1,、行業(yè)背景
1.1,、現(xiàn)狀
中國石油西藏銷售分公司 725油庫位于西藏自治區(qū)拉薩市西郊，油庫于1972年5月建成,，現(xiàn)油庫儲油總?cè)莘e達到86000 m3,屬二級油庫,。油庫原有25個油罐、總庫容8萬6千噸,。油庫經(jīng)營5種油品,，主要油品均為部隊管道輸入，其它油品采用汽車運輸,，付油系統(tǒng)建有3平臺12鶴位自流付油設(shè)施,，年進出油品24萬噸。
隨著計算機和現(xiàn)場儀表技術(shù)的不斷發(fā)展,，油庫自動化水平與90年代相比在各個方面都有了很大發(fā)展,，多數(shù)油庫陸續(xù)安裝了諸如自動化付油系統(tǒng),，液位自動計量系統(tǒng)，安防監(jiān)控系統(tǒng)等,，但這些系統(tǒng)往往相互獨立,，沒有進行有效的集成，相互間的信息沒有進行有機整合,，單方面的自動化水平的提升沒有形成油庫的整體自動化信息優(yōu)勢,，自動化系統(tǒng)還存在一定缺陷。
1.2,、需求分析
北京三維力控科技公司憑借多年在油庫自動化,、信息化系統(tǒng)設(shè)計、集成的經(jīng)驗,，以及對油庫生產(chǎn)作業(yè)流程和管理流程的了解,，針對目前油庫自動化控制系統(tǒng)及管理系統(tǒng)的實際情況，采用力控監(jiān)控組態(tài)軟件對系統(tǒng)進行優(yōu)化,，對各油庫的定量裝車系統(tǒng),、罐區(qū)自動化系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行全面采集,、存儲,、傳輸和有效管理，從而幫助企業(yè)提高工作效率,，堵塞經(jīng)營管理漏洞,，提高服務(wù)質(zhì)量，降低成本,，增加收入，使企業(yè)在競爭中處于不敗之地,。
此次對西藏725油庫的改造,，在完善油庫作業(yè)層自動化系統(tǒng)的同時，將建立油庫的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),，以成品油庫管理體系為標準,，以油庫業(yè)務(wù)管理、設(shè)備管理,、安全管理為核心,，覆蓋油庫的各個環(huán)節(jié)，為油庫提供一套完整的信息化解決方案,。
2,、油庫信息化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖
油庫自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按業(yè)務(wù)功能分為管理決策層，業(yè)務(wù)管理層和生產(chǎn)作業(yè)層三個層面,。
生產(chǎn)作業(yè)層位于油庫自動化系統(tǒng)的最底層,，主要從計量,，安全連鎖、安防監(jiān)測,、自動控制及作業(yè)管理5個方面,，為油庫運行管理提供控制、安全,、數(shù)據(jù)等方面的保證,，完成油庫生產(chǎn)作業(yè)的數(shù)據(jù)采集和過程控制的同時，為業(yè)務(wù)管理和管理決策層提供給出生產(chǎn)數(shù)據(jù),；
業(yè)務(wù)管理層是整個油庫生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的核心,，對基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)進行整理、加工,、分析和發(fā)布的信息管理系統(tǒng),，主要處理油庫內(nèi)部日常的油品進、銷,、存等業(yè)務(wù)管理,。
管理決策層數(shù)據(jù)終端是將生產(chǎn)作業(yè)層提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生成統(tǒng)計圖形和報表，為管理層提供數(shù)據(jù)決策依據(jù)（如圖示）,。
1） 以力控ForceControl 6.1 SCADA軟件為監(jiān)控中心,，以力控實時歷史數(shù)據(jù)庫pSpace為核心，建立I/O Server實時數(shù)據(jù)服務(wù)器,，實現(xiàn)在線的數(shù)據(jù)監(jiān)視,、對油庫的各項數(shù)據(jù)進行采集、處理,，為油庫的信息化系統(tǒng)提供安全,、可靠、有效的數(shù)據(jù)平臺,。
