令路径中的一个储罐或边界点未能监测到油品的移动；

方向错误：该目标储罐，液位在下降，或该源储罐液位在上升；

不应该的停止：在应该有流量变化的设备或边界点未能监测到油品移动的流量，说明仪表有故障；

无法停止：在移动指令停止发出后规定的时间里，在任务指令路径中的一个储罐或边界仍未能监测到油品移动的停止；

违反一致性：当源储罐和目标储罐进出的总量或累计量超出允许的偏差值；储罐进出的总量或累计量与流量计所计量的总量或累计量超出允许的偏差值；多任务共享时目标储罐的总量或累计量与源储罐的总量或累计量超出允许的偏差值；

泄漏：不属于任何任务指令中的储罐，其体积量或质量的变化，超出组态的泄漏误差；

油品移动过程中，目标储罐的液位达到高液位报警软设定值；

油品移动过程中，源储罐的液位达到低液位报警软设定值；以及

油品移动过程中，出现设备故障。

2.4油品移动任务指令管理模块的操作提示

当油品移动任务指令在执行前，油品移动任务指令管理模块会根据各种相应的情况，给操作员发出提示信息：储罐设备是否可用；油品品质是否满足要求；源储罐与目标储罐的产品是否冲突；源储罐中的储量是否满足油品移动任务指令转输量的要求；目标储罐的可用容积是否满足油品移动任务指令转输量的要求；当源或目标储罐在油品移动任务指令操作中允许源或目标储罐进行操作切换时；根据源储罐的可泵打体积或目标储罐的可用体积，按照当前的平均流速，油品移动任务指令管理模块可以计算出下一个切换操作所剩的时间，当达到预设时间时，给操作员提示发出提示；油品移动任务指令管理模块根据油品移动任务指令要求的转输量或调合量，按照当前的平均流速，可以计算出操作完成的时间，当达到预设时间时，给操作员提示发出提示。

2.5油品移动任务指令管理软件的日志和报表

油品移动任务指令管理模块能够实时采集各种移动操作过程中的移动数据，并记录各累计量，储存储运监控管理系统数据库中，这些数据为以后生成日志、报表及趋势图提供数据支持。在一实施例中，油品移动任务指令管理模块可以以小时、班组、天、星期等生成各种生产所需的日志和报表。油品移动任务指令管理模块还可以根据储运监控管理系统数据库中的报警信息生成报警一览表。

2.6任务归档和上载

任务需要具有快照功能，可以将目前任务的条件包括任务类型，快照类型和时间，物料，源和目标信息及计算数据保存在储运监控管理系统数据库中。归档的过程必须是根据定义的条件自动完成，例如任务结束，中断，一天结束，可以是周期性的或根据要求完成。

任务归档的历史信息可以通过开放接口上载到MES的物料平衡系统或ERP系统。该接口包含在供货范围内。

油品移动监控管理

3.1油品移动路径选择

根据油品移动任务指令，油品移动路径可以有三种方式选择：

人工路径选择：操作员拓扑结构模型的流程图上，从源储罐到目标储罐，一个一个的选择油品移动所要经过的设备，形成一条油品移动路径；

预定以路径选择：操作员根据经验在拓扑结构模型的流程图上，事先选择了一系列油品移动路径，这些移动路径储存在储运监控管理系统的数据库中，需要时操作员从储运监控管理系统的数据库中调出相应的移动路径；

自动路径选择：油品移动监控管理模块根据事先组态的各种要求或规则，自动选取最佳的油品移动路径，这些规则至少有：物料的相容、路径最短、能耗最小、设备没有冲突、路径中自动化设备最多、以及不会串油、不会影响其他油品移动的操作。

3.2油品移动路径中设备列表

一旦油品移动路径已经选定，油品移动监控管理模块会生成一张移动路径中油品所经过设备的清单，这些设备会有：管线、泵、电动阀、带或不带阀位回讯的手动阀、调节阀、流量计、储罐上的仪表、源或（和）目标储罐的根部阀、源或（和）目标储罐。

3.3设备的状态

为使油品移动操作安全可靠的运行，避免移动操作过程中发生任何冲突，移动路径中的所有设备必须显示其当前所处的状态，其状态形式有：

有效设备状态：此设备处于有效的可用状态；

无效设备状态：此设备处于无效的不可使用状态；

By－Pass状态：如储罐的液开关或流量计处于无法工作状态，通过By－Pass方式，使此设备定义在可用状态；

自动操作状态：设备处于油品移动监控管理软件控制的状态，操作员一般不能操作此设备；以及

手动操作状态：由操作员手动操作的设备，油品移动监控管理软件除了紧急停车一般不会自动操作此设备。

油泵应该由操作员在拓扑结构模型的流程图上，定义为“工作模式”或“备用模式”，油品移动监控管理模块仅操作“工作模式”的油泵。

3.4移动路径的贯通

一当移动路径贯通，一条移动路径线路会在拓扑结构模型的流程图上显示出来，此项移动操作所要求的相应设备的状态在图中能够清晰的显示出来，设备清单会自动储存在储运监控管理系统数据库中，对任何其他移动操作，这些设备状态变为无效设备状态。

