摘 要：国内发生的几起油库爆炸事故，使人们逐渐认识到油库实时监测以及信息及时反馈的重要性和迫切性。本文根据我国目前的实际情况，在对影响油库安全的部分物理参数分析的基础上，提出了通过光纤传感器以及profibus和Internet网络作为传输介质进行油库监测的解决方案，可实现对油库状态的实时远程自动监测，并通过互联网及时反馈油库安全的重要参数。
Research On Remote Monitoring System Used In Oil Warehouse
Abstract: There have been several oil warehouses detonated in our country, they make people pay more attention to detect the safe state of oil warehouses. The article provides a method to monitor the oil warehouses from distance through profibus network and internet. It is based on the using of optical fiber sensors and the anlayzing the data which have effect on oil warehouses safety. This method can realize the realtime monitor, automation and feeding back the state parameters in time.
Keywords: optical fiber sensor, profibus network, remote monitoring, data acquisition
1 引言
在石油、化工、工矿等企业一般都有油库，这些油库是企业重要的燃料基地，是一个重要的生产环节。各种油库的建设规模越来越大，造价也越来越高，为了确保油库的安全，必须要对影响油库安全的部分物理参数进行实时的数据采集，实现油库的自动化管理。能及时掌握油库油罐的液位、温度、压力、油气浓度等状态参数可以大大提高油库的进油，储油和管理的工作效率，极大的提高安全保障，因此有广泛的应用价值。通过对液位、温度、压力、油气浓度等状态量的实时监测，在智能仪表上实时显示并设置报警值，在越过限值时即可产生声光报警。此外这些状态值也可以通过互联网传输，有访问权限的管理者可以在任何地方通过浏览器查看油库的安全参数，实现无人职守的远程监测系统。
2 油库状态参数的采集
油库灌区一般是库区的最危险部位，具有极高的安全要求。油料是易燃、易爆，对防爆要求特别高，液位和油温使用电仪表难以安全的实现检测。而光纤传感器是用光在不同物理状态下，在光纤中传播引起的干涉、衍射、偏振、反射等物理特征的变化，进行各种物理量的测量装置，在易燃、易爆区域有极高的安全系数。因此对于液位、温度、压力等物理参数我们使用光纤传感器来测量。
2.1 液位状态参数
油库的储油设备通常是用具有极高安全参数的油罐，其储油液位的监测是油库生产及安全管理的的重要参数。综合参考选用GY-IB型光纤液位计,该产品在易燃易爆环境中有极高的安全系数。
2.2 温度状态参数
温度信号有GCM型光纤光栅温度传感器获得，通过安全栅或隔爆变送器将信号变成4-20mA模拟量送至PLC 的ET200S模块的AI接口。
2.3 油气浓度状态参数
油库的罐区是防火、防爆的重点区域。可燃气体报警装置用于探测灌区的可燃气体浓度，在达到危险程度前报警，是防火、防爆、预防油气泄漏的强有力的手段。根据具体的情况，选用ES2OOOT-C系列可燃气体报警装置。可燃气体报警信号为标准4—20mA DC信号，可以通过安全栅连接至PLC。
3 远程监测系统的整体构架
3.1 系统结构
由于目前油库中油罐分布区域广，甚至分布在不同的区，因此要想获得整个油库的储油和安全状态参数，必须为每个油罐安装相应的传感器以及为油罐区安装油气浓度火灾报警装置，使之组成一个完整的传感器网络。负责采集这些传感器信息数据的数据采集系统必须是一个分布式系统，并且该数据采集系统需具备远距离的数据采集和数据传输能力，最后采用某种通讯方式对整个系统也是非常重要。
系统的控制核心是西门子S7-400 PLC和库区监测PC（Profibus-DP 1类主设备），其DP口通过DP电缆与总线模块ET200S进行实时数据交换。ET200S通过现场检测元件和传感器系统将系统主要监控参数采集进来，通过最高12Mbit/s的Profibus-DP现场总线网络将采集数据传输到中央控制器，控制器根据具体工艺要求进行处理，再通过Profibus-DP网络将控制传给ET200S，实现各现场监测元件的控制流程。库区监测PC负责监控Profibus-DP从设备并获得各监测数据，这些数据被写入数据库，供WEB服务器请求数据，而远程客户机通过 Internet请求WEB服务器的数据，从而实现油库的远程监控。
3.2 系统硬件组成
系统硬件分两个部分，即传感器和PLC组成的数据采集部分，服务器与客户机组成的数据传输和处理部分。
传感器是整个系统的关键之一，由于油库是易燃易爆场地，因此我们的选取必须满足一定的安全等级。我们选择了适合易燃易爆场合使用的光纤液位传感器和GCM型光纤光栅温度传感器以及ES2000T-C点型可燃气体探测器来获取油库状态参数。
在现场级PLC组成Profibus-DP网络的分布式数据采集系统，使用Profibus通讯协议实现PLC之间的数据传输。Profibus- DP属于设备总线，主要应用于复杂现场设备和分布式I/O，物理结构为RS-485，传输速率为9.6kb/s～12Mb/s。最大传输距离在加中继器的条件下能延长到10KM，最多能挂接127个站点。在管理级，PLC和PC机构成以太网，负责现场级的监控和采集数据的显示。
3.3 软件组成
软件可分为数据采集和数据传输两部分。数据采集部分负责对传感器和监测元件传输到PLC实时数据的采集。该数据采集软件使用组态王工控组态软件来编写，它包括主控监测画面、实时趋势曲线、历史趋势曲线、报警记录，并及时的把监测到的油罐液位、温度和监测现场的油气浓度等状态参数写入数据库。
数据传输软件采用B/S结构即浏览器和服务器结构, 它是随着因特网技术的兴起对C/S 结构进行改变或改进的结构。在这种结构下, 用户工作界面是通过Web 浏览器（如Internet Explorer, Netscape 等） 来实现, 极少的事务逻辑在浏览器端实现, 主要事务逻辑在服务器端实现, 形成所谓三层结构。这样就大大简化了客户端的系统配置载荷, 减轻了系统维护与升级的成本和工作量, 降低了用户的总体成本。
该软件在Microsoft Developer Studio开发环境下用Visual C#开发的ASP.NET应用程序，ASP.NET是在服务器端嵌入脚步语言实现数据动态交互的技术。利用服务器端脚本可以建立数据库连接，并根据特定条件从数据库中检索到数据结果放到普通的HTLM代码中，且这些服务器脚本不依赖于任何浏览器和用户使用的平台。
4 结束语
油库的远程监测系统是一个集监控、控制、管理一体的分布式系统。本文所述系统基于光纤传感器，采用Profibus和Ethernet构成系统的通讯网络，以PLC构成系统底层控制站，完成生产过程的数据实时采集和过程控制，通过Web数据库技术和ASP技术的结合将油库的安全状态参数以及报警参数通过Internet查看，实现油库的远程监测。
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