利用平臺(tái)化方式整合油庫各類信息系統(tǒng)

騰天驕

(中國(guó)石化河北石油分公司 河北石家莊 050021〕

1 油庫信息系統(tǒng)的分類及發(fā)展要求

銷售板塊油庫現(xiàn)有液位計(jì)量、火災(zāi)報(bào)警、視頻監(jiān)控、門禁管理等各類型監(jiān)控、監(jiān)測(cè)、報(bào)警、控制系統(tǒng)。按照使用功能可劃分為三類：物流管控系統(tǒng)、消防控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控防范系統(tǒng)。三大類系統(tǒng)主要由以下子系統(tǒng)組成：①物流管控系統(tǒng)。主要包括自動(dòng)計(jì)量、自動(dòng)發(fā)油、電動(dòng)閥門、泵控制等系統(tǒng)；②消防控制系統(tǒng)。主要包括氣象監(jiān)測(cè)、可燃?xì)怏w濃度監(jiān)測(cè)、靜電接地、火災(zāi)報(bào)警、自動(dòng)滅火等系統(tǒng)；③現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控防范系統(tǒng)。主要包括視頻監(jiān)控、門禁、巡更、對(duì)講、周界報(bào)警等系統(tǒng)。但各系統(tǒng)分類并非嚴(yán)格意義上的界定，在使用過程中互有滲透。

隨著油庫信息化、自動(dòng)化建設(shè)的逐步推進(jìn)，新版《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50074—2014)、《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源安全監(jiān)控通用技術(shù)規(guī)范》(AQ3035—2010)、《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源罐區(qū)現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控裝備設(shè)置規(guī)范》(AQ3036—2010)等強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)出臺(tái)，對(duì)油庫各系統(tǒng)的配備、使用、管理、系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)運(yùn)行提出了更高的要求。如：按照《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源安全監(jiān)控通用技術(shù)規(guī)范》4.7.5條要求，報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多種方式聯(lián)動(dòng)報(bào)警，包括頁面圖文報(bào)警、報(bào)警點(diǎn)聲光報(bào)警。在報(bào)警點(diǎn)設(shè)置攝像機(jī)時(shí)，頁面圖文報(bào)警時(shí)應(yīng)同時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻圖像，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)錄像。油庫現(xiàn)行的運(yùn)行模式已無法滿足規(guī)范的要求，因此，需要打破油庫各類系統(tǒng)單點(diǎn)、逐線運(yùn)行的傳統(tǒng)模式，將體系化整合的思路植入油庫建設(shè)中，構(gòu)建平臺(tái)最大限度地發(fā)揮各系統(tǒng)的作用。

2 現(xiàn)行模式存在的主要問題

銷售板塊部分油庫建成于上世紀(jì)50—70年代，投用時(shí)間長(zhǎng)，未經(jīng)大規(guī)模整體改造和整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)，集成程度偏低。主要問題表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行不成體系

在建設(shè)初期未進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，各系統(tǒng)根據(jù)要求分時(shí)分批進(jìn)行配套，形成了每個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行、自成體系、“各自為政”的局面。這種在物理和數(shù)據(jù)信息上的不兼容不利于統(tǒng)一管理，無法發(fā)揮各系統(tǒng)的最大作用。每個(gè)系統(tǒng)都需要由各自的點(diǎn)構(gòu)成線，而每條線在一個(gè)平面內(nèi)互相平行，無法相交組成多個(gè)平面近而構(gòu)成體系。

2.2 無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)

由于每套系統(tǒng)都獨(dú)立運(yùn)行，需要各自建立一套探測(cè)-信號(hào)傳輸-中央處理-顯示-控制-操作流程，這種直線性的運(yùn)行模式只可在本系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行，無法實(shí)現(xiàn)兩、三個(gè)甚至更多系統(tǒng)間的搭接，即無法形成系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)。如周界報(bào)警系統(tǒng)在某點(diǎn)發(fā)出報(bào)警，只能在周界報(bào)警內(nèi)部進(jìn)行信號(hào)處理與顯示，無法將信號(hào)再傳遞給視頻監(jiān)控系統(tǒng)，自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警點(diǎn)監(jiān)控。

2.3 獨(dú)立運(yùn)行的投資、維護(hù)成本高

在各系統(tǒng)投資建設(shè)中，因各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，兼容性差，往往造成重復(fù)建設(shè)。各系統(tǒng)間同為信號(hào)傳輸功能，需要各自鋪設(shè)一條線路，同為信息處理需各自匹配一套終端，因顯示方式的差異，需各自配備顯示單元而造成浪費(fèi)。因不同系統(tǒng)的供應(yīng)商不盡相同，材料、備件間不通用，勢(shì)必帶來高額維護(hù)費(fèi)用。

