提高罐區(qū)信息化水平的研究

王雪輝 邵春穎

摘 要：在充分研究了國(guó)內(nèi)外罐區(qū)信息化系統(tǒng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，著重從網(wǎng)絡(luò)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、工業(yè)電視監(jiān)視、擴(kuò)音對(duì)講等信息系統(tǒng)與電信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面進(jìn)行研究，針對(duì)目前存在的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)設(shè)計(jì)和建設(shè)工作提出一些技術(shù)要求與措施，以期提高罐區(qū)信息化水平，支撐罐區(qū)安全生產(chǎn)，促進(jìn)生產(chǎn)和管理效率提升；符合中國(guó)石油信息化的整體規(guī)劃，同時(shí)兼顧信息化的先進(jìn)性、實(shí)用性、可操作性、適用廣泛性和經(jīng)濟(jì)性原則，保證罐區(qū)信息化建設(shè)與企業(yè)戰(zhàn)略相一致。

關(guān) 鍵 詞：罐區(qū)；信息化；安全

中圖分類號(hào)：TQ 052 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671-0460（2015）07-1602-03

Research on Improving the Information Level of Oil Tank Farm

WANG Xue-hui 1，SHAO Chun-ying 2

（1. China Petroleum Engineering & Construction Corp. Dalian Design Company， Liaoning Dalian 116023，China；

2. Yuexing Chandian （Dalian） Co.， Ltd.， Liaoning Dalian 116600，China）

Abstract： Based on deep study of the current situation on tank information system at home and abroad， the research of information system and telecommunication system design was presented， including the network， automatic fire alarm， industrial television monitoring， public address and general alarm system etc. In view of the weak links at present， some technical requirements and measures for the design and construction work were proposed in order to improve the level of tank information and tank production safety， promote the production and management efficiency. It also should be complied with the overall layout of CNPC information system. At the same time， the constructions of enterprise information system should also give a good consideration on the advanced information， practicability， operability， extensive applicability and economy. It will guarantee to keep the accordance of tank information construction with enterprise strategy.

Key words： Tank farm； Information；Safety

近年來，油品罐區(qū)的重特大事故時(shí)有發(fā)生，造成了巨大的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，血的教訓(xùn)使人們不得不對(duì)油品罐區(qū)的安全問題予以高度的重視。

儲(chǔ)油罐區(qū)是油氣田及大型煉廠的重要組成部分，油罐內(nèi)儲(chǔ)存大量易燃、易爆的油品，管理或操作不當(dāng)易造成安全事故，屬于危險(xiǎn)場(chǎng)所，因此，保證其安全生產(chǎn)至關(guān)重要。為保障油品罐區(qū)的安全生產(chǎn)并提高其生產(chǎn)和管理效率，建立良好的信息系統(tǒng)并提高罐區(qū)信息化水平是極為重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)與措施之一。

分析當(dāng)前罐區(qū)信息化狀況，無論是在采用自動(dòng)化與智能化的成熟與先進(jìn)技術(shù)方面，還是建設(shè)集過程控制、集中監(jiān)控與管理、自動(dòng)記錄和報(bào)警等功能于一體并具備主動(dòng)安全管理與監(jiān)控能力的信息系統(tǒng)建設(shè)方面，還是有較大的提升空間。比如：由于采用電類傳感器檢測(cè)，帶來了一定的安全隱患；由于沒有解決信號(hào)的長(zhǎng)距離傳輸問題，造成了系統(tǒng)可靠性不高；信息系統(tǒng)功能單一且分散，集成度不高與其它相關(guān)系統(tǒng)的集成接口有限，形成了信息孤島，限制了分析與監(jiān)控能力的發(fā)揮；由于罐區(qū)本身就是易燃易爆的高危場(chǎng)所，安全防范系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施要求高，但目前在罐區(qū)安全防范技術(shù)與措施上缺乏深入系統(tǒng)的研究等等。

1 研究范圍及主要內(nèi)容

1.1 研究范圍

本研究報(bào)告適用于新建、改擴(kuò)建石油化工企業(yè)輕質(zhì)油品儲(chǔ)罐信息系統(tǒng)與電信系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)。

1.2 主要內(nèi)容

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)；

工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)；

擴(kuò)音對(duì)講系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2 術(shù)語(yǔ)和縮略語(yǔ)

