化工码头与库区控制管理系统综合组网技术研究

摘要：随着我国民经济的发展，石油化工能源的需求量与日俱增，化工码头与库区的建设项目也陆续上马，如何做好码头与库区的组网工作，建设高效、先进、可靠的控制管理系统，提高企业竞争力十分必要，本课题依托天津南岗泰奥石化码头与库区建设项目，深入分析研究了相关的综合组网技术。

关键词：综合组网 化工码头与库区 工业以太网

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）05-0083-01

1 背景

化工码头与库区业务联系紧密，模式有二家公司分开经营和一家公司统一经营两种。对于后者，在组织管理上提供了更加统一的管理模式，同时为了更好的实现控制管理系统集中、灵活、可靠、稳定性提出了更高的要求，

南港泰奥石化码头位于天津南港工业区西港池西侧，规划建设8个泊位，并预留2个10万吨级泊位，一期建设四个泊位，建设东西两个库区。控制管理系统由工艺流程自动控制、信息管理、视频监控、电量监测、语音广播、电子巡更、消防给排水等各子系统构成。

本课题依托该项目，进行了深入的研究并提出了综合组网技术方案，有效整合了码头和库区的信息资源，建设一套稳定可靠的控制管理系统。

2 OPC技术

由于码头和库区的控制系统由分散的各子系统构成，各子系统采用的设备和方案由于各自的实际要求不尽相同，为了将这些子系统集成并架构统一的实时监控系统，实现各个系统的数据共享，需要统一的开放接口，为此，本项目应用OPC（OLE for Process Control）来实现各子系统数据传输的基本协议。

OPC基于Microsoft公司的Distributed interNet Application （DNA） 构架和Component Object Model （COM） 技术的，根据易于扩展性而设计的。

OPC规范定义了一个工业标准接口，是以OLE/COM机制作为应用程序的通讯标准。OLE/COM是一种客户/服务器模式，具有语言无关性、代码重用性、易于集成性等优点。OPC规范了接口函数，不管现场设备以何种形式存在，客户都以统一的方式去访问，从而保证软件对客户的透明性，使得用户完全从低层的开发中脱离出来。OPC定义了一个开放的接口，在这个接口上，基于PC的软件组件能交换数据。它是基于Windows的OLE——对象链接和嵌入、COM——部件对象模型（Component Object Model）和DCOM——分布式COM（Distributed COM）技术。因而，OPC为自动化层的典型现场设备连接工业应用程序和办公室程序提供了一个理想的方法。

3 综合组网技术

在石化仓储项目上，DCS应用实例较多，在石化码头PLC应用实例较多，随着PLC作为成熟的控制器及其网络通讯能力的迅速发展，基于PLC构成的控制网络与传统的DCS系统已经没有明显的区别，本项目采用ABPLC作为码头和库区的处理器，不仅在硬件上最大程度的统一品牌规格，从而减少中间技术协议转换工作减少备品备件数量，同时由于PLC组网造价较之DCS组网有价格优势，因此可以有效降低系统造价。

采用工业以太网技术，保证了通讯网络良好的兼容性和稳定性，同时实现了通讯的高速化。其中管理系统工业以太网络主要用于办公信息管理系统的数据处理、存贮、信息查询以及报表的输出等工作，管理以太网主干网络通讯速率为1000M。控制系统网络能够长期连续运行。控制系统工业以太网络具有网络在线编程和系统离线编程的功能。主要功能包括流程控制操作；处理操作指令；自动收集设备状态数据并指示设备运行和设备故障状态；流程联锁和逻辑控制；实时数据采集和处理；系统与各子系统的有线数据通信；系统与各子系统的I/O有线信号传输；接收船舶和库区的输入数据；控制系统网络全系统故障自诊断。

在VC环境中使用定制接口开发OPC客户应用程序，OPC技术规范把硬件供应商和应用软件开发者分离开来，使得双方的工作效率都有了很大提高。本项目应用RSView32组态软件进行实时监控的过程控制，应用OPC技术方便地实现了VC应用程序和RSView32的数据交换，间接地实现了VC应用程序与PLC的通信。

采用OPC技术，保证码头和库区硬件系统选型的独立性和软件通信协议的融合性。本项目根据生产工艺和空间建有3个控制分中心，分别是码头控制管理分中心、东库区控制管理分中心以及西库区控制管理分中心，其中控制主站设置在西库区。在每个分中心设置2台OPC服务器，分别负责PLC控制系统和视频监视系统的数据存储接收和转发工作。其中视频监控系统包括视频监视、防入侵检测、门禁考核、电子巡更及海关等子系统，PLC控制系统包括工艺流程控制、消防给排水控制及电伴热子系统。

该系统组网拓扑结构既保持了数据的全息共享，同时，又保证了各控制管理分中心的相对独立性，对于设备选型及传输方式可以兼容并蓄，控制系统监控东库区为主监控中心，西库区为辅监控中心，码头监控中心设置成无人值守监控中心，其中各监控中心的消防和输油、储油工艺在控制上完全独立设置，输油工艺现场控制阀门等采用总线形式以节约项目投资成本，而消防工艺控制采用传统的电缆连接方式以确保系统的可靠性。

4 结语

本课题依托天津南港泰奥石化码头工程，结合工程实际情况提出了科学的组网技术方案，各个子系统相对独立又通过OPC技术实现无缝连接，适合码头和库区二位一体的企业，提高了企业的技术竞争力。

参考文献

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[2]孟逢逢.冗余OPC数据采集系统的设计与实现[J].计算机应用，2009（01）.

[3]马玉敏，樊留群，张浩.工业以太网的最新发展[J].电气时代，2006（04）.