CN111811576A - 一种成品油储油罐监测及告警一体化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种成品油储油罐监测及告警一体化设备，它涉及成品油储油罐自动化监测技术领域。它包括液位采集模块、密度采集模块、压力采集模块、油气浓度采集模块、储油温度采集模块、环境温度采集模块、数据计算及处理模块、声光报警器、显示屏、数据通信模块和嵌入式web，液位采集模块、密度采集模块、压力采集模块、油气浓度采集模块、储油温度采集模块、环境温度采集模块均连接至数据计算及处理模块，数据计算及处理模块与声光报警器、显示屏、数据通信模块和嵌入式web连接。本发明在储油罐现场可实时监测数据，方便进行管理及收发油过程监督，能及时触发报警，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及的是成品油储油罐自动化监测技术领域，具体涉及一种成品油储油罐监测及告警一体化设备。
背景技术
成品油是经过原油生产加工而成、可直接供设备或机器使用的油料产品，包括汽油、煤油、柴油等，成品油从加工出来后，经加工厂、油库、加油站各个环节，每个环节都需要储存在储油罐内。由于成品油易燃易爆、易挥发、易损耗等特点，在储存过程中，需要对储油罐中存储的油料温度、液位、储油罐外部油气浓度、储油罐压力等状态进行实时监控，在出现危险信号时还需发出报警。
现有的技术是安装各种传感器，再通过数据采集装置、信号转换模块、信号传输装置把采集到的数据送到上位机，经过上位机处理后通过上位机监控软软件进行显示。现有技术存在的问题有：
(1)现有的储油罐液位传感器只能监测储油罐内储油的液位高度，不能直接得到储油罐储油的实际体积和质量；
(2)现有的测量数据只能在监控室的上位机软件才能看到，在储油罐现场无法看到，现场操作时不方便监测数据；
(3)现有的异常报警依赖于上位机和监控软件，当上位机关机或异常时不能及时触发报警。
为了解决上述问题，设计一种成品油储油罐监测及告警一体化设备尤为必要。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种成品油储油罐监测及告警一体化设备，结构设计合理，在储油罐现场可实时监测数据，方便进行管理及收发油过程监督，能及时触发报警，实用性强，易于推广使用。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种成品油储油罐监测及告警一体化设备，包括液位采集模块、密度采集模块、压力采集模块、油气浓度采集模块、储油温度采集模块、环境温度采集模块、数据计算及处理模块、声光报警器、显示屏、数据通信模块和嵌入式web，液位采集模块、密度采集模块、压力采集模块、油气浓度采集模块、储油温度采集模块、环境温度采集模块均连接至数据计算及处理模块，数据计算及处理模块与声光报警器、显示屏、数据通信模块和嵌入式web连接。
作为优选，所述的液位采集模块与液位传感器连接，由液位计接口电路、液位计协议解析、液位计自动监测三个部分组成，定期从液位传感器采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块使用，液位采集模块采用RS485接口，内嵌多种液位计协议，可方便实现各种型号的伺服液位计、磁致伸缩液位计、雷达液位计、超声波液位计信号接入及数据自动采集。
作为优选，所述的密度采集模块与密度传感器连接，所述密度传感器采用在线密度计或离线密度计，由在线式密度计接口电路或离线式密度计接口电路、密度计协议解析、密度计自动监测三个部分组成，密度采集模块定期从在线式密度计或离线式密度计采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块使用；密度采集模块均采用RS485接口，内嵌多种密度计协议，可方便实现多种型号密度计信号接入及数据自动采集。
作为优选，所述的压力采集模块与压力传感器连接，由压力计接口电路、压力计协议解析、压力计自动监测三个部分组成，压力采集模块定期从压力传感器采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块使用，压力采集模块采用RS485接口，内嵌多种压力计协议，可方便实现各种型号压力计信号接入及数据自动采集。
