CN209281220U - 油料储罐区智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的油料储罐区智能控制系统，包括防爆壳体、控制器、显示屏、输入部件和监测仪表，其中：所述监测仪表设置于储油罐上，监测储油罐的工作参数并输出；所述控制器设置于所述防爆壳体内部；所述显示屏设置于所述防爆壳体的第一表面上，所述输入部件设置于所述显示屏的一侧；所述显示屏与所述控制器通信连接，所述输入部件与所述显示屏通信连接；所述控制器接收所述监测仪表输出的所述工作参数，发送至所述显示屏显示；所述输入部件经由所述显示屏发送控制指令至所述控制器。上述系统能保证系统装置可直接设置于罐区内，而不必远离罐区设置，这样能够方便操作人员对其进行操控，并且能在操作时对被控制的储油罐进行观察，以确定操作效果。

Description

油料储罐区智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及遥感技术应用领域，尤其涉及一种油料储罐区智能控制系统。

背景技术

近年来，由于油料储罐区自动化建设的不足以及人为误判操作造成的储罐区作业事故频繁发生，特别是储油罐收发油作业，由于持续作业时间长，涉及相关设备数量较多，仪表设备安装分散不利于监控等客观原因，造成储罐冒顶或设备损坏等生产安全事故。为了实现储罐区作业的全过程安全监测，降低作业人员的劳动强度，提高作业效率，并满足各相关规定对于储罐区业的安全性能要求，现有技术中提供了一些监控预警方案。

现有技术中，在每一储油罐上安装监控仪器，例如液位计、温度计等，对储油罐的相关数据进行监控，监控到的结果发送至控制器进行分析。控制器可外接输入部件，例如防爆键盘、防爆鼠标等，工作人员可以通过输入部件向控制器输入控制指令以通过自动联锁控制方案对储油罐的进出口阀门进行控制。

在实际应用时，与监测仪器进行数据传输的控制器均需要设置在远离罐区的位置处，因为现有的控制器基本上都不能够满足罐区现场的防爆要求，如果直接将控制器设置在罐区内容易引起安全隐患，而将控制器设置在远离罐区的位置又给操作人员的操作带来不便，并且由于操作人员在操作时远离罐区并不能直接对操作结果进行核查，无法快速确定操作结果的准确性和效果。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种油料罐区智能控制系统，以解决现有技术中的油料储罐区中监控系统中远离罐区导致操作不便且无法快速确定操作结果的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种油料储罐区智能控制系统，包括防爆壳体、控制器、显示屏、输入部件和监测仪表，其中：

所述监测仪表设置于储油罐上，监测储油罐的工作参数并输出；所述控制器设置于所述防爆壳体内部；所述显示屏设置于所述防爆壳体的第一表面上，所述输入部件设置于所述显示屏的一侧；所述显示屏与所述控制器通信连接，所述输入部件与所述显示屏通信连接；所述控制器接收所述监测仪表输出的所述工作参数，发送至所述显示屏显示；所述输入部件经由所述显示屏发送控制指令至所述控制器。

可选地，上述的油料储罐区智能控制系统中，所述防爆壳体的第二表面上成型有至少一个进线孔，所述进线孔供连接所述监测仪表与所述控制器的线缆穿过。

可选地，上述的油料储罐区智能控制系统中，所述输入部件包括机械按键和触发部；所述机械按键置于所述防爆壳体内；所述第一表面上与所述机械按键相对应的位置处开设通孔；所述触发部贯穿所述通孔后与所述机械按键相接触；所述触发部的端部位于所述通孔外部。

可选地，上述的油料储罐区智能控制系统中，所述进线孔与所述线缆之间设置有防爆密封圈；所述通孔与所述触发部之间设置有防爆密封圈。

可选地，上述的油料储罐区智能控制系统中，还包括与所述控制器连接的数据接口：

所述数据接口设置于所述防爆壳体内；所述第一表面上与所述数据接口相对的位置处开设有卡槽，读写卡插入所述卡槽后与所述数据接口连接。

可选地，上述的油料储罐区智能控制系统中，还包括密封件：

所述密封件包括旋转部和固定于所述旋转部上的密封条；所述旋转部的一端设置于所述卡槽的一端且与所述第一表面旋转连接；所述密封条适于插入所述卡槽中且与所述卡槽过盈配合。

可选地，上述的油料储罐区智能控制系统中，所述防爆壳体包括安装腔和盖板，所述盖板通过多个螺钉固定于所述安装腔的开口上；所述控制器固定设置于所述安装腔内；所述盖板作为所述防爆壳体的所述第一表面，所述安装腔的底面作为所述防爆壳体的所述第二表面，所述底面在所述防爆壳体安装后朝向地面方向。

