石油化工企业中,为了配合生产流程,要对原材料、半成品、成品进行运输和存储,为此企业均建有大量的各种储罐。企业的生产及管理部门每天都需要掌握罐内存储介质的液位、温度、体积和质量等重要数据,既要保证数据的准确和及时,又要确保储罐的安全,防止意外事故的发生。罐区储罐参数的精确检测、工艺流程的有效管理,对于相关生产装置的安全和平稳运行具有十分重要的意义。
由于我国具体的国情,长期以来对罐区的管理主要是靠人工进行,并没有形成真正意义上的“监控系统”。以油罐为例,最初只是靠有经验的工人利用油尺通过对各油罐的液位高度进行测量(即通常所讲的“人工检尺”)的方法来对油罐进行监视。该方法原始而又繁琐,人为因素影响大,精度低,而且危险区中的有毒有害气体对操作工的身体造成很大的危害,操作工在油罐上爬上爬下很不安全。为了提高对储罐参数测量的精度以及保护工人的身体健康,减轻工人的劳动强度,到了90年代初,各油罐上基本都装备了能够对液位进行自动测量的仪表。该仪表一般由一次仪表和二次仪表两部分组成。位于现场的一次仪表采集各油罐的液位参数并通过统一的模拟信号如4-20mA的直流电流信号或某种专用的通讯协议送往集中控制室的二次仪表。此时操作人员就可以坐在控制室里通过二次仪表纵观各油罐的状况了。但通过这些二次仪表仅仅能够对储罐参数进行“监视”而无法实施控制,因此具体的控制工作仍需人工进行。随着生产规模的不断扩大,罐区的规模也越来越大,油品的种类也不断增加。管理人员按照由生产部门所制订的生产计划和常年积累下来的经验对罐区进行监视与控制的管理方式越来越显示出其在实时性、准确性、合理性方面的不足。同时,由于炼油装置的自动化水平的不断提高对罐区的管理也提出了更高的要求,因此管理人员的责任和压力也不断增加,这对生产的安全是很不利的。
随着计算机技术的不断发展,可靠性的不断提高,以及价格的大幅度降低,计算机在工业中的应用越来越普及。可编程控制器(PLC)以及由多个计算机递阶构成的集中与分散相结合的集散控制系统DCS(DistributedControlSystem)被广泛地应用到各行各业。由于DCS在炼油厂各装置中的广泛应用,广大工程技术人员具备了较丰富的经验,因此在构造罐区监控系统的时候纷纷参照各装置中DCS的做法。在硬件结构方面,类似于炼油装置,罐区现场的仪表将温度、液位等参数转换成统一的模拟信号然后点对点地送往控制室的操作控制部分。但是,由于罐区有别于一般炼油装置的突出特点是地理分布很广泛,控制分散,因此系统结构采用与炼油装置相同的点对点连接方式时,就需要用到比一般装置多很多的电缆和接线端子及桥架等附件,系统施工时要耗费大量的人力,且很难保证连接的可靠性。为数众多的连接点及故障诊断的困难,也给日后系统的检修及维护带来了很大的不便。并且信号长距离的传输使信号的精度大大降低。
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