QoS 服務(wù)質(zhì)量 Quality of Service

ACL 訪問控制列表 Access Control List

VLAN 虛擬局域網(wǎng) Virtual Local Area Network

OPC 用于過程控制的對(duì)象鏈接嵌入 Object Linking and Embedding（OLE） for Process Control

3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 信息系統(tǒng)總設(shè)計(jì)原則

1） 在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、工業(yè)電視監(jiān)視、擴(kuò)音對(duì)講、儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）等信息系統(tǒng)與電信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)時(shí)，應(yīng)采用成熟、先進(jìn)、安全的技術(shù)，確保輕質(zhì)油儲(chǔ)罐區(qū)的安全。

2） 信息系統(tǒng)和電信系統(tǒng)應(yīng)與輕質(zhì)油儲(chǔ)罐區(qū)工程同步建設(shè)。同時(shí)，要重視信息系統(tǒng)和電信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與輕質(zhì)油儲(chǔ)罐區(qū)工程設(shè)計(jì)的對(duì)接。

3） 信息系統(tǒng)與電信系統(tǒng)應(yīng)技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)能環(huán)保。

4） 由于罐區(qū)往往是大型煉廠或油氣田中的一部分區(qū)域，而信息化建設(shè)是全廠統(tǒng)一性的信息系統(tǒng)建設(shè)，所以在罐區(qū)信息化設(shè)計(jì)過程中，除保障罐區(qū)高效安全運(yùn)行的同時(shí)，還應(yīng)了解和考慮全廠信息化的總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)，保證罐區(qū)信息化設(shè)計(jì)與全廠信息化的一致與銜接，避免導(dǎo)致“信息孤島”；應(yīng)盡量做到各系統(tǒng)操作界面、風(fēng)格的統(tǒng)一；應(yīng)推進(jìn)罐區(qū)信息系統(tǒng)與自控系統(tǒng)的集成，重視生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化集成接口建設(shè)，促進(jìn)信息化與自動(dòng)化融合，提高信息系統(tǒng)應(yīng)用效率。

5） 儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)要求見《提高罐區(qū)自動(dòng)化水平研究報(bào)告》。在功能設(shè)計(jì)上，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)智能化、過程控制、集中控制、監(jiān)測(cè)、管理、記錄和報(bào)警等功能，提升輕質(zhì)油儲(chǔ)罐區(qū)主動(dòng)安全管理與監(jiān)控能力。

3.2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.2.1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般原則[1]

1） 一般將工廠網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分為管理信息網(wǎng)和過程控制網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)按一體化原則進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，可按物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層分層考慮一體化設(shè)計(jì)。

2） 自控專業(yè)負(fù)責(zé)過程控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)，過程控制網(wǎng)應(yīng)提供可讀寫的OPC SERVER軟硬件接口。

3） 過程控制網(wǎng)與管理信息網(wǎng)之間應(yīng)實(shí)施技術(shù)性隔離，應(yīng)采取嚴(yán)格的訪問控制策略實(shí)現(xiàn)分級(jí)授權(quán)訪問，宜采用物理隔離。

4） 管理信息網(wǎng)可根據(jù)安全需求設(shè)計(jì)為一個(gè)網(wǎng)，也可設(shè)計(jì)為多個(gè)子網(wǎng)，即生產(chǎn)管理網(wǎng)、辦公管理網(wǎng)、電信網(wǎng)和安保網(wǎng)等。如設(shè)計(jì)為多個(gè)子網(wǎng)，子網(wǎng)間應(yīng)盡可能一體化設(shè)計(jì)。

5） 管理信息網(wǎng)應(yīng)將TCP/IP協(xié)議作為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，應(yīng)采用支持TCP/IP協(xié)議的設(shè)備、系統(tǒng)或編碼器。利用IP技術(shù)，可把傳統(tǒng)弱電功能子系統(tǒng)的總線系統(tǒng)統(tǒng)一到IP平臺(tái)上，對(duì)異構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的整合，進(jìn)行數(shù)字化傳輸和管理。

6） 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足GB/T50609-2010《石油化工工廠信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。

3.2.2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與設(shè)備的性能要求

管理信息網(wǎng)及設(shè)備應(yīng)滿足可靠性、兼容性、擴(kuò)展性、可管理性和可維護(hù)性及安全性等要求，并應(yīng)滿足下列技術(shù)要求：

1） 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)。

2） 關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵部件或模塊應(yīng)冗余配置。

3） 物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備應(yīng)具備手動(dòng)或自動(dòng)恢復(fù)功能。

4） 核心設(shè)備應(yīng)支持（7×24）h運(yùn)行。

5） 交換機(jī)的管理引擎、交換矩陣、以太網(wǎng)交換、光纖千兆以太網(wǎng)交換等模塊宜采用同一品牌。除光纖模塊外的模塊應(yīng)采用10/100/1000 Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)交換RJ45端口。

