油库储运自动化监控系统
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上海星申仪表有限公司 -
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油库分为东罐区和西罐区，其中，东罐区共有9个储油罐，罐区值班室1个，油泵房1个（1#泵房），共安装11台油泵。西罐区共有21个储油罐， 2个罐区值班室，2个油泵房（2#、3#泵房），其中2#泵房安装10台油泵，3#泵房安装5台油泵。
油料码头有两个油料收发口，与油轮直接连接进行汽油、柴油、航油等油料的收发作业，汽油、柴油发油口能通过流量计分别计量。另外，油库已经实现了汽车油罐车、火车油罐车的自动计量和发油数据的计算机管理。
根据要求，本系统主要实现以下目标：
1．在东罐区实现对9个储油罐的液位、温度、压力等数据的实时监测及HIMS储油罐数据处理功能；
2．东罐区1#泵房油泵运行工况实时监测，并对其中的出口油泵实行点动控制操作以及与油码头油料发放实行远程联动控制操作。
3．实现东罐区油料收发业务管理的网上作业，并与监控服务器组成东罐区油库综合管理系统局域网；
4．在软硬件系统的配置和设计上，为将来系统扩展到西罐区及整个油库，以及今后的技术改造预留接口。
二、系统总体结构
本项目在系统结构设计上，采用符合工业设计规范要求的设备层、控制层和信息层的分层结构模式，同时，在信息层采用双服务器构架模式，使东罐区成为功能相对独立和完整的局域网。该局域网通过光缆与油库计算机中心的主服务器相连，成为油库网络构架的一个子网。
在系统设备层中，主要监测和控制的设备为：储油罐、油泵、油阀和油料计量设备。其中对储油罐的监测，采用荷兰Enraf公司的CIU Peime进行集中数据采集，然后将采集的储油罐工况数据送PLC和CIU Plus。CIU Prime可以同时扫描监测50座油罐，一期先监测东罐区的9个储油罐，今后西罐区建立监控系统时，将西罐区的21个储油罐一起纳入CIU Prime的监测扫描序列。对于油料码头的BDQC油料装车控制仪由码头上的油料收发工作站直接连接，进行数据交换和操作，收发操作数据由油料收发工作站通过已有的光缆发送到东罐区监测服务器进行数据存储和处理。对于1#泵房油泵设备以及对于油路管道上的油阀的监测和控制，通过专门配置的变送器或执行机构，以直接I/O的方式相连。
在控制层中，主要以PLC可编程逻辑控制器为中心，负责对1#泵房设备和管道设备的实时监测控制，同时，CIU Prime通过MODBUS通讯接口将安全报警信号传送给PLC，由PLC进行实时报警处理，并为今后安全联锁机制预留接口。此外，在控制层中，配置荷兰Enraf公司的CIU Plus负责接收从CIU Prime传送过来的储油罐实时数据，进行HIMS计算后，向信息层转发油高、水高、平均温度、标准体积、质量等数据。控制层对下与每一台监控设备相连，对上通过DH+与监控服务器相连，形成东罐区的实时控制网。
信息层是油库的油料流程管理的枢纽，形成油库自动化信息管理系统的主集，东罐区实时监控系统作为该主集下的一个子集，系统的功能支点立足于油料信息管理MIS部分，而实时监控部分成为整个系统的功能模块之一。
鉴于上述功能构架，系统采用Client/Server结构方式，以信息管理服务器为核心，下面挂接：各油料流程管理工作站和各监控工作站，形成网络化布局和分布式实时监控系统，形成油库作业管理MIS系统。监控中心平台采用以服务器为中心的分布式操作工作站的形式 (Distributed Monitor System), 履行实时监控和实时数据交换的职能，通过数据事务处理软件RSSQL，所有实时信息和操作信息都汇总在该服务器上，由服务器统一储存管理。
图1 系统框架图
监控系统在东罐区设两个操作工作站：东罐区监控工作站和油料码头油料收发工作站。其中，罐区监控工作站承担对9座储油罐和对1#泵房8台离心泵的实时监测和其中2台油泵的点动控制操作，操作员通过操作工作站的平台，对整个东罐区实施全面监测和控制操作，值班员通过监控工作站可以实时掌握整个东罐区9座储油罐、1#泵房8台离心泵以及油路管道主要阀门的当前状态和设备运行工作状态，以及对油库码头的监视，掌握正在进行油料收发操作油路的路径走向和运行状况。油料码头的油料收发作业是东罐区的一项主要的操作业务，因此在油料码头配置一台油料收发工作站承担对油料收发控制仪的操作控制和对1#泵房出口油泵的联动控制，以及作业票验证、收发作业现场信息输入保存、发油过程监测控制、油料发放计量和数据转发等一整套油料收发流程，包括对1#泵房出口油泵的联动控制以及向监控服务器转发油料收发计量数据的职能。油库的报警系统直接由监控服务器控制，当发生重要紧急报警。服务器将通过Modem拨号网络直接向油库主管领导呼叫，由油库主管领导直接指挥紧急报警事件的处理。