3.5移动操作的确认

移动操作的确认是在移动操作启动前，对移动路径中各个设备状态的检查，以确认各个设备状态是否满足此项移动操作所要求的相应设备的状态，这些检查如下：隔离阀状态检查、手动阀状态检查、油泵状态检查、调合头状态检查（若进行调合移动任务时）、管线状态检查。

当各项检查完毕，油品移动监控管理模块会授权移动操作可以启动或禁止移动操作启动，并给出原因。

3.6移动操作的启动

当油品移动监控管理模块授权移动操作可以启动时，操作员可以执行移动操作启动命令。

通常在执行移动操作启动期间，油品移动监控管理软件会执行下述步骤：

(1)自动关闭电动隔离阀；

(2)提示操作员要求关闭手动隔离阀；

(3)自动打开路径中的电动阀；

(4)提示操作员打开路径中的手动阀；

(5)启动路径中处于自动模式的油泵或提示操作员打开路径中处于手动模式的油泵；以及

(6)自动打开关键的电动阀。

每个步骤可能会涉及几个设备，在预定的时间内，储运监控管理系统100如果没能收到设备的状态反馈，系统会再次执行此步骤，三次未成，系统报警，并提示原因，取消授权移动操作可以启动指令，相关设备恢复初始状态。

3.7移动操作的停止或完成

移动操作的停止或完成可以有下述两种形式：正常停止或完成、操作员人工停止。

在正常停止或完成的情形下，移动操作完成移动任务指令中的内容或达到移动操作条件中的设定值，例如转输量或调合量达到目标体积，源储罐触发低液位报警，目标储罐触发高液位报警，以及移动操作时间达到完成时间。

在操作员人工停止的情形下，是在移动操作过程中，操作员强制执行人工停止。例如，在自动移动操作中，操作员强制要求系统执行停止移动操作命令；在手动移动操作中，操作员按照各要求步骤手动停止移动操作；或者在自动移动操作中，移动操作的停止或完成所执行的步骤与执行移动操作启动的步骤刚好相反。

3.8移动操作的紧急停车

油品移动监控管理模块在下述任何一种情况出现时会执行紧急停车：路径设备种出现异常的状态改变；当移动操作过程中出现设定的紧急停车条件时；以及操作员强制执行紧急停车命令。

当执行移动操作紧急停车命令时，油品移动监控管理模块会执行下述步骤：

(1)根据工艺要求使所有调节阀处于常开或常闭状态；

(2)停泵：自动关闭处于“自动模式”的油泵；对于“手动模式”的油泵，系统给操作员发出手动停泵的要求；

(3)关闭相应的电动阀；

(4)系统给操作员发出把相应手动阀恢复到正常状态的要求；

(5)给操作员发出紧急停车报警信号；以及

(6)上述步骤的命令要求同时发出，以便最快地执行紧急停车。

每个步骤可能会涉及几个设备，在预定的时间内，储运监控管理系统没能收到设备的状态反馈，系统会再次执行此步骤，三次未成，系统报警，并提示原因，操作员要尽快地实行现场人工操作。

3.9储罐的切换

储罐的切换操作一般会执行下述步骤：

(1)根据调度部门下达储罐切换操作的任务指令、人工输入的储罐切换操作的任务指令或油品移动任务指令管理软件自动生成储罐切换操作的任务指令，操作员在当前移动操作期间，生成一条储罐切换操作路径，并进行切换操作路径的贯通、切换操作路径的确认；

(2)启动切换操作，并同时执行上一个移动操作的完成步骤；

(3)储运监控管理系统将允许下述储罐切换操作的执行：正常切换操作、快速在线切换操作以及在线切换操作。

其中，正常切换操作不允许两罐之间出现U型管效应，同时移动操作暂停不会对设备造成影响，这样在开启新罐入口阀门前，完全切断上一个罐的入口阀门。

快速在线切换操作在两罐之间不用考虑出现U型管效应，移动操作不允许暂停，并且电动阀的开闭时间很短，这样在切断上一个罐的入口阀门前，完全开启新罐入口阀门。

在线切换操作不允许两罐之间出现U型管效应，并且移动操作不允许暂停，油品移动监控管理软件将首先开启新罐入口阀门，使其达到预选组态设定的开度（如10％）时，开始切断上一个罐的入口阀门，并使两阀的开关速度处于合适的速度；同样也可以反过来操作，首先切断上一个罐的入口阀门，使其达到预选组态设定的开度（如90％）时，开始开启新罐入口阀门，并使两阀的开关速度处于合适的速度。