2.4 增加工作量，依賴人為操作

各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行需要操作人員必須詳細(xì)了解每個(gè)系統(tǒng)的工作原理，讀懂每個(gè)顯示單元的含意做出正確的判斷，無形中增加了工作量，甚至需要為不同的系統(tǒng)增加崗位人員；由于系統(tǒng)間無法聯(lián)動(dòng)，需要人為進(jìn)行判斷實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的切換控制，加入了人的操作行為，而可能因“違章操作”產(chǎn)生隱患，不利于HSE管理。

3 平臺(tái)化整合的探討

針對(duì)油庫各系統(tǒng)單點(diǎn)、逐線運(yùn)行的弊端，有效實(shí)施優(yōu)化整合，將所有系統(tǒng)的布局、安裝、顯示、控制、集成、聯(lián)動(dòng)進(jìn)行整體考慮，以油庫為單位構(gòu)建一個(gè)整體的控制平臺(tái)，將每個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)分項(xiàng)單元，整合進(jìn)若干個(gè)探測(cè)模塊，從而形成一套體系。主要整合思路如下：

3.1 建立綜合控制中心

在營(yíng)油庫可以依托中控室，新改擴(kuò)建油庫應(yīng)單獨(dú)建立集物流管控、消防控制、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控防范系統(tǒng)功能為一體的綜合指揮控制中心。將所有系統(tǒng)的中央處理、功能顯示、操作控制進(jìn)行集中，實(shí)現(xiàn)在一個(gè)中心可以監(jiān)視、控制所有的自動(dòng)計(jì)量、自動(dòng)發(fā)油、氣象監(jiān)測(cè)、可燃?xì)怏w濃度監(jiān)測(cè)、門禁、監(jiān)控等系統(tǒng)。為便于操作管理，可按照功能分類設(shè)置物流管控、消防控制、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控防范單元，每個(gè)單元下設(shè)自動(dòng)計(jì)量、自動(dòng)發(fā)油等各種類型的系統(tǒng)。各系統(tǒng)可單獨(dú)操作，也可以在幾個(gè)系統(tǒng)間聯(lián)動(dòng)操作，根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)除考慮現(xiàn)有的系統(tǒng)外，應(yīng)設(shè)計(jì)一定量的冗余，以便在增加系統(tǒng)時(shí)留有足夠的空間。除主控中心外，部分系統(tǒng)需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作的，可在現(xiàn)場(chǎng)單獨(dú)設(shè)立操作控制平臺(tái)，控制平臺(tái)的操作權(quán)限由中心下放，控制中心行使監(jiān)督(見圖1)。

圖1綜合控制中心

建立控制中心的目的就是整合獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，強(qiáng)化系統(tǒng)間的運(yùn)行效率，便于一體化管理，精簡(jiǎn)人員，簡(jiǎn)化工作量。建成后的控制中心可以實(shí)現(xiàn)油品接卸作業(yè)監(jiān)控、庫存監(jiān)控、指揮消防作戰(zhàn)、重大作業(yè)監(jiān)控、防侵入報(bào)警等諸多功能，成為油庫真正意義上的“大腦”。同時(shí)，還可以將控制中心的信號(hào)同步傳輸至上級(jí)部門，有利于對(duì)油庫的監(jiān)督和管理。

3.2 系統(tǒng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)

在建立控制中心平臺(tái)的基礎(chǔ)上，可以打破系統(tǒng)之間物理與數(shù)據(jù)上的孤立，各系統(tǒng)間收發(fā)的指令不再單獨(dú)被本系統(tǒng)識(shí)別處理，而是作為統(tǒng)一的信號(hào)指令被控制中心收集處理，通過人為識(shí)別操作或預(yù)先設(shè)計(jì)的指令進(jìn)行協(xié)同操作，操作過程中各系統(tǒng)均可進(jìn)行協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，最大限度地發(fā)揮作用。