东罐区信息管理服务器承担东罐区油料收、发、存三个环节的管理职能，采用以服务器为平台的流程控制形式。其主要分布有：油料支拨管理工作站、油料仓库工作站、统计报销管理工作站等，同时，包括油料码头的油料收发工作站，形成了油库管理收、发、存为一体的、闭环的管理控制流程链路，涵盖与油料收发业务和油库信息管理有关的所有事务，如油料支拨单管理、作业票验证和管理、油料收发计量统计、油库存量统计管理、东罐区设备管理等一系列环节功能，所有的油料收发作业管理、油料仓库库存管理、东罐区信息查询统计、报表打印等都通过该服务器实现网上操作。同时，东罐区管理服务器作为整个油库主网上的一个网络节点，承担着与油库计算机中心主服务器之间进行信息交换和数据存储仓库的网络节点枢纽职能，以及在油库内部网上发布东罐区油料共享信息Web页的功能。
由网络服务器构成相对独立和完整的油库自动控制管理体系。由于采用了Client/Server结构，使得系统的监控功能和管理功能的可扩性得到同步提高，无论是扩展监控功能，还是扩展管理功能，只要在网络构架上挂上相应功能的工作站便完成相应功能的扩展。而且服务器所具有的海量数据存储能力，使得油库数据异机安全备份成为可能。
三、一次仪表及执行机构与系统的通讯链接
对于一个完整而有效的控制系统来说，一次检测仪表和执行机构是至关重要的。
储油罐是油库的主要设备和监测对象，油库选用的油罐监测仪表是荷兰Enraf公司的伺服式液位仪，其测量精度可达正负1毫米，量程范围为0-37000毫米，适用于低压605kPa和高压4000kPa的压力范围，环境温度为-40℃- +85℃,该产品
仪器仪表产品目录 《全国拟在建项目汇编》征订 |
伺服式液位仪的通讯采用串行ASCII码，双向标志调制。协议采用标准Enraf现场总线（GPU协议），同时，它也提供RS-232和RS-485的数据通道，因此，原则上伺服式液位仪能直接向PLC传送液位信号。但是，本项目同时选用了Enraf公司为854ATG配套提供的CIU接口单元，不仅实现一次仪表与控制层和信息层之间数据链路的集约化的“无缝连接”，而且，通过在储油罐上设置压力变送器以及单点温度测量Pt100等现场仪表，经过Enraf CIU Plus的组合数据运算和处理，实现了储油罐的HIMS计量统计，并通过总线方式直接送到控制室。
1#泵房共有11台油泵，一期工程对其中8台油泵（离心泵）的开停状态和电机电流进行实时监测。
由于储油罐区域和油料泵房属于安全隔离区域，因此PLC柜将不安装在储油罐区域和油料泵房现场，而是安装在东罐区控制室中。所有进入储油罐区域和1#泵房的信号线均带安全隔离。
一期工程对与油料码头有关的两台油泵（汽油、柴油各一台）实施出口压力远程监测和启停控制。
油料码头是油料收发的重要环节之一。油料码头共有两个油料收发口，流量计量使用进口高精度质量流量计，油料收发执行机构使用国产隔爆型定量控制仪，该控制仪具有就地和遥控两种工作方式，遥控操作通过RS-485与码头油料收发工作站实现，油料收发工作站与泵房PLC建立逻辑联动关系，按照流程控制的方式，只有当现场按照流程对油料收发进行操作时，系统才按步骤进入油料收发控制程序，也只有当必要条件满足时，系统才允许对定量控制仪进行油料收发控制操作和对1#泵房的联动遥控操作。对系统操作的安全检验程序和对操作的流程控制机制，确保了油料收发的安全性和可靠性。
四、PLC系统的设计
1、PLC系统功能
-- 储油罐安全报警处理
储油罐报警是东罐区优先级别zui高、zui为重要的报警，对于油库报警采取分级报警的方式：
一般报警：仅在监控工作站或者油料收发工作站单机上以声光形式进行报警—（单机报警方式）；
越限报警：东罐区所有联网运行的计算机上以声光形式进行报警，并由PLC直接触发东罐区控制室和油料仓库值班室的警铃—（区域报警方式）；
紧急报警：除了东罐区区域报警外，PLC触发油库总值班室警铃和油库消防大报警、通过Modem向油库机房和油库主要领导发出紧急呼叫，在Web主页上弹出报警窗口—（广播报警方式）。
Enraf公司配套提供的CIU Prime作为集约化油罐数据采集装置，在采集储油罐工况数据的同时，也提供报警状态信号。但是，CIU Prime并不对报警状态作出处理。
正是鉴于油库安全报警机制的至关重要性，以及今后对储油罐安全联动控制的要求，东罐区所有的报警（包括CIU Prime发出的储油罐报警信号）全部送PLC进行实时处理，以确保东罐区报警系统的分级控制机制的可靠实施。
表1 每座储油罐的报警信号：