这种储罐切换操作在储运监控管理系统系统组态时，会对每一种情况，进行详细的定义，形成最终的储罐切换操作策略。

3.10储运监控管理系统标准显示画面

储运自动化系统必须配备标准显示画面和专门为储运自动化设置的流程图画面，不容许采用DCS/PLC流程图或开发的界面替代。这些标准画面具有如下功能：通过点击源和目标自动进行路径选择；各设备用不同的颜色代表任务的不同工作状态，例如定义，贯通，执行等；任务包含的设备列表；活动储罐列表；任务定义画面；活动任务列表，按到达时间序列排列；以及任务详细画面等。

本发明除了提高硬件设备水平，提高可靠性外，主要从现有的硬件基础上，从管理方法着手，用软件的手段来提高储运系统的自动化程度，系统能最大限度地扩大信息量，扩大操作人员的监视面，加大监控手段，增加自动控制回路和自动监视设备之间相关性，尽量降低操作人员劳动强度，尽量杜绝事故隐患，能从物料平衡的角度，尽早发现设备事故，降低误操作的发生几率，一旦发生误操作，系统能在第一时间监察发现并声光报警。从源保头上防止操作事故的发生，从而确安全生产。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (9)

1.一种储运监控管理方法，用于对储运系统进行自动化监管，该方法包括：

油品库存监控管理流程，包括：

采集和管理相关的储罐数据；

计算储罐库存数据；

进行储罐监控和报警；以及

显示单罐、罐组和/或罐区的监控画面；

油品移动任务指令管理流程，包括：

接收并储存油品移动任务指令；

管理并显示油品移动任务指令；

接收对处于等待状态的任务指令的修改；

启动油品移动任务指令；以及

暂停或停止油品移动任务指令；

油品移动监控管理流程，包括：

根据油品移动任务指令在储运系统的拓扑结构模型上选择油品移动路径；

根据油品移动路径生成移动路径中油品所经过设备的清单；显示移动路径中的设备当前所处的状态；

当移动路径贯通时，在储运系统的拓扑结构模型上显示一条移动路径线路；以及

执行移动操作指令。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相关的储罐数据包括组态数据和动态数据。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述储罐监控和报警的步骤包括：

任何使用状态下，定期检查罐表测量的体积变化与其他手段测量的体积变化是否一致；

根据储罐的根部阀的开关状态，监控所计算的储罐状态是否正确；

根据运行的油品移动信息，监控所计算的储罐状态是否正确；以及

监控储罐可能的泄漏。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括为所述油品移动任务指令设定以下状态之一：

预定状态：指令预定执行的时间和日期还有效；

悬置状态：还没有执行相应操作；

运行状态：正在执行相应操作；以及

完成状态：已经完成相应操作；

其中所述预定状态和所述悬置状态均为等待状态。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据油品移动任务指令在储运系统的拓扑结构模型上选择油品移动路径的步骤包括以下之一：

接收操作员在该储运系统的拓扑结构模型上选择的油品移动路径；

接收操作员从预存的多条油品移动路径中选择的一条油品移动路径；

根据事先组态的规则，自动地选取合适的油品移动路径。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述规则包括以下之一或其组合：物料的相容、路径最短、能耗最小、设备没有冲突、路径中自动化设备最多、不会串油、不会影响其他油品移动的操作。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的设备当前所处的状态包括：有效设备状态、无效设备状态、旁通状态、自动操作状态以及手动操作状态。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油品移动监控管理流程中，移动路径贯通之后及执行油品移动操作之前还包括：

检查油品移动路径中各个设备的状态，以确认各个设备状态是否满足所述油品移动操作所要求的设备状态。

9.一种储运监控管理系统，用于对储运系统进行自动化监管，该储运监控管理系统包括：

油品库存监控管理模块，用于执行以下操作：

采集和管理相关的储罐数据；

计算储罐库存数据；

进行储罐监控和报警；以及

显示单罐、罐组和/或罐区的监控画面；

油品移动任务指令管理模块，用于执行以下操作：

接收并储存油品移动任务指令；

管理并显示油品移动任务指令；

接收对处于等待状态的任务指令的修改；

启动油品移动任务指令；以及

暂停或停止油品移动任务指令；

油品移动监控管理模块，用于执行以下操作：

根据油品移动任务指令在储运系统的拓扑结构模型上选择油品移动路径；

根据油品移动路径生成移动路径中油品所经过设备的清单；显示移动路径中的设备当前所处的状态；

当移动路径贯通时，在储运系统的拓扑结构模型上显示一条移动路径线路；以及

执行移动操作指令。

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