2） 采用工業(yè)級以太網(wǎng)交換機,，建立分區(qū)域的冗余環(huán)網(wǎng)，環(huán)與環(huán)之間采用耦合拓撲結(jié)構(gòu)進行連接,，從而建立高可靠專有的能源數(shù)據(jù)采集通訊網(wǎng)絡(luò),。
3）采用力控隔離網(wǎng)關(guān)服務(wù)器pSafetylink產(chǎn)品將油庫各參數(shù)的采集與生產(chǎn)控制系統(tǒng)隔離，提供連續(xù),、真實,、可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。pSafetyLink是種專為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計的防護設(shè)施,，用于解決工業(yè)SCADA控制網(wǎng)絡(luò)如何安全接入信息網(wǎng)絡(luò)（外網(wǎng)）的問題,。它與防火墻等網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備本質(zhì)不同的地方是它阻斷網(wǎng)絡(luò)的直接連接，只完成特定工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)的交換。由于沒有了網(wǎng)絡(luò)的連接,，攻擊就沒有了載體,，如同網(wǎng)絡(luò)的“物理隔離”。由于目前的安全技術(shù),，無論防火墻,、UTM等防護系統(tǒng)都不能保證攻擊的一定阻斷，入侵檢測等監(jiān)控系統(tǒng)也不能保證入侵行為完全捕獲,，所以最安全的方式就是物理的分開,。
3、油庫信息化系統(tǒng)的設(shè)計及開發(fā)
3.1,、方案設(shè)計簡介
本方案根據(jù)油庫現(xiàn)狀及用戶需求,，新上和完善油庫生產(chǎn)作業(yè)層的各個子系統(tǒng)，通過當今流行的數(shù)據(jù)庫對各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成,、網(wǎng)絡(luò)通訊,、INTERNET等新技術(shù)建立油庫自動化信息平臺，實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制自動化和數(shù)據(jù)管理信息化,。
目標
1）庫區(qū)建立局域網(wǎng),，網(wǎng)絡(luò)覆蓋全面化；
2）生產(chǎn)數(shù)據(jù)資源集中,、共享,；
3）公路發(fā)油定量裝車過程自動化和數(shù)據(jù)管理信息化
4）罐區(qū)液位動態(tài)監(jiān)測和計量自動化；
5）罐區(qū)工藝流程控制自動化,；
6）油庫設(shè)備管理電腦化,；
7）安防監(jiān)控智能化；
8）生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程程序化和痕跡化,；
9）油庫管理層對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)管理透明化,；
10）為省市公司上傳生產(chǎn)數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)接口；
4,、作業(yè)層自動化系統(tǒng)
油庫生產(chǎn)作業(yè)層系統(tǒng)包括：自動付油子系統(tǒng),，罐區(qū)監(jiān)控子系統(tǒng)，綜合計量子系統(tǒng),，設(shè)備管理系統(tǒng)和安防監(jiān)控子系統(tǒng)五個部分，其中安防監(jiān)控子系統(tǒng)又包括可燃氣體監(jiān)測,、視頻監(jiān)測和電子巡檢3個部分,。
5 自動付油子系統(tǒng)
系統(tǒng)實現(xiàn)的功能有：
1) 操作管理功能
a.設(shè)置三級口令：系統(tǒng)管理員口令、管理員口令和操作員口令,，系統(tǒng)管理員是最高級別,。