鉴于油库上上限和下下限报警信号的严肃性，特别是安全紧急报警的严重性，PLC对上上限和下下限报警信号实行严格的信号判别机制，上上限和下下限报警信号连续读取三次有效方为有效，严格避免误信号的发生。
储油罐的安全联锁控制功能是本系统下一步需要扩展的内容，因此，本项目的PLC程序采用框架结构化形式和嵌入式程序结构模块设计，一旦系统需要扩展安全联锁控制功能，只要将安全联锁控制程序模块嵌入框架结构中，便可实现系统的联锁控制。
-- 1#泵房监测和控制
PLC对1#泵房8台离心泵的监测，突出实时性和可靠性。每台离心油泵的电流和出口压力，通过电流变送器和压力变送器送入PLC的模拟量输入模块，油泵电机的开停状态从油泵电气控制柜中引出信号，接入PLC的开关量输入模块。PLC通过对油泵电机电流的数据处理，判定油泵处于运行还是停止状态，当电机电流大于上限或上上*，PLC置电机电流越上限或上上限报警位，当电流上升变化率大于设定的限值时，PLC置油泵故障报警位。当输入电信号小于4mA或大于20mA，置电流变送器故障位。压力变送器的压力信号同样接到PLC模拟量输入模块，除了对压力上限和上上限进行报警监视外，对油泵出口压力的上升和下降的变化率也监视，当压力变化率大于着定值时，PLC置压力突变报警位。当压力变送器输入电信号小于4mA或大于20mA，置压力变送器故障位。
一期工程将对1#泵房的两台与油料码头油料收发有关的出口油泵实施遥控操作，并与油料码头实现联动作业。对油泵的遥控操作通过PLC的开关量输出模块驱动，PLC输出模块的控制信号线通过油泵电气柜的继电器，向油泵电机下达启动和停止的控制信号。油泵开停作为重要的遥控操作，必须具有连锁保护措施。油泵开停的连锁保护主要是出口压力的连锁保护，当油泵出口压力大于设定值时，油泵不允许启动，如果油泵正在运行的应当自动停止运行。
表2 每台离心油泵的输入/输出信号：
信号名称 | 信号类型 | 信号性质 | 一期工程实时处理要求 | |
1 | 油泵运行/停止 | 数字量 | 输入 | 向上位机实时发送状态信息 |
2 | 电机电流 | 模拟量 | 输入 | 向上位机实时发送电流信息 |
3 | 油泵出口压力 | 模拟量 | 输入 | 向上位机实时发送出口压力信息 |
4 | 油泵启动令 | 数字量 | 输出 | 油泵启动输出端置位 |
5 | 油泵停止令 | 数字量 | 输出 | 油泵停止输出端置位 |
6 | 电流上跳变报警 | 数字量 | 内部 | 向上位机实时发送报警信息 |
7 | 电流变送器故障 | 数字量 | 内部 | 向上位机实时发送故障信息 |
8 | 压力突变报警 | 数字量 | 内部 | 向上位机实时发送报警信息 |
9 | 压力变送器故障 | 数字量 | 内部 | 向上位机实时发送故障信息 |
--油料码头与1#泵房的联动控制
油料码头油料收发工作站作为东罐区监控服务器的一个操作工作站，承担对1#泵房的出口油泵的联动控制任务，这种联动控制操作实际上是通过东罐区监控服务器实现的，油料码头油料收发工作站只是起到操作台的作用。当油料收发工作站对一批油料发放作业票的票号进行验证核对完毕后，便进入油料发放操作：首先，工作站按照作业票确定油料发放口，并初始化该发放口的油料计量单元，现场油管接驳完毕后，指令定量控制仪开始油料发放控制作业，准备就绪后，系统便遥控1#泵房对应的油泵（汽油或柴油）启动输油，工作站同时进行计量监测，当计量达到余量值后，系统自动遥控1#泵房的油泵停止运行，油料码头油料发放口仍然发油，直至计量到值，定量控制仪关闭发油口。发油作业完成后，工作站自动汇总本发油操作的数据，发送到监控服务器油料收发数据库。
2．PLC实时控制网的网络通讯
PLC与1#泵房的现场信号采用I/O硬接线方式，各油泵的变送器输出信号和电气柜的输入输出信号通过电缆接到继电器柜，然后由继电器柜接到PLC柜的端子上，考虑到油库的安全要求，在PLC柜内安装隔离栅，将PLC与现场进线*隔离。
油罐区与PLC的连接通过Enraf公司的CIU Prime接口装置实现。由于CIU Prime输出MODBUS协议信号，因此，在该PLC组件中选用ProSoft公司的3150-MCM Modbus模块进行信号转接。
PLC与监控服务器之间通过ControlNet实时工业控制网相连，进行实时工况数据交换。
3．PLC配置
本系统PLC选用美国Rockwell公司A-B 品牌系列控制器，其中处理器模块选用ControlLogix5550，输入模块用其1756-IB16，输出模块用其1756-OB16。该系列PLC模块供电电源要求：20/240V AC；处理器平均扫描时间：8ms/K，噪声抑制：NEMA标准ICS2-230工作温度：0-60℃；存储温度：-40-85℃；相对湿度：5-95%；抗振动：位移5-57Hz，峰-峰0.015in，加速度：57-2000Hz，2.5g；抗冲击： 30g。该产品经下列标准认证：UL 508标准、CSA C22.2 42标准中的C-UL、第1级第2节第A、B、C、D组危险环境等级标准（UL 1604标准，CSA C22.2 No.213中的C-UL标准）。其技术指标和安全指标符合油库控制要求。