作为优选，所述的油气浓度采集模块与油气传感器连接，油气传感器采用油气浓度计或可燃气体探测器，油气浓度采集模块由接口电路、协议解析、自动监测管理三个部分组成，定期从油气浓度计或可燃气体探测器采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块使用，油气浓度采集模块采用RS485接口，内嵌多种油气浓度计及可燃气体探测器协议，可方便实现各种型号油气浓度计或可燃气体探测器信号接入及数据自动采集。
作为优选，所述的储油温度采集模块与现场温度传感器或温度变送器连接，由接口电路、协议解析、自动监测管理三个部分组成，储油温度采集模块定期从温度传感器或温度变送器采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块使用，储油温度采集模块采用RS485接口及铂电阻传感器接口，内嵌多种温度传感器或温度变送器协议，可方便实现多种厂家、多种型号温度变送器信号接入及数据自动采集，也可直接采用铂电阻传感器进行测温。
作为优选，所述的环境温度采集模块与现场温度传感器或温度变送器连接，由接口电路、协议解析、自动监测管理三个部分组成，环境温度采集模块定期从温度传感器或温度变送器采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块使用，环境温度采集模块采用RS485接口及铂电阻传感器接口，内嵌多种温度传感器或温度变送器协议，可方便实现多种厂家、多种型号温度变送器信号接入及数据自动采集，也可直接采用铂电阻传感器进行测温。
作为优选，所述的数据通信模块与上级系统连接，通过数据通信模块向上级系统发送报警信息，定期向上级系统发送采集数据，并接收上级系统管理计算机发出的配置及管理命令。
作为优选，所述的嵌入式web通过的内嵌网页，使用外部计算机登录网页实现设备参数配置、储罐信息、储油信息、安全告警阈值固定信息的配置，也可通过网页查看实时采集数据及报警信息。
本发明的有益效果：本装置可实时采集储油罐相关所有信息，在储油罐现场即可实时监测数据，方便进行管理及收发油过程监督，同时能及时触发报警，应用前广阔。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的应用示意图；
图3为本发明的实施流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1-3，本具体实施方式采用以下技术方案：一种成品油储油罐监测及告警一体化设备，包括液位采集模块1、密度采集模块2、压力采集模块3、油气浓度采集模块4、储油温度采集模块5、环境温度采集模块6、数据计算及处理模块7、声光报警器8、显示屏9、数据通信模块10和嵌入式web11，液位采集模块1、密度采集模块2、压力采集模块3、油气浓度采集模块4、储油温度采集模块5、环境温度采集模块6均连接至数据计算及处理模块7，数据计算及处理模块7与声光报警器8、显示屏9、数据通信模块10和嵌入式web11连接。
值得注意的是，所述的液位采集模块1与液位传感器连接，由液位计接口电路、液位计协议解析、液位计自动监测三个部分组成，定期从液位传感器采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块7使用，液位采集模块1采用RS485接口，内嵌多种液位计协议，可方便实现各种型号的伺服液位计、磁致伸缩液位计、雷达液位计、超声波液位计信号接入及数据自动采集。
所述的密度采集模块2与密度传感器连接，所述密度传感器采用在线密度计或离线密度计，由在线式密度计接口电路或离线式密度计接口电路、密度计协议解析、密度计自动监测三个部分组成，密度采集模块2定期从在线式密度计或离线式密度计采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块7使用；密度采集模块2均采用RS485接口，内嵌多种密度计协议，可方便实现多种型号密度计信号接入及数据自动采集。
所述的压力采集模块3与压力传感器连接，由压力计接口电路、压力计协议解析、压力计自动监测三个部分组成，压力采集模块3定期从压力传感器采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块7使用，压力采集模块3采用RS485接口，内嵌多种压力计协议，可方便实现各种型号压力计信号接入及数据自动采集。
