基于Web的網絡儲油罐群遠程監控系統研究

．引言
在我國石油、化工、軍事、能源等領域現有各類型儲油罐數萬個，而且隨著經濟的不斷發展，其數量也呈持續上升趨勢。其中，大部分油罐均為人工手動計量，效率低，誤差大,制約了儲油罐群自動化管理水平的提高。對一個儲油設備來說，連續的壓力和溫度監測十分重要。隨著社會的發展，要求操作員必需能夠從中央控制室綜合監測油品的界面(液位)、溫度，并能控制每個油泵和調節其進口和出口壓力,另外在超出報警限時應報警并采取相關的措施，保護整個系統處在較高的安全水平上，同時實現整個油罐群網絡自動管理和遠程監控。本文從儲油罐群的網絡化出發，利用現場總線和Web應用的優勢，提出基于Web的現場總線網絡控制與信息系統模型，以Web應用的形式，建立一種可行的油罐群系統遠程監控的體系結構，實現企業信息網絡和控制網絡的融合，使管理決策人員能夠隨時了解、管理儲罐的運行和生產，對提高儲油罐群自動化管理水平具有較大的實用價值[1]。
2．系統的功能與體系結構
2.1 系統功能
系統需要能對各儲罐進行實時測量和控制。
對每一個油罐需采集的參數有：油品的界面(液位)、溫度(罐內油品在任何界面時的上、中、下三點溫度值)、油泵的進口和出口壓力和油泵的主軸溫度；
對每一個油罐需控制和調節的參數有：油泵的進口壓力、油泵的出口壓力。
能通過上位機（IPC）進行集中的監控管理。
能通過Internet進行遠程監控管理。
2.2 系統的體系結構
系統的底層采用CAN總線網絡完成現場的測控任務。中間層是一個多層結構，由CAN總線的網關、數據庫和WEB服務器組成。上位機IPC不但作為現場總線的監控機，還安裝有數據庫服務器、遠程測控的WEB服務器。
監控機根據后臺數據處理程序負責對整個CAN總線進行監視管理；
數據庫負責存儲從底層控制系統中采集的數據、并向系統發送的控制數據以及對進行各種計算直接產生的中間數據，并對歷史數據進行存儲和歸檔。
Web服務器是一個基于Internet的超文本分布信息系統。對于客戶/服務器體系結構的遠程測控系統，遠程客戶需要通過Internet/Intranet訪問服務器端。如今，主要有兩種訪問模式，即B/S和C/S模式。本文中系統的頂層采用基于瀏覽器的客戶端/服務器B/S（Browser/Server）通信方式。B/S方式不需要客戶端負責數據庫的存取和復雜的計算，只是通過瀏覽器顯示，因而大大降低了客戶端的要求[2]。基于Web的CAN網絡儲油罐群遠程監控系體系結構如圖1所示。

3 系統底層網絡的設計
3.1 基于CAN現場總線的底層網絡方案
目前對于油罐參數的采集與傳送主要通過RS-485 網絡來完成，其檢錯、糾錯、錯誤定位能力弱，無總線脫離功能。而CAN（Controller Area Network）是一種應用廣泛的現場總線，它以ISO/OSI模型為基礎的，具有完整的軟件支持系統，能夠解決總線控制、沖突檢測、鏈路維護等問題，允許多主存在。適合于熱插拔，高速、檢錯和糾錯能力、良好的EMC特性。本文采用CAN作為底層信息的傳輸媒介，通過總線接口電路實現現場數據、控制指令和狀態信息的傳送，形成總線式的局域網拓撲結構，具有結構簡單、成本低、可靠性較高等特點[3]。
對一個大型儲液罐群來說，要構成基于現場總線的控制系統，其檢測過程變量的變送器和相關的執行器必須是具有現場總線接口的儀表，其費用很高。本文采用設計現場總線智能I/O的方法，將該智能I/O作為現場總線上的智能接點，將常規變送器和執行器連入現場總線，具有很高的性價比。這種開放式的分布式智能感知與控制系統，可以在線識別、在線編程與即插即用。