五、东罐区主站系统的设计
1．监控主站结构
东罐区监控主站采用以网络为基础的全Client/Server方式。主站系统以监控服务器为中心，100Base-T 24口HUB作为油库局域网的节点设备，向上通过预设的光缆与油库和油料仓库的计算机系统相连，向下与监控操作工作站、网络打印机等工作站相连，形成完整的罐区监控主站局部网络。
本方案的系统主站结构中，各监测点上报的实时工况信息通过RS485或者ControlNet等网络进入监控服务器，依托监控服务器强大的实时数据处理能力和系统安全特性，形成东罐区监控系统数据仓库以及监控操作和数据交互的枢纽。值班员对罐区的操作控制是在前端监控操作工作站上进行，然后通过监控服务器下达操作指令实施。以服务器为中心的监控主站的形式，为系统今后的扩展提供了良好的条件，用户只要在主站局部网络上连上一个符合功能特点的工作站，系统便扩充了需要的功能。比如，用户需要增加东罐区模拟显示屏，只要在网上连接模拟屏工作站和模拟显示屏，便完成了模拟显示屏的接入。并且，东罐区原有的计算机系统（如门禁系统），也可以方便地接入该局部网络。
2．主站系统的操作系统及监控平台软件
本着系统先进、可靠的原则，本系统主站服务器的操作系统选用Microsoft Windows 2000 Server （中文版）。各工作站的操作系统选用Microsoft Windows 2000 Professional （中文版）。Windows 2000 Server是基于NT Server构架的工业级操作系统，在国内居于主导地位，该系列操作系统已被证实是强壮的，具有很高的运行可靠性和数据安全性，是具有代表性的主流操作系统。Microsoft Windows2000 Server其内核虽然建立在NT Server的构架之上，但在可靠性和安全性上有了更进一步的改进，是当前的操作系统之一。
系统的工控平台选用的工业控制MMI产品RSView32，该产品是美国Rockwell 公司推出的以MFC（微软基础级）和DCOM（分布元件对象模式）为基础的新一代人机监控软件包，是*个在图形显示中利用ActiveX，Visual Basic Application，OPC （面向过程控制的OLE）的MMI产品，提供了SCADA系统必要的全部功能。另外本系统还选用了RSView32 Active Display System软件，进一步将RSView32 MMI软件扩展为Client/Server结构的网络工控平台。
本系统所采用的工控平台的主要特点
--用VBA脚本语言编制的结构化程序，可方便地在RSView32中实现用户所需的特殊控制功能。
--具有标准程序接口的ActiveX控件，极大地丰富了RSView32应用的扩展功能。
--采用基于MS Windows的标准图形工具，能够编制、编辑及显示画面，还提供有丰富的面向对象的图形库和动画功能
--项目级的安全措施给予用户多级的权限，可对所使用的显示画面、命令、标签加以不同的限制。
--支持SQL Server或ODBC关系型数据库管理系统，自动生成报表记录，也可将数据记录于ODBC支持的DBF格式的文件中。
--在一个趋势图中可同时显示16条实时数据和历史数据的曲线。
--可同时提供OPC数据的Client和Server功能。
-- Client/Server结构的网络功能，加强了系统的安全功能。
主站的监控软件RSView32的系统配置如图2所示。
图2 主站监控软件RSView32的系统配置
3．监控操作工作站的功能设计
监控操作工作站作为东罐区监控操作的主要界面提供如下操作显示功能：
a.实时监测储油罐当前油料存储状况的界面；
b.实时监测1#泵房当前油泵状况并进行点动操作的界面；
c.东罐区输油管线油料输送链路显示界面；
d.储油罐液位、温度、压力的越限报警；
e.1#泵房油泵设备的报警；
f.东罐区油料储存信息的显示；
g.1#泵房油泵设备运行/停机记录；
h.每台油泵电机运行电流的工况趋势图；
i.每台油泵出口压力工况趋势图；
j.报警事件处理、告示和记录；
k.系统安全机制管理；
l.系统运行信息的存储、分析和查询；
根据上述任务要求，可以初步制定如下功能模块结构（见图3）
图3 监控操作工作站功能模块结构
4．油料收发工作站的功能设计
油料收发工作站作为油料码头油料收发操作的操作界面，提供如下操作显示功能：