b.所有重要操作均需通過口令確認后才能進行。操作員代號,、操作內(nèi)容和操作時間均存盤記錄,。只有通過管理員口令才有權(quán)調(diào)出顯示或打印操作記錄的內(nèi)容,。這是為查找事故發(fā)生原因而設(shè)置的，任何人不能修改記錄內(nèi)容,。
c.各種重要事件（包括報警）發(fā)生,，均自動把事件內(nèi)容、事件發(fā)生的時間存盤記錄,。只要通過操作員口令,，隨時可以調(diào)出顯示或打印，但任何人不得修改記錄內(nèi)容,。
d.修改用戶權(quán)限,、控制參數(shù)、流量系數(shù),、報表生成時間,、打印操作記錄等系統(tǒng)操作均需經(jīng)系統(tǒng)管理員口令才能進行。
2)付油監(jiān)控站與付油PLC控制站通過MPI實時通訊,，實現(xiàn)定量裝車的集中監(jiān)測與管理,；
3)PLC控制站實現(xiàn)定量裝車過程控制自動化，具有自動測量裝車時管道中油品流速,，實現(xiàn)自適用控制功能,，保證高精度裝車控制；
4)系統(tǒng)可按升或公斤兩種計量方式控制付油,，具有溫度動態(tài)補償功能,，實現(xiàn)二種付油計量功能；
5)系統(tǒng)具有控制室/現(xiàn)場自動,、手動二種付油操作形式,，方便用戶任意使用；
6)實現(xiàn)溢油保護,，靜電保護,，超速保護，超溫保護,，現(xiàn)場,、控制室雙重保護等功能，保證系統(tǒng)安全可靠,；
7)事件記錄和權(quán)限管理功能,；操作站對付油現(xiàn)場發(fā)生的異常報警事件進行記錄，對系統(tǒng)操作員登陸以及對系統(tǒng)重要參數(shù)的修改都會進行記錄,，而且該記錄是不可修改的,。
8)設(shè)置現(xiàn)場數(shù)顯屏，同步顯示付油裝車值，方便現(xiàn)場查看,；
9)利用專用組態(tài)軟件實現(xiàn)多種模擬畫面動態(tài),、直觀顯示監(jiān)測功能；
10)系統(tǒng)具有完善的管理功能,，可實現(xiàn)班報,、日報、月報,、年報,、綜合報表、誤差報表的自動生成,，任意查詢及輸出,，并具有各級密鑰管理功能；
11)PLC控制站可將裝車生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過庫區(qū)以太網(wǎng)傳送給數(shù)據(jù)服務(wù)器,；
12)系統(tǒng)具有較強的控制規(guī)模與功能擴展能力,，可任意擴展付油鶴位數(shù)量，增加控制和管理功能,；
13)系統(tǒng)具有故障自診斷功能和運行報警功能,；
罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)
罐區(qū)自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與付油控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，都是采用操作站與控制站通過網(wǎng)絡(luò)接口連接到油庫局域網(wǎng),，以局域網(wǎng)為載體完成操作站與控制站間的數(shù)據(jù)傳輸,。上位機采用力控ForceControl6.1監(jiān)控組態(tài)軟件。
主要實現(xiàn)的功能如下：
?。?） 操作管理功能：同裝車系統(tǒng)
?。?）界面顯示功能：
a.操作站顯示器實時顯示罐區(qū)監(jiān)測畫面、操作提示和報警信息,。
b.任何時候發(fā)生的報警信息均立即在醒目區(qū)以漢字報道,，同時產(chǎn)生警聲。
c.任何操作均以漢字或圖形提示,，采用菜單和按鈕選擇方式,，方便簡捷，操作人員無須特別培訓即可進行操作,。
d.系統(tǒng)提供的顯示區(qū)畫面有如下一些內(nèi)容：
液位全貌：罐區(qū)內(nèi)所有儲罐的液位模擬條,，并以數(shù)字標出各罐的液位、溫度,、容積,、重量的值以及液位到設(shè)定限的時間估算。
流程：按區(qū)域,、油品劃區(qū)，顯示儲罐、管線,、閥門,、機泵，罐內(nèi)液位模擬顯示,，并標注液位,、溫度，閥門,、機泵以顏色標注開關(guān)狀態(tài),。