6） 設(shè)備槽位及端口密度在滿足當(dāng)前需求的情況下，應(yīng)配備20%左右的可用擴(kuò)展空間。

7） 應(yīng)支持基于策略的多層次QoS保證措施，支持網(wǎng)絡(luò)帶寬分配能力。

8） 應(yīng)支持SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。

9） 應(yīng)支持遠(yuǎn)程管理方式，但應(yīng)配備適當(dāng)?shù)呐c外網(wǎng)隔離措施，如防火墻等。

10） 應(yīng)支持IEEE 802.1X協(xié)議、ACL（訪問控制列表）、VLAN等安全策略。

11） 應(yīng)具備廣播風(fēng)暴、病毒、入侵、攻擊等的防護(hù)功能，應(yīng)具備服務(wù)器訪問控制和保護(hù)功能。

3.3 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[2，3]

3.3.1 分布式信息處理技術(shù)

在報(bào)警終端設(shè)備（如探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕及各類模塊等）和控制器中均應(yīng)設(shè)有微處理器和相應(yīng)的信息處理程序。探測(cè)器對(duì)采集到的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)先由內(nèi)部的單片機(jī)進(jìn)行分析處理，然后進(jìn)行初步的火災(zāi)判斷。探測(cè)器平時(shí)只需向控制器傳送正?；蚬收闲盘?hào)，火警時(shí)探測(cè)器以中斷方式向控制器傳送采集處理后的火警信息數(shù)據(jù)，由控制器再做進(jìn)一步分析判斷。

3.3.2 智能火災(zāi)探測(cè)報(bào)警技術(shù)

火災(zāi)報(bào)警控制器應(yīng)具備對(duì)探頭的靈敏度變化自動(dòng)進(jìn)行漂移補(bǔ)償功能，以從多方面消除了誤報(bào)。

3.3.3 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

1） 應(yīng)具有現(xiàn)場(chǎng)編程功能。通過編程，定義輸入輸出及邏輯運(yùn)算，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的聯(lián)動(dòng)控制功能，確保在火警時(shí)系統(tǒng)能有效的實(shí)現(xiàn)一系列聯(lián)動(dòng)控制。通過編程，每個(gè)防區(qū)在白天與黑夜兩種不同環(huán)境中設(shè)置不同的報(bào)警級(jí)別，確保系統(tǒng)對(duì)火警探測(cè)的靈敏度與準(zhǔn)確度；防區(qū)可通過編程設(shè)置為工作狀態(tài)或不工作狀態(tài)，為用戶特殊場(chǎng)合實(shí)施火警自動(dòng)探測(cè)提供方便。

2） 應(yīng)具有故障診斷和報(bào)警功能?；馂?zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)應(yīng)具有完善的自我診斷功能，對(duì)系統(tǒng)本身及其外接擴(kuò)展回路可進(jìn)行故障及錯(cuò)誤檢測(cè)，確保系統(tǒng)能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)本身、回路及回路上設(shè)備的故障，保證系統(tǒng)正常工作。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能在顯示器上顯示其類型、發(fā)生部位、發(fā)生時(shí)間，當(dāng)故障排除后，系統(tǒng)自動(dòng)返回正常工作狀態(tài)。

3） 應(yīng)滿足與應(yīng)急指揮系統(tǒng)、電視監(jiān)視系統(tǒng)、擴(kuò)音對(duì)講系統(tǒng)等的接口要求。

4） 應(yīng)具備中文的易用操作界面。

3.4 工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)[4]

1） 監(jiān)控設(shè)備的分布應(yīng)滿足監(jiān)控覆蓋面和重點(diǎn)監(jiān)控點(diǎn)的要求。

2） 電視監(jiān)視系統(tǒng)功能應(yīng)包括：攝像及傳輸，圖像顯示、存儲(chǔ)和回放，圖像切換，攝像機(jī)云臺(tái)、鏡頭控制，報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制，夜間監(jiān)視等。

3） 視頻網(wǎng)絡(luò)宜與辦公網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，或直接采用數(shù)字辦公網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)在連接于辦公網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)終端（經(jīng)授權(quán)）上觀看圖像，控制操作攝像機(jī)。

4） 電視監(jiān)視系統(tǒng)宜與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)接收到火災(zāi)報(bào)警控制器的報(bào)警信號(hào)后，可控制附近的攝像機(jī)，按預(yù)先設(shè)置的參數(shù)，自動(dòng)轉(zhuǎn)向報(bào)警發(fā)生點(diǎn)，便于相關(guān)人員確認(rèn)火警情況。