a.油料码头作业流程界面；
b.油料收发作业管理流程；
c.东罐区输油管线油料输送链路显示界面；
d.对定量控制仪进行控制操作的界面；
e.对1#泵房出口油泵的联动控制操作；
f.油料收发实时计量信息的记录、储存和转送监控服务器数据库；
g.1#泵房油泵设备运行/停机状态显示；
h.1#泵房出口油泵出口压力工况趋势图；
i.报警事件处理、告示和记录；
j.系统安全机制管理；
k.系统运行信息的存储、分析和查询；
根据上述任务要求，可以初步制定如下功能模块结构（见图4）
图4 油料收发工作站功能模块结构
5．监控主站硬件配置
本系统上位机监控平台硬件使用工业级计算机，监控服务器主机性能按照服务器级进行配置，监控服务器主机通过Rockwell公司配套的ControlNet网卡与A-B PLC系统进行实时数据传输。两台工作站采用标准工业计算机级进行配置，通过东罐区主站局部网络与监控服务器相连。
六、东罐区监控系统的功能设计
（一）监控平台的功能设计
1.值班员操作平台的主监控界面应全面、准确和实时地显示整个东油罐区的作业运行工况，作为系统的主要图页，其内容包括：
(1)油料储运路线的操作控制功能：
--采用计算机业界当前流行的“操作向导”的形式，引导操作员按规范的操作步骤预选确定一条油料储运作业路线。
--用户只需输入本次储运作业的起始点和目标点，系统就能自动搜索所有油料储运路线及每条路线所动用的输送设备清单。
--当采用上述方式自动确定油料储运作业线时，如果有两条或两条以上作业线可供选择时，系统以逐条显示的方式提示用户选择。
--当采用上述方式预选油料储运作业线时，允许用户在系统对话框中选择，也可以在监控平台上用鼠标点击相应的起讫点进行选择；
--当储运路线初步选定一条路线后，允许用户以一览表形式查看所选路径动用的设备清单，并允许用户放弃所选路线。
--储运路线初步选定并经确认无误后，允许操作员暂时保存该路线，等到需要启动时再启动该路线。此时，在主监控平台上提示该路线已预选。
--允许操作员按操作流程打印路线设备清单，指引操作员逐个打开路线设备。作为系统预留的扩展功能，在设备具备条件之后，系统将可以按照油料输送工艺要求，自动启动和停止油料储运路线，形成真正的油料储运作业自动化过程控制。
--油料储运路线正式运行，系统记录该储运路线的编号、储运油料名称；启动日期、时间；停车日期、时间；油料输送方向（起始点、目标点）；数量；当班值班员。
--油料储运路线停止运行后，系统自动将上述作业信息储存到服务器“储运作业数据库”中。
(2)系统具备多任务操作性能，允许同时对多条油料输送作业线的运行状况进行监视，在几条油料输送路线同时运行的多任务操作环境下，应以不同的颜色区分出不同的作业线。在对储运路线进行实施监视过程中，不影响操作员对其他路线和其他设备进行操作和查询。
(3)可对罐区设备状态进行查询、操作和测试。
--设备资料显示（设备编号、名称、型号、安装位置等）。
--设备状态显示（开停）。
--设备的点动开启和点动关闭（对1#泵房出口油泵）。
2．系统具备储运作业路线的事件监视功能，一旦某条作业路线出现运行报警（如出口压力越上限等）、或路线动用的储油罐液位报警等，应在*时刻自动提示操作员处理路线事件。
3．系统具备事件报警功能，一旦有报警事件发生，应立即显示报警窗口，显示故障设备名、设备编号、故障名称，同时发出警报声和值班室警铃，打印报警信息。甚至触发油库消防大报警。
4．监控服务器设由紧急报警呼叫系统功能，一旦发生罐区突发紧急事故，监控服务器立即向油库总机房、总值班室、油库主管领导的通讯设施发出紧急呼叫。
5．在主监控平台通过鼠标点取，可以以图形化的形式，显示各油罐的实际存量、流量计的计量数据和设备运行数据。
6．操作员的操作鼠标键可以做成“超键”的形式，当鼠标接近该设备图标时，实时显示该设备的编号和名称，同时，在通常情况下，点击鼠标左键即对该设备进行操作，点击鼠标右键即对该设备进行查询。
（二）油料储运作业信息管理
油料储运作业任务是以作业票的形式，从网上传送下达的，系统将对网上作业票进行合法性检验（主管领导确认检验、作业票数据合法性检验等），不合法的作业票系统将发回油料仓库工作站重新签发，操作员不允许对作业票进行修改。对于检验合法的作业票，由管理服务器传送给监控服务器排进油料收发作业队列，由监控服务器统一安排调度，发送到相关的工作站进行油料收发作业和过程控制。对于有优先标志的作业票，系统将优先予以安排放行。
每次油料储运作业完成后，系统将记录该次储运的详细信息，当班值班远对该储运信息进行确认，储运信息记录一旦被当班值班员确认后便不允许修改。系统对操作员修正该记录的操作予以记录备查。
（三）储油罐存量信息管理
油罐存量记录数据均是实测数据和经过HIMS计量的统计数据，不允许修正。
进入油罐存量记录显示页面，应显示各油罐当前的库存记录，显示内容格式为：
油罐编号，油料种类、等级号、油料液位、密度、温度、压力、体积等。
允许操作员对油料储运作业记录按照储油罐号、油品、存量范围等关键字进行组合查询；
（四）设备运行及报警记录
设备运行及报警记录数据均是实时数据，不允许修正。
进入设备运行及报警记录查询页面，应首先显示zui近几次的设备运行及报警记录，显示内容格式为：
设备编号、设备名称，状态，发生日期，发生时间，确认时间，当班值班员姓名等。
值班员可以对设备运行事件及报警记录进行浏览查看。
（五）罐区警报系统
按照分级报警的原则，单机报警属于常规报警，仅在对应监控工作站上显示报警并发出报警声响。
对于区域报警，系统将在东罐区所有联网计算机的应用程序中内嵌报警触发子程序，只要计算机进入应用程序，即能响应报警并在界面上显示报警窗口，同时PLC触发东罐区控制室和油料仓库值班指的警铃，形成区域报警。
七、油料收发业务管理的网上操作功能
1．油料收发业务管理流程
图5 东罐区油库作业管理流程
2．东罐区油库作业管理服务器
罐区油库作业管理采用Client/Server结构方式，服务器承担网络数据库操作和管理，工作站作为管理操作平台。
作业管理服务器将使用Windows 2000 Server作为服务器操作系统。鉴于东罐区油库的数据规模属于中小型数据处理规模，因此，本方案使用 Microsoft SQL Server 2000网络数据库平台；油库流程管理应用程序，使用Visual FoxPro开发相应的操作端程序，这些开发软件都具备对数据库良好的操作特性。
3．东罐区油库管理工作站
东罐区油库管理工作站承担两个职能：
--油料收发作业流程管理；
--东罐区油料储量的信息管理。
根据上述任务要求，东罐区油库工作站功能模块结构如图6所示：
图6 东罐区油库工作站功能模块结构
(1)油料收发流程管理
该模块对油料收发整个操作流程进行管理，作为油库的工作制度，值班员应当每天进行运行操作。
系统提供对油料收发作业流程的处理功能，包括：支拨单与作业票的票据对应操作、作业票签发验证及任务排序、作业任务的网上下达、油料收发操作记录、支拨单和作业票对应的收发任务完成后的任务注销、支拨单和作业票与油料收发操作记录及油库存量数据变化之间的钩稽关系处理、油料收发操作与油库存量记录的计量认证管理。同时，该管理模块还提供对上述所有内容的查询和统计功能。
在没有任何干预的情况下，油库管理工作站按照任务排序的次序，向监控服务器下达油料收发操作任务。但对于有优先处理标志的作业票，系统自动将该作业任务提到zui靠前的次序位置，优先下达任务。当有多个优先作业票时，按照先来先处理的次序进行。作业票的优先处理权只能由主管领导确认和签发。
本模块也提供油料收发作业的调度安排功能。对于多项任务的排序队列，值班员可以根据实际情况，进行人工的调度安排，分配油料收发任务。
(2)东罐区油料储量的信息管理
系统提供对东罐区9座储油罐储油情况、罐区油库总存量、不同油料的进出量及其进出时间等信息的统计查询功能。
系统可以查询一年来储油罐及东罐区油库的储存量，允许以统计图表的形式提供显示和打印。
系统还可以查询一年来储油罐及东罐区油库的每次油料进出的作业记录，并且可以按照时间、油料品种、进油或发油、油料收发量等查询条件进行组合查询及打印输出。
(3)东罐区油料收发计划管理
系统提供供油计划输入模块，操作员根据上级下达的油库供油任务指令，按月输入计算机，打印输出东罐区供油月度报表，提交油库主管领导审核批准。
油库油料调拨主管根据月度报表签发油料支拨单。对于计划外的供油任务，油料调拨主管也可以专项签发油料支拨单。系统将作为计划外供油进行操作和记录保存。
系统同时提供油料储存计划输入模块，操作员根据上级下达的油库油料储存计划指令，按月输入计算机，打印输出东罐区油料储存月度报表，提交油库主管领导审核批准。
油料接收作业的管理流程与油料发送的管理流程相同。
系统每月打印输出东罐区油料收发计划执行情况报表，提供给油库主管领导和各有关部门。
系统提供油料收发计划的查询功能，包括：本月计划及其到目前为止的执行情况、上月计划执行情况、计划外供油情况、上年度供油计划和储油计划及执行情况等报表。
(4)东罐区油库信息统计查询
统计查询内容如下：
--本年度供油分类统计（柴油、汽油）；
--本年度罐区储油分类统计（柴油、汽油）；
--罐区储油分类比重统计：柴油和汽油各占的比例；
--与上年同期供油实绩的比较（按种类比较：柴油、汽油）；
--与上年同期储油情况的比较（按种类比较：柴油、汽油）；
--设备运行小时的统计（油泵运行小时、定量控制仪运行小时等）；
--油罐一般报警、区域报警、油库紧急报警事件统计，以及与上年度同期相比；
4．油料支拨单管理模块
油料支拨单管理模块建立在油料调拨主管工作站上。由支拨单输入子模块、支拨单查询子模块、支拨单打印子模块、支拨单修改子模块和ODBC数据库接口组成。在东罐区管理服务器上建立“油料支拨单数据库”，本模块可以通过网络直接对该数据库进行操作。
支拨单输入子模块输入下列信息：
--支拨单编号；
--作业票开具情况；
--支拨依据；
--起始日期（年、月、日）；
--截止日期（年、月、日）；
--发油单位、油罐号/油船号；
--收油单位、油罐号/油船号；
--发物清单；
--编制单位；
--签证人；
--发物人；（油料发放后登录）
--发物日期（年、月、日，油料发放后登录）；
--收物人；（油料收到后登录）
--收物日期（年、月、日，油料收到后登录）；
其中，作业票开具情况在作业票输入计算机时（在作业票管理模块），自动登录。
发物清单包括：
△ 序号；
△ 油品及规格
△ 类别
△ 质量情况
△ 应发重量数
△ 实发重量数
△ 备注
支拨单查询子模块用于对支拨单进行查询，允许油料调拨主管按照日期、编号、油罐号、油品等关键字进行组合查询。油料调拨主管对支拨单进行查询前，必须输入本人的密码。
支拨单修改子模块用于对支拨单进行修改，油料调拨主管对支拨单进行修改前，必须输入本人的密码；修改后的数据在存入主服务器时，仍必须输入本人密码和姓名，由计算机进行验证，正确无误后，方可存入主服务器的“油料支拨单数据库”。
支拨单打印子模块用于对支拨单打印输出。
5．作业票管理模块
作业票管理模块建立在油料仓库工作站上。由作业票输入子模块、作业票查询子模块、支拨单查询子模块、作业票打印子模块、作业票修改子模块和ODBC数据库接口组成。在东罐区管理服务器上建立“作业票数据库” ，本模块可以通过网络直接对该数据库进行操作。
作业票输入模块输入下列信息：
--票号（与支拨单一致，由支拨单直接转入）；
--填写日期（计算机自动填入当天的日期）；
--有效标志；
--作业任务：
△ 发油单位
△ 发油油罐（油船）
△ 发给/收入/转入
△ 收油单位
△ 收油油罐（油船）
--采用工艺流程；
--作业油品牌号；
--作业量；
--作业时间限制；
--现场指挥员；
--通知填写人；
--油库主管领导（由领导网上输入密码确认）。
当油料仓库操作员输入完上述内容后，系统提示输入操作员本人的密码和姓名，经系统核对正确后，该作业票直接存入主服务器的“作业票数据库”。
作业票查询子模块用于对作业票进行查询，允许油料仓库操作员按照日期、编号、油罐号、油品等关键字进行组合查询。操作员对作业票进行查询前，必须输入本人的密码。
作业票管理模块也可以对支拨单进行查询，操作方法与支拨单管理模块操作方法相同。
作业票修改子模块用于对作业票进行修改，对作业票的修改操作必须由油料仓库主任进行。油料仓库主任对作业票进行修改前，必须输入本人的密码；修改后的数据在存入主服务器时，仍必须输入本人密码和姓名，由计算机进行验证，正确无误后，方可存入主服务器的“作业票数据库”。
作业票打印子模块用于对作业票打印输出。
6．作业票确认模块
作业票确认模块由作业票查询子模块、作业票确认子模块、作业票撤消确认子模块和ODBC数据库操作接口组成。本模块建立油库领导的工作站上，并直接操作东罐区服务器的“作业票数据库”。
作业票确认采用分级确认方式。系统自动判别作业票登录的油料收发数量，当收发数量大于3000吨时，系统将该作业票定为一级作业票，要求仓库领导和油库主管领导确认，并以油库主管领导确认为准（即：只要有油库主管领导确认，作业票便有效）。当收发数量小于3000吨时，系统将该作业票定为二级作业票，仓库领导确认，作业票即有效。
当管理服务器查询到“作业票数据库”中有尚未确认的作业票时，便主动将需要确认的作业票送到中间数据库，油料仓库领导或油库主管领导工作站开机时首先主动查询主服务器上的中间数据库，如果有记录，便主动提示油料仓库领导或油库主管领导予以确认，油料仓库领导或油库主管领导可以马上调用作业票确认模块进行确认，也可以暂时不确认，过后再予以确认，或者撤消该作业票。撤消的作业票将分别通知油料调拨主管工作站和油料仓库工作站，系统并记载该撤消操作。
油料仓库领导或油库主管领导对作业票的确认操作方法是：输入本人的密码和姓名，系统验证正确无误后，提示是否确认？或者撤消该作业票？当按“确认”键，该作业票便得到确认，按“撤消”键，该作业票便被撤消。
得到确认的作业票由东罐区管理服务器通知油料仓库和东罐区工作站，油料仓库和东罐区接到确认的作业票后，即由东罐区管理服务器排入油料收发作业任务队列，安排油料收发操作，并由管理工作站打印作业票，送交油料码头。