可选地，上述的油料储罐区智能控制系统中，所述安装腔的侧面边缘一周设置有多个固定耳；所述固定耳上开设固定孔，所述固定孔适于定位螺栓穿过以将所述安装腔固定于安装位置处；所述侧面与所述第一表面相对设置。

可选地，上述的油料储罐区智能控制系统中，所述防爆壳体的表面涂覆防爆油层。

可选地，上述的油料储罐区智能控制系统中，所述防爆壳体由ZL104 材料制备得到，所述ZL104材料中的镁和钛的含量均小于或等于7.5％。

本实用新型提供的上述技术方案与现有技术中的方案相比，至少具有如下有益效果：

本实用新型提供的油料储罐区智能控制系统，包括防爆壳体、控制器、显示屏、输入部件和监测仪表，其中：所述监测仪表设置于储油罐上，监测储油罐的工作参数并输出；所述控制器设置于所述防爆壳体内部；所述显示屏设置于所述防爆壳体的第一表面上，所述输入部件设置于所述显示屏的一侧；所述显示屏与所述控制器通信连接，所述输入部件与所述显示屏通信连接；所述控制器接收所述监测仪表输出的所述工作参数，发送至所述显示屏显示；所述输入部件经由所述显示屏发送控制指令至所述控制器。上述系统通过防爆壳体对系统中的各个部件进行防爆防护，使其满足国家标准中对于罐区内装置的防爆要求，能保证系统装置可直接设置于罐区内，而不必远离罐区设置，这样能够方便操作人员对其进行操控，并且能直接在操作时对被控制的储油罐进行观察，以确定操作效果。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例所述防爆壳体的结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例所述油料储罐区智能控制系统结构的侧面剖视图。

图3为本实用新型一个实施例所述油料储罐区控制器的分布原理示意图；

图4为本实用新型一个实施例所述控制器的接口设计原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图进一步说明本实用新型的具体实施例。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实施例提供一种油料储罐区智能控制系统，包括图1所示的防爆壳体，结合图2，系统还包括控制器20、显示屏102、输入部件103和监测仪表，其中所述监测仪表设置于储油罐上(因此未在图中示出)，监测储油罐的工作参数并输出；所述控制器20设置于所述防爆壳体内部；所述显示屏102设置于所述防爆壳体的第一表面上101，所述输入部件103 设置于所述显示屏102的一侧，图中输入部件103设置于显示屏102的下方；所述显示屏102与所述控制器20通信连接，具体地可以在两者的接口之间连接数据传输线等直接进行数据传输；所述输入部件103与所述显示屏102通信连接，具体地可以在两者的接口之间连接数据传输线等直接进行数据传输；所述控制器20接收所述监测仪表输出的所述工作参数，发送至所述显示屏102显示；所述输入部件103经由所述显示屏 102发送控制指令至所述控制器20，显示屏102上可以显示各个监测仪表的监测数据，同时还可以显示常见的控制逻辑，可以通过输入部件103 对显示屏102上显示的常见控制逻辑的操作进行选中并操作，显示屏102 即可将选中的控制逻辑发送至控制器20由控制器20控制储油罐上的仪表或阀门等进行操作以实现联锁控制。

所述控制器20可以采用常见的PLC控制模块实现，根据选择的PLC 控制模块的型号和要求进行外围电路的设计，如图2所示，控制器20设置于电路板201上，电路板201通过螺栓203固定于防爆壳体内部，其中电路板20上除了控制器20本身之外，还辅以其余组件202，组件202 包括供控制器20和外围电路正常工作所需的诸如电源模块、线缆固定接头等。

防爆壳体采用防爆材料制备得到，优选由ZL104(是一种高强度铝合金材料)材料制备得到，所述ZL104材料中的镁和钛的含量均小于或等于7.5％。其需要满足储油罐区的防爆等级的国标要求：防爆：Ex dⅡBT6 Gb；防护：IP65。通过本实用新型的上述方案，将控制器20、显示屏102 和输入部件103均设置于防爆壳体的表面或者内部，因此所有部件均可以受到防爆壳体的保护，能保证系统装置可直接设置于罐区内，而不必远离罐区设置，这样能够方便操作人员对其进行操控，并且能直接在操作时对被控制的储油罐进行观察，以确定操作效果。

