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油库安全监控系统研究终稿-石油大学(北京)现代远程教育毕业论文.doc

  • 上传人:奥****文
  • 文档编号:155648
  • 上传时间:2022-08-03
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    1、 中国石油大学(北京)现代远程教育毕 业 设 计(论文)油库安全监控系统研究姓 名: 学 号: 性 别: 专 业: 化学工程与工艺年 级: 学习中心: 指导教师: 2022年7月31日中国石油大学(北京)现代远程教育毕业设计(论文)油库安全监控系统研究摘 要随着科技的不断进步和飞速发展,国民经济水平的快速发展,轻重工业的有序推进,在给社会带来巨大经济效益的同时,对于能源的需求量不断增加,石油化石能源作为当前国民经济发展的重要能源,其储备技术由于发展速度和技术进步的不协调在实际生产管理中出现了很多生产安全隐患。随着石油化工行业的不断发展,油库对安全监管方面的要求也越来越高,但当前的油库管理存在监。

    2、控落后、自动化水平低等问题。油库信息化监测是有效的解决当前油库管理中存在问题的重要发展方向本文以油库安全监理系统研究为课题,通过文献资料法和相关理论进行研究。分析油库安全监控系统的基本原理、总体结构、组成及功能等;分析油库安全监控系统的硬件结构和软件程序设计与实现;对油库安全监控系统进行系统调试。整个系统灵活易扩展,可靠性高,人机交流方便简洁,此外,由于目前油库安全化改造的需求高,待改造的油库数目大,本论文的研究还将具备一定的通用性和工程推广性。关键词:背景与意义;总体结构;硬件设计;调试与实现i中国石油大学(北京)现代远程教育毕业设计(论文)目 录第一章 前 言11.1 油库安全监控系统研究。

    3、背景11.2 油库安全监控系统研究意义2第二章 油库安全监控系统的基本原理42.1 油库安全监控系统的研究42.2 油库安全监控系统的总体结构52.3 油库安全监控系统基本组成62.4 油库安全监控系统的基本功能7第三章 系统上位机的软件设计与实现83.1 上位机软件需求83.2 油库安全监控系统的上位机软件程序设计83.3 油库安全监控系统的上位机软件程序实现10第四章 系统调试124.1 无线HART网络数据传输的性能测试124.2 上位机软件调试12第五章 结 论14参考文献15致 谢16ii第一章 前 言1.1 油库安全监控系统研究背景在石油开采行业,如果由于工作或控制发生故障,导致运。

    4、转过程中发生不可估计的灾难,对生产、财产、生命安全都会造成不同程度的损害,石油行业具有工作环节连续性强、工作环境高温高压、产品有毒有害和易燃易爆等特征,导致这个行业具有高生产投入、高成本回收的特点。但随着互联网和大数据时代的发展,以“数字信息”为基础的科技化技术发展迅猛、应用广阔。通过整合油库安全运行信息,使员工和决策者能够及时了解油库的实时安全性,有效避免火灾、爆炸等事故,确保油库的安全运行和管理,实现安全化、信息化、数据化的开采和生产。目前,我们对油库安全管理存在两个不足:一是信息化平均水平较低。H很多油库现在使用的监控系统是老式的,缺乏准确和实时检测功能、在查看环境、接受运输石油流程的运。

    5、转过程中不够完善。硬件设备上,整体的数据采集不准确、监控画面模糊不清晰、安全信息误差较大不、硬件连接的接口不匹配和设备老化等大量问题;在软件方面,由于操作系统是自己原创的平台的接口比较单一、数据检索功能比较落、数据运行检索速度比较慢。二是油库安全信息误差现象过多,大多数油库使用的还是以前的安全管理系统,在实际操作中出现操作繁琐、数据储存分散、信息不一致等弊端暴露出来1。目前中国油库的业务流程管理主要是员工进行操作管理,这种管理方式并不先进。因此,为了提高控制自动化,有必要拥有油库安全控制系统。为了管理员对工作业务流程的调度和控制操作,石油储罐安全控制系统可以通过有线或无线方式通过视频控制、压力。

    6、传感器、温度传感器获得。液位计等数据设备的实时采集和安全控制提高了油库安全控制系统的效率。为了提高效率、稳定性和准确性,符合当前经济快速发展和能源发展的迫切需求趋势,开发自动化控制和油库自动化安全控制系统,利用计算机实现燃料控制自动化2。库存管理和储油作业可以极大地激发石油库存的运转效率,把应急处理系统提高到最佳状态,时刻监控显示并警报油库安全系数,提高油库的自动化管理水平,这一系统的应用意味着我国油库管理和生产方面与高新技术的结合,为油库的现代化改造提供科学的理论依据和实践经验。1.2 油库安全监控系统研究意义中国目前对石油的需求量正在上升,现代经济的发展和人民生活水平的提高对石油的依赖程度。

    7、越来越高,在油库管理和生产方面,与发达国家相比较,中国的系统管理并不具备优势。发达国家的经济发达、对石油化工的开采时间远远超过中国,人工智能化的程度高于我国的人工手动操作,各类企业对高新技术的研发力度空前高涨,这一系列的因素导致国外的国外油库安全管理和信息集成水平非常高。国际上的大型石油公司采用先进的先进的检测和监测技术,智能化的操作可以实时反馈给后台油库的安全性能。油库管理慢慢更新换代成信息化管理的模式,设有可以实时监视、误差测量和安全防护报警系统,其中最重要的一个系统功能便是实时监控油库的计量信息。在没有应用该系统之前,我国的油库液位信息的测量主要依靠传统的人工采集,这一方式导致检测水平误。

    8、差非常大,检测的效率非常低下。为了实现工业生产自动化和智能化的目标,中国对油库的安全生产和运转流程设立了详细的标准和要求,有效地改善了油库的日常管理和生产状况,这都来自于自动化技术和计算机通信技术。但是根据当时的应用情况,所有系统之间没有串行连接,信息之间也没有办法进行相互交换3。由于所有系统硬件之间的安全锁定,区域范围较小的情况下无法交换信息,数据交互利用率交非常低,决策层在分析数据时,传输过来的数据只体现简单的交互页面上,无法捕捉趋势并制定下一个管理计划。从现有的储油事故教训来看,高层领导者的安全意识、管理理念、设备运转的良好执行,可以有效地降低潜在的风险和事故发生的可能性。但当外在的环境。

    9、因素改变后,失误性的操作就会打破这一平衡。此外,作为易燃烧、易挥发的气体,乳制品的增发率也高于一般储存温度和压力变化带来的增发率。如果空气中发出明火、闪电或电弧,很容易发生安全事故。3第二章 油库安全监控系统的基本原理2.1 油库安全监控系统的研究是油库安全管理最重要的一个环节就是油库的安全监测,石油行业快速发展离不开利用智能信息控制安全系统。作为接收、储存、排出石油和产品的单位,保障油库油罐的安全是重中之重的。因此,为了提高油库的安全性能,设计研究一种实时监控安全并警报危险的油库监视系统就非常有必要性了。由于这在人工监控中很难实现,可以通过将数据网络的使用模式导入到油库管理中,可以有效降低事。

    10、故的危险。把各类数据通过网络中的物理模型进行相互传播,把各类信号资源在平台上进行共享,形成各条数据传输线路的独立交互运转,解决该区域传统管理信号不共享的弊端以此解决了网络延迟决定不足的问题4。结合数据收集技术,采集油库内液位、温度、实时压力、罐外温度和湿度等多种计量参数,这些参数通过无线传感网络采集的数据实时送往监测中心实现对储油罐各计量参数的实时监控,实现防火防爆、车辆人员位置信息的实时监控、是具有油气储运安全监视和报警管理等功能的新一代油库必需系统。表2-1 油库安全监控参数类别参数液位测量的误差范围1厘米温度测量的误差范围2摄氏度防爆等级本安型外部设备适应环境温度下限零下40-50摄氏度。