所述的油气浓度采集模块4与油气传感器连接，油气传感器采用油气浓度计或可燃气体探测器，油气浓度采集模块4由接口电路、协议解析、自动监测管理三个部分组成，定期从油气浓度计或可燃气体探测器采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块7使用，油气浓度采集模块4采用RS485接口，内嵌多种油气浓度计及可燃气体探测器协议，可方便实现各种型号油气浓度计或可燃气体探测器信号接入及数据自动采集。
所述的储油温度采集模块5与现场温度传感器或温度变送器连接，由接口电路、协议解析、自动监测管理三个部分组成，储油温度采集模块5定期从温度传感器或温度变送器采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块7使用，储油温度采集模块5采用RS485接口及铂电阻传感器接口，内嵌多种温度传感器或温度变送器协议，可方便实现多种厂家、多种型号温度变送器信号接入及数据自动采集，也可直接采用铂电阻传感器进行测温。
所述的环境温度采集模块6与现场温度传感器或温度变送器连接，由接口电路、协议解析、自动监测管理三个部分组成，环境温度采集模块6定期从温度传感器或温度变送器采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块7使用，环境温度采集模块6采用RS485接口及铂电阻传感器接口，内嵌多种温度传感器或温度变送器协议，可方便实现多种厂家、多种型号温度变送器信号接入及数据自动采集，也可直接采用铂电阻传感器进行测温。
所述的数据计算及处理模块7通过数据通信模块10与上级系统连接通信，通过数据通信模块10向上级系统发送报警信息，定期向上级系统发送上报采集数据，并接收上级系统管理计算机发出的配置及管理命令，该模块对外提供1个RS485接口和一个100M以太网接口。
此外，所述的嵌入式web11通过的内嵌网页，使用外部计算机登录网页实现设备参数配置、储罐信息、储油信息、安全告警阈值固定信息的配置，也可通过网页查看实时采集数据及报警信息。所述的声光报警器8在出现异常时提供声光报警功能；显示屏9实现采集数据、油料信息、储油罐信息以及报警信息的显示。
本具体实施方式数据计算及处理模块7用于接收管理计算机发出的配置命令，包括储油罐容积表数据、储油罐储油类型数据、储油罐信息数据、储油密度数据、各种异常报警阈值数据(液位超高、体积超高、液位超低、油气浓度超高、储油温度超高、环境温度超高、罐内压力超高等、收发油流速范围)，数据计算及处理模块7接收各个采集模块采集的数据，计算出储油视体积、储油标准体积、储油标准密度、储油质量，并根据储油液位及体积变化判断储罐是否处于收发油状态，并判断储油液位、储油体积、油气浓度、储油温度、罐内压力、储油流速等数据是否异常，同时控制显示屏9显示储罐及储油的各种信息(包括储罐编号、储罐容积、储罐尺寸、储油类型、储罐安全液位、安全容积、储油液位、水位、视体积、标准体积、视密度、标准密度、质量、油罐收发油状态、油罐收发油流速、油罐异常报警信息等)，控制声光报警器8发出警报。
本具体实施方式的实施步骤为：
(1)通过管理计算机登录设备网页，配置设备参数及基本信息，各参数及信息包括：
①储罐基础信息：储罐类型，储罐尺寸(长宽高、直径)，储罐设计容量，储罐安全容量，储罐容积表。
②储油基础信息：储油类型、储油标号、油料储存时间。
③外接传感器参数：传感器信号、接口特性、协议类别、数据采集周期。
④安全报警阈值：液位报警阈值、体积报警阈值、压力报警阈值、油气浓度报警阈值、温度报警阈值。
(2)按照配置的采集周期实时采集传感器数据，经过协议转换，提取液位、水位、储油温度、储油密度、储罐压力、油气浓度、环境温度数据。
(3)根据采集的液位和水位信息查询储罐容积表，并通过线性插值法进行计算，分别得到液体总体积和水体积，总体积减去水体积得到实际储油储油视体积数据。
(4)根据采集到的储油密度和储油温度信息，查询内置的石油计量表，并进行插值计算，得到体积修正系数和储油标准密度。
(5)根据步骤(4)得到的体积修正系数和储油标准密度，计算储油标准体积和储油质量。
(6)判断采集到的液位、水位、油气浓度、储罐压力、温度数据是否超过报警阈值，如果超过则启动声光报警器报警，同时在显示屏显示报警信息，并通过数据通信模块向上级系统发送报警信息；如果数据正常，则在显示屏显示实时数据，并定期向上级系统发送采集数据。
本具体实施方式技术优势在于：(1)减少网络布线，仅一台设备就可采集储油罐相关所有信息；
(2)通过设备自带的显示屏在储油罐现场即可实时看到所有的储罐及储油信息，无需依赖于上级管理计算机及通讯网络；
(3)设备内嵌石油计量表计算，在储油罐现场即可实时查看储油的标准体积及质量信息，方便进行管理；