儲罐參數(shù)：每罐一幅，包括罐的幾何尺寸,、安全高度,、液位、溫度,、液位和溫度的設(shè)定限值,、到限時間、體積,、比重,、重量，存放物料的名稱,，該罐的模擬液位,、溫度棒圖等。
e.事件記錄：彈出顯示已登錄的某日發(fā)生的生產(chǎn)事件,，如報警,、開關(guān)機器時間、通訊故障,、設(shè)備故障等,。
f.操作記錄：通過專門口令彈出顯示已登錄的某日發(fā)生的重要操作。
g.實時時間：一直在畫面上顯示,。
（3）遠程監(jiān)控功能：生產(chǎn)操作人員在罐區(qū)操作站上,，對罐區(qū)電動球閥可以進行遠程實時監(jiān)控。
（4）動態(tài)監(jiān)視：貯罐的液位,、單點溫度,、油品泄漏、質(zhì)量,、存量,、進油量、出油量,、總?cè)莘e,、實際容積,、空容積。
?。?）罐區(qū)作業(yè)操作功能
a.收付作業(yè)
收付作業(yè)主要完成儲罐收發(fā)油作業(yè),，根據(jù)每筆作業(yè)對應(yīng)罐前、罐后關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù),，得到這筆作業(yè)的罐量及其對應(yīng)表量,，完成作業(yè)記錄的存儲、打印及其查詢功能,。
根據(jù)提單號,、收/付作業(yè)類別及其方向、檢罐人,、時間等完成罐作業(yè)基本信息,。
自動/手動獲取罐的液位、溫度,、密度,、水尺高度，根據(jù)以上數(shù)據(jù),，結(jié)合罐的物料性質(zhì)自動計算罐容,、罐量。另外,，手/自動完成對應(yīng)流量計的表號,、表量數(shù)據(jù)。將以上內(nèi)容錄入數(shù)據(jù)庫,。
b.盤庫作業(yè)
盤庫是每天在固定時刻（用戶確定）完成手/自動提取罐的油高,、水高、溫度,、密度等數(shù)據(jù),、動/靜罐，自動計算罐容,、罐量,，完成數(shù)據(jù)的存儲、打印及其查詢功能
c.作業(yè)數(shù)據(jù)比對
作業(yè)數(shù)據(jù)比對指本操作站對應(yīng)的罐量與流量計的表量,、汽車衡量,、槽車量進行比對，得出作業(yè)的量差,，比對結(jié)果能存儲,、打印、查詢及其溯源,。
?。?）局域網(wǎng)內(nèi)整個罐區(qū)液位,、庫存網(wǎng)上發(fā)布和實時監(jiān)控
（7）報警和事件：系統(tǒng)可對液位和溫度進行高低限報警,；在出現(xiàn)報警信息時進行聲光提示,，并提供報警確認功能；系統(tǒng)自動記錄報警內(nèi)容,、發(fā)生時間、當班操作員等信息,；系統(tǒng)允許高級用戶對報警和事件進行定義和修改,；消防水池報警時，水池供水開關(guān)自動打開進行補水,。
?。?）報表功能，每個罐的動態(tài)登記表/單罐動態(tài)登記表/單罐工況記錄/油品計量班報/日報/月報/年報查詢及報告,、打印,、輸出；
?。?）根據(jù)油品的銷售數(shù)據(jù)形成每日油品罐區(qū)的銷售/庫存日報表和盈虧數(shù)據(jù)分析,。
（10）數(shù)據(jù)存儲和歸檔：系統(tǒng)可對儲罐的過程數(shù)據(jù)（液位,、溫度,、油品體積、質(zhì)量,、剩余罐容等）進行周期性采樣存儲（可定義采樣周期）或定時（日,、月、年）盤點歸檔,；
?。?1）儲罐液位連鎖報警
每座油罐設(shè)置液位超高、超低報警,，液位超低報警時聯(lián)鎖輸油泵,，停止向外輸油；液位超高報警時連鎖卸油泵,，停止向儲罐卸油,；電動控制閥門故障報警；任何報警發(fā)生時在控制室都有聲光提示,，并提供報警確認功能,，系統(tǒng)自動記錄報警內(nèi)容、發(fā)生時間,、當班操作員等信息,；允許高級用戶對報警和事件進行定義和修改,；
（12）事件查詢功能：對過程報警狀態(tài)進行查詢,，對進罐出罐輸轉(zhuǎn)事件進行查詢,；
（13）數(shù)據(jù)管理及操作密鑰設(shè)置,；
綜合計量系統(tǒng)