例：某油庫鐵路槽車接卸過程中進(jìn)貨數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，導(dǎo)致接卸過程中下載油罐液位超過安全高度，此時(shí)被液位計(jì)量系統(tǒng)探測(cè)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。較傳統(tǒng)的方式是計(jì)量監(jiān)控人員識(shí)別信號(hào)后通過對(duì)講系統(tǒng)進(jìn)行上報(bào)，并通知司泵停泵。同時(shí)，調(diào)取監(jiān)控或人員確認(rèn)是否發(fā)生油品外溢，準(zhǔn)備進(jìn)行輸轉(zhuǎn)作業(yè)。系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)后，在液位系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警后，信號(hào)傳輸至控制中心，控制中心可直接將信號(hào)傳給電動(dòng)閥門、泵控制系統(tǒng)停泵。同時(shí)，將信號(hào)傳給監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)取該區(qū)域視頻監(jiān)控，傳給可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)顯示該區(qū)域可燃?xì)怏w濃度，傳給消防系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警，并提示進(jìn)行輸轉(zhuǎn)作業(yè)。

通過整合后的控制中心可以有效實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)，輕松實(shí)現(xiàn)在“大腦”的控制下，眼與耳朵的感知互補(bǔ)，行進(jìn)間手與腳的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

3.3 搭建主干與支線的信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)

由于各系統(tǒng)的獨(dú)立性，導(dǎo)致系統(tǒng)布局中信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過于重復(fù)。造成單一信號(hào)的傳輸功能，要為每套系統(tǒng)單獨(dú)鋪設(shè)線路、構(gòu)筑網(wǎng)絡(luò)過于浪費(fèi)。在油庫建設(shè)過程中，可以通過合理規(guī)劃以控制中心為軸心向各生產(chǎn)區(qū)、生產(chǎn)輔助區(qū)及其它各區(qū)域鋪設(shè)統(tǒng)一的信號(hào)傳輸主干線路，根據(jù)各系統(tǒng)的需要再進(jìn)行分線搭接。這樣可以有效降低信號(hào)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重復(fù)投入，也有利于庫區(qū)線路鋪設(shè)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，簡(jiǎn)單且實(shí)用，也為系統(tǒng)擴(kuò)展留有足夠的余量。主干與支路的設(shè)計(jì)如同人體的神經(jīng)系統(tǒng)，層次分明，脈絡(luò)清晰。

3.4 對(duì)探測(cè)單元進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)

在構(gòu)筑傳輸網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，可以將各系統(tǒng)的探測(cè)單元進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。因采用模塊化的思路，各系統(tǒng)探測(cè)單元與支線之間的連接方式相同，可以實(shí)現(xiàn)若干不同類型的模塊進(jìn)行并聯(lián)或串聯(lián)。如同在主干線路進(jìn)行分線后，在一條分線的末端可以形成一個(gè)“插座”，而每個(gè)同一安裝位置的系統(tǒng)探測(cè)單元只是不同的用電器通過標(biāo)準(zhǔn)的插頭與“插座”相連。這樣做的優(yōu)勢(shì)在于減少同一位置的多條支路，同時(shí)便于設(shè)備的維修與更換。

3.5 簡(jiǎn)化信息顯示單元

在完成綜合控制中心建設(shè)，構(gòu)建主干與支線的傳輸網(wǎng)絡(luò)，模塊化改造探測(cè)單元后，需要同步簡(jiǎn)化信息顯示單元?，F(xiàn)行模式下，各系統(tǒng)的顯示方式紛亂復(fù)雜，有簡(jiǎn)單的信號(hào)燈指示，也有復(fù)雜的形象的圖文動(dòng)畫顯示。多種信息顯示模式并存，不便于平臺(tái)化的操作處理方式。應(yīng)采取以油庫平面圖為基礎(chǔ)，進(jìn)行3D設(shè)計(jì)，更加直觀地給操作人員空間感，在圖形顯示的同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)注，給操作人員真實(shí)、形象地感覺。

4 結(jié)語

通過建立綜合控制中心，可以將指揮調(diào)度、預(yù)警聯(lián)動(dòng)、防范監(jiān)控等工作在同一時(shí)間、同一空間完成，如此可以縮短預(yù)警時(shí)間，為指揮決策提供數(shù)據(jù)支持，大大增強(qiáng)應(yīng)急處置能力。同時(shí)，系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)可以有效避免因“違章操作、違章指揮”等人的不安全因素引發(fā)的安全事故。

在架構(gòu)平臺(tái)的過程中搭建主干與支線的信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)，對(duì)探測(cè)單元進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)可以最大限度地節(jié)省投資，降低配件維護(hù)成本，也降低了設(shè)備更換維修的時(shí)間。通過系統(tǒng)整合可將原本獨(dú)立運(yùn)行的各系統(tǒng)整合到統(tǒng)一體系之中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)，有利于統(tǒng)一管理，降低投資和維護(hù)成本高的情況，減少工作量，發(fā)揮各系統(tǒng)的最大作用，提升管理。