(4)进行油料收发作业时，不需经过复杂的人工计算就可直接查看储罐中储油的体积和质量变化，方便收发油过程监督；
(5)设备内嵌多种设备协议，可方便接入多个厂家，多种协议的传感器及计量设备，节省调试时间；
(6)设备提供了嵌入式web页面用于设备配置，可实现各种参数及报警阈值的设置。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种成品油储油罐监测及告警一体化设备，其特征在于，包括液位采集模块(1)、密度采集模块(2)、压力采集模块(3)、油气浓度采集模块(4)、储油温度采集模块(5)、环境温度采集模块(6)、数据计算及处理模块(7)、声光报警器(8)、显示屏(9)、数据通信模块(10)和嵌入式web(11)，液位采集模块(1)、密度采集模块(2)、压力采集模块(3)、油气浓度采集模块(4)、储油温度采集模块(5)、环境温度采集模块(6)均连接至数据计算及处理模块(7)，数据计算及处理模块(7)与声光报警器(8)、显示屏(9)、数据通信模块(10)和嵌入式web(11)连接。
2.根据权利要求1所述的一种成品油储油罐监测及告警一体化设备，其特征在于，所述的液位采集模块(1)与液位传感器连接，定期从液位传感器采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块(7)使用，液位采集模块(1)采用RS485接口，内嵌多种液位计协议。
3.根据权利要求1所述的一种成品油储油罐监测及告警一体化设备，其特征在于，所述的密度采集模块(2)与密度传感器连接，所述密度传感器采用在线密度计或离线密度计，密度采集模块(2)定期从在线式密度计或离线式密度计采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块(7)使用；密度采集模块(2)均采用RS485接口，内嵌多种密度计协议。
4.根据权利要求1所述的一种成品油储油罐监测及告警一体化设备，其特征在于，所述的压力采集模块(3)与压力传感器连接，压力采集模块(3)定期从压力传感器采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块(7)使用，压力采集模块(3)采用RS485接口，内嵌多种压力计协议。
5.根据权利要求1所述的一种成品油储油罐监测及告警一体化设备，其特征在于，所述的油气浓度采集模块(4)与油气传感器连接，油气传感器采用油气浓度计或可燃气体探测器，油气浓度采集模块(4)定期从油气浓度计或可燃气体探测器采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块(7)使用，油气浓度采集模块(4)采用RS485接口，内嵌多种油气浓度计及可燃气体探测器协议。
6.根据权利要求1所述的一种成品油储油罐监测及告警一体化设备，其特征在于，所述的储油温度采集模块(5)与现场温度传感器或温度变送器连接，储油温度采集模块(5)定期从温度传感器或温度变送器采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块(7)使用，储油温度采集模块(5)采用RS485接口及铂电阻传感器接口，内嵌多种温度传感器或温度变送器协议。
7.根据权利要求1所述的一种成品油储油罐监测及告警一体化设备，其特征在于，所述的环境温度采集模块(6)与现场温度传感器或温度变送器连接，环境温度采集模块(6)定期从温度传感器或温度变送器采集数据，并转化成标准数据提供给后续数据计算及处理模块(7)使用，环境温度采集模块(6)采用RS485接口及铂电阻传感器接口，内嵌多种温度传感器或温度变送器协议。
8.根据权利要求1所述的一种成品油储油罐监测及告警一体化设备，其特征在于，所述的数据通信模块(10)与上级系统连接，通过数据通信模块(10)向上级系统发送报警信息，定期向上级系统发送采集数据，并接收上级系统管理计算机发出的配置及管理命令。
9.根据权利要求1所述的一种成品油储油罐监测及告警一体化设备，其特征在于，所述的嵌入式web(11)通过的内嵌网页，使用外部计算机登录网页实现设备参数配置、储罐信息、储油信息、安全告警阈值固定信息的配置，通过网页查看实时采集数据及报警信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201023 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |