淺談SCADA系統在油品儲罐中的應用

摘要：為了推動石油化工油品儲運自動化的發展，依據SCADA系統的技術的發展，詳細介紹了SCADA系統在油品儲罐中的應用，并通過基于RTU控制單元分析了SCADA系統的結構和功能，進一步闡述該系統的先進性和重要性。實踐證明，該系統在運行過程中的自動化率可達95％以上，降低了工人的勞動強度， 并實現了整個裝置長時間的安全生產為企業帶來的巨大的經濟效益，推動了石油化工油品儲運和工業自動化的長足發展。
關鍵詞： SCADA系統；RTU；油品儲運；罐區

一、前言

近年來，我國經濟持續發展，工業和生活用油的需求不斷增加，使得油庫在生產和管理方面的工作日益繁重。隨著計算機技術的不斷普及和發展，油庫的自動化控制開始考慮利用先進的工業控制技術、網絡技術、數據庫技術及其它相關的高科技技術來管理控制油庫的經營。

本文就SCADA系統在油品儲罐中的應用，結合油庫現狀和發展趨勢，為實現油庫生產的自動化和日常管理工作的規范化進行一個比較全面闡述。通過借鑒國內外成功管理模型與領先技術，以先進理念設計并向石油庫銷售企業提供一體化的油庫儲運和成品油收發解決方案，使油庫操作做到有規可依，有據可查，實現各個操作環節的電子化，規范油庫管理，消除安全隱患。SCADA系統協助客戶建立現代進、銷、存管理體系，優化工作流程、降低管理成本、提高工作效率、增強市場核心競爭力。

二、SCADA系統概述

針對罐區監控的實際情況，采用SCADA系統實現罐區的分布式監控。SCADA系統由位于操作室或調度室的中心站計算機和位于各罐區現場監控對象附近的防爆遠程終端單元（RTU）組成，計算機與各RTU之間通過數字通信網絡連接。

1.系統配置
罐組一

平均溫度計與伺服液位計就近進入罐旁指示儀，罐旁指示儀經RS485通訊到室內罐區操作站。現場放置二臺防爆RTU，罐組一的儀表信號就近進入防爆RTU。

罐組二

現場放置一臺防爆RTU，罐組二的儀表信號就近進入防爆RTU。以上三臺防爆RTU經RS485通訊到室內罐區操作站。

2.碼頭

現場放置一臺防爆RTU，現場閥門及可燃氣體信號進入RTU，防爆RTU經RS485通訊到室內罐區操作站。現場5臺質量流量計與華洋碼頭一臺質量流量計經RS485通訊到室內進入罐區操作站。

三、SCADA系統應用的優越性

1、 實現庫區油品收、儲、發的全面實時動態監視

通過油罐所安裝的精確、可靠的液位計，實現對所有油罐儲油的實時監視。收油時，實時動態反映收油流量，（由油罐內油品體積增大速率計算或質量流量計積算）及時監督收油情況。

輸發油時，實時動態反映發油流量（由油罐內油品體積減少速率計算或質量流量計積算）及時監督發油情況。及時向公司管理部門報告庫區庫存、碼頭收發油數據，便于管理部門掌握工況、合理科學調度。

2、 實現庫區、碼頭油品收、儲、發過程的安全監控

操作工通過設置液位高低限值，液位到限報警，可避免收發過程發生冒油、抽空等事故，提醒進行收、發油的切換操作。

收、發過程遇超高超低液位報警，將自動啟動預設定的罐切換操作程序，切換進油罐，杜絕冒油等嚴重事故的發生。對靜置油罐實施“漏”、“竄”監督，發現異常立即告警。實時監督輸油泵工作狀態，發生事故，及時報警并處理。罐區內各點油氣濃度監視，超限報警。實時監督、統計崗位巡檢的情況。

3、 實現庫區油品收發及庫存的精確計量

對于需要準確計量的罐，可安裝混合儲罐計量系統（HIMS），實現油品重量計量的高精度，經過現場一段時間的核對，有望實現超過人工的計量精度，滿足交接計量的要求。

4、 區域管理的先進化

管理對生產、安全、經濟效益的主導作用已為現代企業所認識，尤其在大力發展市場經濟的今天。管理的先進化是無止境的。針對罐區的需求和目前的實際管理水平，以下幾個方面是現實可行的管理先進化內容。

4.1、工況記錄

所有油罐液位的變化曲線記錄。每次收、發油流量曲線記錄。輸油泵運行參數曲線記錄。運行狀態和運行時間記錄。所有報警事件記錄。

4.2操作記錄

重要操作設權限口令，密碼符合才允許操作。重要操作如閥門開關、泵開關、報警設限等，將操作人、操作時間、操作內容記錄。操作記錄對于加強操作責任心、避免事故發生、事故后的原因分析具有重要意義。

4.3及時、準確的報表生成

各類收、發、儲生產報表及時、準確生成對于該區管理部門的先進管理是十分必要的。崗位巡檢的執行情況也可以以報表形式上報。

4.4 建立罐區管理網絡

建立管理網絡，在調度、安全、計量和其他需要的崗位設管理站，根據各自不同的權限，可以實時調閱庫區工況、報表等內容，為調度、管理的先進化打下基礎。網絡上可以建立辦公自動化系統，也可以建立以進、銷、存為核心的公司管理系統。

5 SCADA系統的硬件配置

RTU作為SCADA系統的關鍵設備、安裝在現場的遠程終端單元，能對現場各種信號進行數據采集、數據預處理和控制輸出。UPRTU是一種防爆遠程終端單元產品，可直接用于油氣田、油罐區等要求防爆的區域，組成先進、可靠的SCADA系統。

采用UPRTU構成的SCADA系統，在油品儲運工程上應用有如下幾個優勢：

分布式系統是當今控制系統發展的主要趨勢。這種分布式系統結構清晰，設計、施工均方便。所有現場變送器、執行器連接電纜只要就近接入UPRTU，不用拉至遠方控制室，可以節省大量電纜、電纜橋架及其敷設工程的費用。從各個UPRTU至控制室只要拉一根價格便宜的通信電纜（或光纜）。如果使用光纜，還可以避免雷電對系統的損害。

這種SCADA系統結構，控制室只需要一臺PC機及一套SCADA組態軟件，今后現場擴容，只要現場增加UPRTU，控制室內只要通過軟件組態就可以，不必增加設備。控制室至現場只要一根通信電纜（或光纜），控制室只要求很小空間，可以布置成精致的人性化環境。

由于系統結構簡單，系統維護十分方便。用戶只要掌握組態軟件的組態方法和UPRTU的基本知識，就可以得心應手地維護整個系統。如遇UPRTU有故障，只需要用很短的時間更換該RTU的電路板就可以了。今后現場擴容，用戶只要購買所需RTU回來自己安裝，再把軟件組態一次，就完成了擴容工作。這一點對于用戶也極具吸引力。