结合附图，其中所述防爆壳体的第二表面上成型有至少一个进线孔 105，所述进线孔105供连接所述监测仪表与所述控制器20的线缆穿过。在进线孔105的边缘与线缆之间可以设置防爆密封圈，防爆密封圈采用双酚A型环氧树脂胶实现。进线孔105的数量可以根据实际需要接入的线缆量进行设置，可选择为五个左右，当有多个进线孔105时，可依次并排位于防爆壳体的底部。

为了便于操作人员对系统进行操作，所述输入部件103包括机械按键32和触发部31；所述机械按键32置于所述防爆壳体内；所述第一表面上与所述机械按键32相对应的位置处开设通孔；所述触发部31贯穿所述通孔后与所述机械按键32相接触；所述触发部31的端部位于所述通孔外部。具体地，所述触发部31上可以标注数字、箭头、操作、切换、设置、确定、退出和清除等，便于操作人员明确每一按键的功能。操作人员可以通过向触发部31施加压力的方式选中与其对应的机械按键，机械按键与显示屏的输入接口直接通过导线相连或者无线通信模块相连，能够在机械按键被触发之后向显示屏102发送相应的信号。

以上方案中，所述通孔与所述触发部31之间设置有防爆密封圈，防爆密封圈采用双酚A型环氧树脂胶实现。能够保证防爆壳体的密封性能和防护防爆性能满足要求。

另外，以上的系统中还包括与所述控制器20连接的数据接口，所述数据接口设置于所述防爆壳体内；所述第一表面上与所述数据接口相对的位置处开设有卡槽104，读写卡插入所述卡槽104后与所述数据接口连接。因此，通过本设计能够方便的将相应数据拷贝到读写卡中或者将读写卡中的数据传输至控制器中。上述卡槽104可以为凹陷进第一表面的结构，如此能够使得读写卡插入所述卡槽104内之后不会暴露在外面，避免读写卡被误碰触。进一步地，以上系统中，还包括密封件，所述密封件可以包括旋转部和固定于所述旋转部上的密封条；所述旋转部的一端设置于所述卡槽104的一端且与所述第一表面旋转连接；所述密封条适于插入所述卡槽104中且与所述卡槽过盈配合。通过该设计，能够使得当读写卡未插入至卡槽104内时，通过密封条将卡槽104覆盖住，进一步保证其密封性能。

实施例2

本实施例提供的油料储罐区智能控制系统，结合图1和图2所示，所述防爆壳体可以包括安装腔106和盖板101，所述盖板101通过多个螺钉42固定于所述安装腔106的开口上；另外，在实现盖板101与安装腔 106连接时，可在二者之间设置密封垫圈41，将盖板101与安装腔106 之间的缝隙密封。所述控制器20固定设置于所述安装腔106内；所述盖板101作为所述防爆壳体的所述第一表面，所述安装腔106的底面作为所述防爆壳体的所述第二表面，所述底面在所述防爆壳体安装后朝向地面方向。所述防爆壳体可直接安装在固定架上，固定架直接设置在由控制器20监控的多个储油罐之间。

作为一种简便的实现方案，所述安装腔106的侧面边缘一周设置有多个固定耳107；所述固定耳107上开设固定孔，所述固定孔适于定位螺栓穿过以将所述安装腔106固定于安装位置处；所述侧面与所述第一表面相对设置。进一步地，在所述防爆壳体的外表面涂覆有防爆油层。所述防爆油可以涂覆在安装腔106的外表面和盖板101的外表面上，如此可进一步提高防爆壳体的防爆性能。

另外，在盖板101上还可以设置一安装槽108，安装槽108用于防止信息卡，信息卡中可以记录系统信息，例如工作时电源电压、警告提醒 (严禁带电开盖)、和工作温度等信息，便于操作人员在使用该系统时判断其工作环境是否符合要求。

采用本实施例提供的上述油料储罐区智能控制系统，在罐区内可以设置多个，每一控制器可以分别对一个或多个储油罐进行监控。如图3 所示的系统，其中包括1#控制器，2#控制器和3#控制器。每一控制器分别控制不同数量的储油罐，例如1#控制器对11#储油罐和12#储油罐进行监控，1#控制器接收这两个储油罐中安装的监测仪表发送的信号，同时根据监测仪表发送的信号对不同储油罐进行控制。并且不同的控制器之间彼此可以进行远程控制，也即可以采用1#控制器控制2#控制器和3# 控制器，同样地也可以采用2#控制器和3#控制器控制1#控制器。下面对控制器与监测仪表的功能进行详细说明。

监测仪表可以包括但是不限于：液位计、温度计、密度计、差压变送器、液位开关、伺服液位计、伺服密度计等。液位计信号通过RS485 通讯信号接入通信模块之后传输至控制器。温度计、密度计、差压变送器信号为4～20mA电流信号，接入模拟量输入模块之后传输至控制器。液位开关信号为干接点触点信号，接入开关量输入模块，之后传输至控制器。因此，对于不同类型的监测仪表，其对应的通信传输方式有所不同，但是最后都是将检测信号传输至控制器中。

通过控制器对储油罐的监测仪表和阀门进行控制主要包括如下方式：根据监测仪表的监测数据对储液罐的阀门进行联锁控制、根据阀门状态结合高低液位开关信号、液位计信号独立进行联锁控制。由于控制器设置于罐区内，因此能够通过控制器本地操作控制伺服液位计、伺服密度计等仪表。伺服液位计控制可以包括浮子提起、液位测量、水位测量等，浮子提起主要是在油罐清洗等操作作业条件下，需要将液位计浮子提至最高位置，以免油罐操作作业时损坏浮子钢带，液位测量和水位测量以及多点密度测量是根据油位高度、水位高度实际情况，让浮子自动探寻停靠高度为止，以获取实际的油高、水高的操作功能。伺服密度计的操作包括多点密度测量、多点温度测量、平均密度测量等，操作条件是根据需要获取的罐内介质的不同高度的单点密度、温度、平均密度等测量数据的操作功能。

对于储油罐的监控来说，包括对储油罐内介质的体积、密度、质量、视体的监控。将监控结果发送至控制器，由控制器控制显示屏显示或者将监控结果上传至上位监控系统进行数据显示或存储查询，为储油罐计量系统提供数据支持。当需要将监控结果发送至上位监控系统时可与中控室上位机或SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统通过网络交互数据。

控制器的接口定义如图4所示，其输入信号需满足如下特性：

脉冲量信号：频率为0～2000(Hz)的方波信号(高电平：5V≤Vpp≤24V，低电平：0V≤Vol≤0.7V)。模拟量信号:±10V、±5V、±2.5V或0～20mA。开关量信号：无源触点信号或额定VDC.+24V电平信号。HART信号：差压变送器HART信号，经通讯转换为Modbus，接入控制器。键盘输入：支持 USB键盘。电源输入：AC220V50HZ。

其中输入信号需满足如下特性：

开关量信号：继电器输出触点信号，5～30VDC或5～250VAC。模拟量信号：±10V电压或0～20mA电流信号。数据显示：储罐计量、高低开关报警状态、储油罐开口阀门状态、关联泵状态及进出管线流量状态图形及流程显示。电源输出：输出DC24V，4.5A直流仪表驱动电源。串行通讯：RS232或RS485通讯接口，波特率支持2400～19200bps，支持ModbusRtu主从站模式。以太网通讯：10/100M自适应以太网通讯，与上位机采用Modbus、TCP协议，与PLCSCADA系统采用S7Profinet 通讯。Profibus：对于支持DP协议的通讯阀门，支持DP主站模式，对于远程PLC系统，支持DP从站模式作为远程IO子站。

对于控制器来说，其技术指标需满足：

(1)精度要求：脉冲量信号：脉冲信号采集精度误差≤±0.1％；模拟量信号：变送器模拟信号采集精度误差≤±0.3％。

(2)通讯要求：通讯类仪表状态数据通讯刷新周期≤2秒，控制命令响应时间≤1秒。

(3)报警要求：误报滤波：高低液位开关报警触发，需进行滤波处理，报警信号持续3秒不间断，则确定报警，持续报警信号断开3 秒，则确定报警消除；报警记录：对高低液位开关，液位值超限报警记录报警关键信息，最大记录存储数200条；报警查询：可根据报警类型、报警时段、操作员等条件进行报警记录查询操作。

(4)联锁要求：高报硬联锁：高液位开关信号触发，进油口电动阀进行延时关闭动作；低报硬联锁：低液位开关信号触发，出油口电动阀进行延时关闭动作。

(5)操作记录：本地操作记录：可存储并查询在控制器上对电动阀、泵等控制设备的操作记录，记录信息应包含操作动作、操作时间、操作人员等；远程操作记录：可存储并查询远程系统通过罐前控制器对电动阀、泵等控制设备的操作记录，记录信息应包含操作动作、操作时间等。