5） 電視監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)提供其通信協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)的集成、聯(lián)動(dòng)控制和對(duì)管理軟件的二次開發(fā)。如系統(tǒng)可與火災(zāi)報(bào)警設(shè)備聯(lián)動(dòng)，報(bào)警發(fā)生時(shí)能自動(dòng)切換出相應(yīng)部位的視頻，并顯示相關(guān)報(bào)警畫面。

6） 電視監(jiān)視系統(tǒng)供電及前端的攝像機(jī)應(yīng)有防雷措施。

7） 宜將電視監(jiān)視系統(tǒng)的前端攝像機(jī)與全廠性綜合安防管理平臺(tái)無縫集成。

3.5 擴(kuò)音對(duì)講系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1） 應(yīng)對(duì)各個(gè)話站使用情況及故障信息監(jiān)測(cè)，所有信息皆顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上。維護(hù)人員只需在屏幕前即可了解整個(gè)系統(tǒng)之運(yùn)行狀態(tài)，便于操作及檢修。系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)紀(jì)錄于計(jì)算機(jī)硬盤上做為數(shù)據(jù)存查（記錄可達(dá)一年以上）。

2） 應(yīng)具備合并及分離控制功能。正常時(shí)各分區(qū)獨(dú)立使用，需跨區(qū)廣播對(duì)講時(shí)只需按下相對(duì)應(yīng)之區(qū)域控制鈕即可；系統(tǒng)應(yīng)具有程控電話切入、群呼、組呼和多通道通話功能等。

3） 每個(gè)區(qū)應(yīng)能提供1個(gè)緊急專用話路與中央控制室聯(lián)絡(luò)，以及1個(gè)專用話路給電話接口使用。

4） 應(yīng)有警報(bào)優(yōu)先權(quán)設(shè)定。系統(tǒng)中的警報(bào)可以設(shè)定優(yōu)先等級(jí)。

5） 系統(tǒng)具有電話接口，可與調(diào)度電話交換機(jī)系統(tǒng)連結(jié)。

6） 可外接火氣、火災(zāi)報(bào)警的信號(hào)，通過警報(bào)發(fā)生器可提供警報(bào)、語(yǔ)音輸出；現(xiàn)場(chǎng)可調(diào)節(jié)警報(bào)、語(yǔ)音的設(shè)置。

7） 系統(tǒng)應(yīng)具有噪音回饋抑制功能。

8） 具有警報(bào)數(shù)據(jù)、事件數(shù)據(jù)的查詢功能。

9） 通過權(quán)限設(shè)置、相關(guān)的軟件，可以根據(jù)需要在局域網(wǎng)的任何一個(gè)端口建立系統(tǒng)監(jiān)測(cè)終端。

10） 具有系統(tǒng)自我診斷功能。

11） 各式接口功能。a） 電話接口功能：當(dāng)調(diào)度電話的用戶需要廣播對(duì)講時(shí)，可以使用調(diào)度電話機(jī)撥打某個(gè)號(hào)碼，撥通后即可與話站進(jìn)行廣播與雙向?qū)χv；b） 警報(bào)接口功能：當(dāng)接收外部信號(hào)后，系統(tǒng)啟動(dòng)預(yù)先錄制好的警報(bào)聲音或緊急通告廣播內(nèi)容。系統(tǒng)具有警報(bào)優(yōu)先權(quán)處理功能。

4 結(jié) 論

1） 在罐區(qū)建設(shè)時(shí)，同步建設(shè)技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)能環(huán)保的罐區(qū)信息系統(tǒng)和電信系統(tǒng)并提高罐區(qū)信息化水平，是保障罐區(qū)安全生產(chǎn)并提高其生產(chǎn)和管理效率的重要環(huán)節(jié)與措施之一。

2） 當(dāng)前在罐區(qū)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)方面，在重視程度和采用技術(shù)上與煉廠信息系統(tǒng)還有一定差距，在采用自動(dòng)化與智能化且配備一體化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與管理與監(jiān)控系統(tǒng)上還有潛力可挖，罐區(qū)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)本身的一體化水平有限，且在罐區(qū)安全防范技術(shù)與措施上也缺乏深入系統(tǒng)的研究。為此，需要加強(qiáng)研究并充分利用和采用現(xiàn)代信息技術(shù)，建設(shè)先進(jìn)規(guī)范的信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施，配備必要的信息系統(tǒng)，提升自動(dòng)化、智能化、一體化、集成化程度，提高罐區(qū)信息化水平。

在技術(shù)與管理上，采取必要的安全防范措施，支撐罐區(qū)安全生產(chǎn)，促進(jìn)生產(chǎn)和管理效率提升。

3） 罐區(qū)信息系統(tǒng)與全廠信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)應(yīng)在一個(gè)安全等級(jí)下保持一致并平滑銜接。

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