725油庫油品計量從業(yè)務(wù)上分為進油計量,、出庫計量和庫存計量三個部分，三個計量環(huán)節(jié)現(xiàn)在都是采用人工計量,，人工數(shù)據(jù)管理的工作狀態(tài),。通過本次改造，新上油庫綜合計量系統(tǒng),，采用基于力控監(jiān)控組態(tài)軟件的C/S和B/S相結(jié)合的方式,，對油庫內(nèi)部現(xiàn)有生產(chǎn)作業(yè)層系統(tǒng)數(shù)據(jù)的自動采集和人工計量數(shù)據(jù)的錄入，實現(xiàn)油庫實物計量賬目化計算機管理,。
綜合計量管理系統(tǒng)為油庫提供計量數(shù)據(jù)人工錄入和自動提取2種方式,，滿足油庫現(xiàn)階段使用和未來發(fā)展的使用要求。
安防監(jiān)測系統(tǒng)
燃氣檢測
由于油庫經(jīng)營的產(chǎn)品易燃易爆,，為保證庫區(qū)安全,，可燃氣體常濃度檢測極為重要，油庫現(xiàn)有可燃氣體報警檢測系統(tǒng)1套,，1-17#儲罐設(shè)置34點,，泵房設(shè)置1點，共35個監(jiān)測點,。本次設(shè)計擬在新建的汽車發(fā)油平臺設(shè)置2臺燃氣報警器,，在新建的2座儲罐上設(shè)置2臺燃氣報警器。燃氣報警器選擇與現(xiàn)有燃氣報警器同型號的產(chǎn)品,。上位監(jiān)控軟件采用力控ForceControl6.1,。
主要實現(xiàn)以下功能:
1）可燃氣體濃度時時檢測和動態(tài)模擬監(jiān)測功能；
2）燃氣濃度超標報警功能,；
3）報警記錄存儲和追溯功能,；
4）燃氣檢測報警與生產(chǎn)安全連鎖功能；
視頻監(jiān)視
系統(tǒng)采用先進的數(shù)字處理技術(shù),，使得圖像質(zhì)量更高,，更易于保存，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以將圖像進行遠程傳輸,，實現(xiàn)圖像的遠程監(jiān)視,、遠程控制等功能。
系統(tǒng)軟件可以提供強大的圖像處理功能,，調(diào)節(jié)圖像的亮度和對比度等,，即使是在很低的照明度的情況下,，也能得到高質(zhì)量的被監(jiān)控對像的圖像，并且可以將圖像保存了通用格式,，在專業(yè)圖像處理軟件中進行進一步的處理,。
結(jié)合當前先進的IT技術(shù)，基于SOA架構(gòu),、結(jié)合. NET平臺技術(shù)的力控ForceCtrol6.1監(jiān)控組態(tài)軟件支持B/S和C/S混合模式,，實現(xiàn)了與視頻監(jiān)控、多媒體無縫集成,，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)和視頻的有機結(jié)合,。
5、油庫進,、銷、存業(yè)務(wù)管理及決策管理功能
油庫綜合信息管理主要是指對油庫生產(chǎn)過程中進,、銷,、存三個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行存儲、整合,、利用,，生成有利于生產(chǎn)管理的各種業(yè)務(wù)報表。
在總監(jiān)控中心備有冗余的力控實時數(shù)據(jù)庫pSace服務(wù)器,，負責實時匯集油庫各子系統(tǒng)實時數(shù)據(jù),，為業(yè)務(wù)管理層、管理決策層提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生成統(tǒng)計圖形和報表,，為管理層提供數(shù)據(jù)決策依據(jù),。監(jiān)控中心通過過力控安全隔離網(wǎng)關(guān)pSafetylink以C/S或B/S的形式向上級部門提供安全、有效的數(shù)據(jù),。
6．應(yīng)用效果
該此次對西藏725油庫的改造,，在完善油庫作業(yè)層自動化系統(tǒng)的同時，以成品油庫管理體系為標準,，以油庫業(yè)務(wù)管理,、設(shè)備管理、安全管理為核心,，覆蓋油庫的各個環(huán)節(jié),，建立了油庫的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。有效的幫助企業(yè)提高工作效率,，堵塞經(jīng)營管理漏洞,，提高服務(wù)質(zhì)量，降低成本,，增加收入,，增強了企業(yè)的競爭力,。