(6)绝缘性能：绝缘电阻：在环境温度为5～35℃,相对湿度不大于85％的条件下，控制柜电源端子与机壳之间的绝缘电阻不小于20M Ω。绝缘强度:在环境温度为5～35℃，相对湿度不大于85％的条件下，控制柜电源端子与机壳间应能承受频率为50Hz±5％电压为500V，历时5分钟的正弦交流电压，无击穿和飞弧现象。

(7)电源电压变化：控制回路电源在AC220V±10％/50Hz的范围内变化时控制器应能正常工作。

(8)温度影响：控制器内所有电器元器件在环境温度-20～60℃条件下可以正常工作。

(9)控制器外观：控制器壳体应面板平整，喷漆均匀，无划痕，防护等级IP65，铭牌固定牢固，信息准确。

(10)控制器装配：电器元器件间接头处配备铜鼻子、叉子或棒针连接可靠，无裸露带电部分；以号码管进行线号标识,与图纸线号一致；电器元件标签标识清楚，粘贴工整。

通过上述接口设计的控制器应用于石油化工液态物料，防爆场合内，能够用于就地信号采集及阀门控制。它可以和流量计、液位计、多点温度计、高低液位开关、急停按钮、电动控制阀门、在线密度计、压力变送器(或差压变送器)连接，通过密度直接测量以及混合计量法的罐内差压能够换算密度，可以给储罐计量系统提供计量数据支持，在外部计量仪表接入且计量精度满足计量需求的条件下，可具备储罐罐容换算、密度采集换算等计量功能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种油料储罐区智能控制系统，其特征在于，包括防爆壳体、控制器、显示屏、输入部件和监测仪表，其中：

所述监测仪表设置于储油罐上，监测储油罐的工作参数并输出；所述控制器设置于所述防爆壳体内部；所述显示屏设置于所述防爆壳体的第一表面上，所述输入部件设置于所述显示屏的一侧；所述显示屏与所述控制器通信连接，所述输入部件与所述显示屏通信连接；所述控制器接收所述监测仪表输出的所述工作参数，发送至所述显示屏显示；所述输入部件经由所述显示屏发送控制指令至所述控制器。

2.根据权利要求1所述的油料储罐区智能控制系统，其特征在于：

所述防爆壳体的第二表面上成型有至少一个进线孔，所述进线孔供连接所述监测仪表与所述控制器的线缆穿过。

3.根据权利要求2所述的油料储罐区智能控制系统，其特征在于：

所述输入部件包括机械按键和触发部；所述机械按键置于所述防爆壳体内；所述第一表面上与所述机械按键相对应的位置处开设通孔；所述触发部贯穿所述通孔后与所述机械按键相接触；所述触发部的端部位于所述通孔外部。

4.根据权利要求3所述的油料储罐区智能控制系统，其特征在于：

所述进线孔与所述线缆之间设置有防爆密封圈；所述通孔与所述触发部之间设置有防爆密封圈。

5.根据权利要求1-3任一项所述的油料储罐区智能控制系统，其特征在于，还包括与所述控制器连接的数据接口：

所述数据接口设置于所述防爆壳体内；所述第一表面上与所述数据接口相对的位置处开设有卡槽，读写卡插入所述卡槽后与所述数据接口连接。

6.根据权利要求5所述的油料储罐区智能控制系统，其特征在于，还包括密封件：

所述密封件包括旋转部和固定于所述旋转部上的密封条；所述旋转部的一端设置于所述卡槽的一端且与所述第一表面旋转连接；所述密封条适于插入所述卡槽中且与所述卡槽过盈配合。

7.根据权利要求3所述的油料储罐区智能控制系统，其特征在于：

所述防爆壳体包括安装腔和盖板，所述盖板通过多个螺钉固定于所述安装腔的开口上；所述控制器固定设置于所述安装腔内；所述盖板作为所述防爆壳体的所述第一表面，所述安装腔的底面作为所述防爆壳体的所述第二表面，所述底面在所述防爆壳体安装后朝向地面方向。

8.根据权利要求7所述的油料储罐区智能控制系统，其特征在于：

所述安装腔的侧面边缘一周设置有多个固定耳；所述固定耳上开设固定孔，所述固定孔适于定位螺栓穿过以将所述安装腔固定于安装位置处；所述侧面与所述第一表面相对设置。

9.根据权利要求1-3任一项所述的油料储罐区智能控制系统，其特征在于：

所述防爆壳体的外表面涂覆有防爆油层。

10.根据权利要求9所述的油料储罐区智能控制系统，其特征在于：

所述防爆壳体由ZL104材料制备得到，所述ZL104材料中的镁和钛的含量均小于或等于7.5％。