    11、油罐车辆位置误差范围10厘米设计一种无线可靠的传输方式,将罐内各种计量信息有效、安全地传输到监控中心,满足对油罐进行实时安全监控。在油库内,车辆进出运输油箱并受到漏油的影响,不仅会造成经济损失,还会在油箱安全监控系统中造成环境污染、火灾或爆炸等事故,非常重要的是,增加油箱液位界限值报警、温度界限值报警系统,可以有效防止事故发生。此外,储罐液位实时被监控,就可以随时看到油罐车运输的位置,能够促进石油资源的快速、合理、科学配置,为市场分析奠定基础5。由于油罐车偷油等安全事故相继发生,也非常有必要加上油罐车定位系统的设计。因此,油库液位、油罐车运输位置这些要素的监控与数据显示是油库安全监控系统不可缺。

    12、少的组成部分。2.2 油库安全监控系统的总体结构整个油库安全监控系统由系统监控中心、油罐计量信息监控部分、油库油罐车定位部分组成。油库罐区内的储罐计量信息和罐车定位信息需要通过HART无线协议把数据从各监控点传输至无线智能网关,然后通过网关中转到监控中心并输出处理的数据。在油库安全监控系统中,储罐测量信息的监控部分通过显示器、温度传感器、储罐外部的压力传感器和温湿度传感器等一系列参数,通过无线HART协议将测量后的参数值传输至智能网关,然后智能无线网关进行中转把参数值传输至监控中心。油库安全监控系统的处理软件对监控中心传输的数据分析和处理,最后把信息存储在数据库中,以备将来查询。如果在此过程中。

    13、出现特殊情况,参数值不在正常范围内系统会及时发出警报并进行处理,以满足安全监控的要求。在监控油罐车辆的位置信息时,会给每辆运输油罐车提供一个电子RFID标签。每辆带有电子标签的油罐车靠近罐区内的读卡器时,读卡器通过RFID技术自动读取油罐车的标签信息和该车辆的位置信息,然后通过无线HART协议将数据传输到智能无线网关,智能网关通过TCP,将IP协议中转到监控中心,油库安全监控系统软件对数据进行分析和处理获得油罐车在运输过程中的各类信息6。532.3 油库安全监控系统基本组成油库的安全监控系统主要由储罐各类参数值的计量监控和RFID 技术对油罐车位置信息的读取及系统监控中心构成。油库安全监控系统。

    14、主要采用的技术及协议有无线HART协议、RFID技术、RFID基本算法、TCP/IP协议这四类。无线HART协议可以兼容所有设备来支持各类用户相互通信,它的扩频和跳频技术可以安全可靠的进行数据传送,可以使用网关来检测网络和通信设备的运转是否正常。射频识别系统系统由读卡器和电子标签组成。电子标记可分为带电源的有源电子标记和不带电源的源电子标记。根据油库的环境和系统的稳定性和安全性,当油罐车进入油库时,由于油库有一定的生命和设备安全要求,会收到一个电子RFID标签,标签上标注有油罐车的标签号和信息,因此,系统利用读卡器天线发射的电磁波的能量来达到数据传输的目的。由于需要对油库内油罐车的位置信息进行。

    15、方便、相对准确的读写,系统必须每10m在油库油罐作业的每个路口和主要道路上安装一台读卡器,及时读取输入数据。因此,在射频波段范围内读取是因为当电子标签处于低频和中频幅度时,读卡器的读写范围仅为10厘米左右。在射频系统中,读写器的读写范围可达10米左右,而微波系统中使用了有源电子标签。其读写面积可达数十米7。不同定位方法的RFID定位算法可分为信号强度信息定位RSSI、信号时间信息定位TDOA、到达角度定位AOA和区域位置这四种。在现有的车辆定位系统中,“LANDMARC”系统是研究最多、发展最完善、能够解决复杂任务的系统。但是,由于LANDMARC系统耗时长,而且硬件和定位精准度不够,使用的局限性较大,这种定位算法渐渐被空间定位算法来接收信号。定位算法被发送到邻近的多频阅读器,那里有电子标签、读卡器和参考标签,并用于通过扩展范围来扩展定位范围。TCP/IP用封装和分用的两种方式来体现在数据包的设计方面,封装指的是发送数据过程中的应用程序,在运转时每一层都添加上首部信息,用来同频次的与接收端沟通交流。TCP/IP协议通信的过程其实就对应着数据入栈与出栈的过程,在入栈过程中,发送数据的一方在每一层级进行首部与尾部的封装,加入输送的信息来保证数据能都传到接收方。出栈的过程就是与入栈过程相反的。

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