7．油料收发作业验证模块
在油料码头油料收发工作站上建立“油料收发作业验证模块”。该模块由作业票验证子模块、现场操作情况输入子模块、油料收发作业报告输入子模块组成。
当东罐区监控服务器收到作业票后，将该作业票放至作业缓冲数据库中。油料码头油料收发工作站开机时首先主动查询监控服务器上的作业缓冲数据库，如果有记录，便主动调用作业票验证子模块，请现场操作员验证。
现场操作员应首先输入本人的密码和姓名，经系统检验正确无误，进行实际操作。现场操作员将油料仓库送交的作业票上的票号输入工作站，工作站在作业缓冲数据库中进行检索，检索到该票号后。即可进入现场操作情况输入子模块，现场操作情况输入子模块登录下列信息：
--接船人；
--计量员；
--化验员；
--司泵员；
--现场消防员；
--值班电工；
--罐区负责人；
--装卸区现场负责人；
--管线巡查负责人；
--现场值班员。
完成上述工作后，油料收发工作站允许操作员进入油料收发作业程序，包括对1#泵房出口油泵的联动遥控操作。
油料收发作业结束后，现场操作员通过油料收发作业报告输入子模块将本次作业情况登录到油料收发工作站中，记录内容为：
--作业油罐号；
--作业前油罐液位；
--作业后油罐液位；
--实际收发数量（吨）；
--开始作业时间（日、时、分）；
--完成作业时间（日、时、分）；
--作业纪要。
在完成上述操作后，现场值班员、现场操作员必须输入自己的密码和姓名，经系统验证后，确认有效存入东罐区监控服务器的“油料收发作业数据库”中。
东罐区监控操作工作站应将作业油罐的实测液位高度、温度、压力、体积等数据打印成“测量证明书”输出。
东罐区监控服务器同时将上述综合信息进行汇总整理后，存入油库主服务器的“东罐区储油罐存量数据库”、“东罐区油料作业数据库”、“东罐区设备运行记录库”等数据库中。并在主服务器数据交接区的“油料作业交接库”中增加本次作业完成的通知记录。
8．收发核销模块
收发核销模块建立在统计报销主管工作站上，该工作站开机时，主动查询油库主服务器数据交接区的“油料作业交接库”，如果有记录，便提示统计报销主管进行油库油料的统计核销操作。
统计核销操作采用计算机自动核销结帐的方式，根据作业前的油库存量以及本次作业的收发量更新“东罐区油库存量结算数据库”，并在计算机上显示，操作员可以对部分相关的数据进行修正，一旦确认便不能再修改，同时系统将该修改操作记入系统的事件库中。当核销完毕存入主服务器时，操作员应当输入本人的密码和姓名，经系统验证后方可正式存入系统。
当统计报销操作全部完毕后，该模块将自动将主服务器数据交接区的“油料作业交接库”中的该作业记录删除。
八、油料管理信息浏览
油料管理信息采用Brower/Server方式实现。Brower/Server方式采用流行的“瘦客户端技术”，采用WEB方式，对各油料管理数据进行查询。建立油库管理系统的WEB站点，编制各类连接SQL数据库的各类网上数据查询网页，各职能管理部门只要使用浏览器(如IE等)，进入油库内部，就可查询到所需各类油料信息数据。
九、系统安全机制的实现
本系统作为油库油料储运的监视控制中心，必须有严格的操作安全措施，确保油库的安全，因此，凡进入本系统操作的人员必须先进行登录，计算机将检测你的合法性，如果三次检测非法，系统将自动退出，拒绝你的操作。同时计算机也将检测你的级别，如果是系统管理员，将可访问系统的所有模块，包括：系统维护模块。如果是一般操作员则只能进行常规的油料储运操作，而不能修改系统参数和油库数据。系统具有操作员登录功能。只有登录成功后，方能进入功能窗口。
系统同时具备撤消登录的功能。作为一项规章制度，操作员或系统管理员在当班前或进入系统前应进行登录，计算机在确认其身份后，才允许其操作，并将其所有的操作活动都记录在系统内备查，当操作员下班或系统管理员操作完毕，均应撤消登录。一旦发生问题和事故，在计算机内，都将有稽可查，分清责任，有利于事故的处理和油罐区的管理。
十、系统维护功能
系统提供维护操作界面，以及对系统重要运行参数进行调整的手段。
—当油库操作员调动时，允许油库领导进行增加或删除值班人员和操作员的操作；
—修正PLC和监控操作系统的系统时间，使系统时间保持同步。
—当上位机监控平台出现系统文件损坏时，通过用户的系统工程师操作可进行系统恢复功能。
—可对储油罐的报警限值进行设置，以适合实际工况条件的需要；
—数据库维护模块，可以对数据库进行备份、清理、数据恢复等操作。
十一、结论和建议
“油库自动化信息管理系统”项目无论在设备层面、还是在技术层面，无疑均采用目前比较先进和实用的技术，该系统特别在实时监控部分提供了实时工况通过RSSQL直接链接MS SQL Server的技术，体现了本系统的zui大特色。