化工企业安全监控预警系统

化工企业安全监控预警系统2007年4月18安生信息科技有限公司服务电话：0574-8736400887286339Email:[e-mail]第1页化工企业安全监控预警系统研究报告安生信息科技有限公司2007年4月化工企业安全监控预警系统2007年4月18安生信息科技有限公司服务电话：0574-8736400887286339Email:[e-mail]第2页项目概述:对化工罐区进行有效的监控对提高管理水平，降低工人的劳动强度，改善工人的工作条件，避免事故的发生等等方面具有十分重要的意义。在我国，长期以来对罐区和码头的管理主要是靠人工进行，并没有真正意义上的“监控系统”。随着各种新技术、新方法应用到储罐计量领域，到了90年代初，各罐区储罐上基本都装备了能够对液位进行自动测量的仪表，操作人员就可以坐在控制室里通过二次仪表纵观各储罐的状况，但是具体的控制工作仍需人工进行。随着工业总线系统理论的提出和产品大量进入工业过程控制，自动化控制系统及仪表正向着数字化、智能化和网络化(或分散化)方向发展，而利用PROFIBUS总线就能很好得实现对大型复杂系统的远程控制。防爆远程I/0系统的出现解决了传统防爆系统、产品投资高、可靠性低、运用复杂等问题，在工业领域得到广泛运用。基于Profibus现场总线技术的现场控制器真正体现了过程自动化的分散控制概念，控制可以从地理上分散到各个现场总线器件中，而不是像传统的DCS系统，所有的控制策略是在其内部做出的。现场总线控制系统成为控制系统发展的方向，积极开发基于现场总线的控制系统，推进工业自动化的发展成为当今的重要课题。本报告通过分析国内外工业控制现场总线网络系统的主流类型、特点、应用领域以及对宁波港镇海港埠有限公司液体化工区现有监控系统情况进行认真分析，对集散控制系统，现场总线控制系统和远程I/O的特点进行详细比较，提出以新型远程I/O为基础的两层现场总线控制系统，对罐区监控系统进行了系统结构和系统软、硬件设计，并成功应用于宁波港液体化工区。本文设计的系统采用支持PROFIBUS现场总线协议的西门子SIMATICS7-400为PLC，用德国CEAG公司的现场防爆Il0产品建立防爆远程I/0站采集现场数据，采用PROFIBUS-DP总线来实现数据信号的传输，从而实现化工区的远程监控。重点解决的是在工罐区防爆、防火、防腐的特殊条件下，PLC系统和现场防爆I/O产品的选择。关键词:PROFIBUS，现场总线，远程防爆I/0站化工企业安全监控预警系统2007年4月18安生信息科技有限公司服务电话：0574-8736400887286339Email:[e-mail]第3页目录第一章绪论•...............................................................11.1研究背景.............................................................11.2研究的目的和意义.....................................................21.3国内外相关技术及其发展•..............................................31.4研究的主要内容•......................................................4第二章宁波港液体化工区现状分析•...........................................52.1宁波港液体化工区概况•................................................52.2装卸工艺简介•........................................................72.3监控现状及分析•......................................................8第三章系统总体设计的基本思路.............................................103.1监控系统设计原则.....................................................103.2监控系统的功能要求...................................................123.3监控方案研究.........................................................143.3.1分散控制系统(DCS).................................................143.3.2现场总线控制系统(FCS).............................................153.3.3远程I/0控制系统....................................................173.3.4监控方案比选......................................................193.4小结.................................................................20第四章监控系统通讯网络研究................................................224.1现场总线技术概述.....................................................224.1.1现场总线的主要特点..................................................224.1.2现有的几种现场总线................................................234.1.3现场总线的发展趋势................................................254.2通讯网络选型.........................................................264.2.1三菱CC一Link网络................................................264.2.2OmronController-Link网络..........................................274.2.3SiemensProfibus网络.............................................284.2.4小结..............................................................31化工企业安全监控预警系统2007年4月18安生信息科技有限公司服务电话：0574-8736400887286339Email:[e-mail]第4页4.3Profibus-DP网络设计.................................................314.3.1Profibus-DP行规...................................................314.3.2Profibus-DP系统配置...............................................32第五章监控系统的硬件设计.................................................335.1现场防爆设备........................................................335.2远程工//0从站的设计.................................................345.2.1防爆远程I/0站的选择.............................................345.2.2防爆远程I/0站的设计.............................................385.3PLC控制站的设计....................................................375.4监控层的设计........................................................39第六章结论...............................................................42第一章绪论1.1背景随着化学、石油工业的不断发展，世界各国对液体化工制品的需求也在不断地增加。为了满足这一要求，各国纷纷建立为数众多的化学工厂来生产相关的产品，而为了方便液体化工原料、中间体和制品的运输、接卸、存储，在沿海地区港口建设了许多不同功能罐区，用化工企业安全监控预警系统2007年4月18安生信息科技有限公司服务电话：0574-8736400887286339Email:[e-mail]第5页以存储、运输品种繁多的液体化工原料、中间体和制品。这些港口的管理部门每天都需要掌握罐区每个储罐罐内存储介质的液位、温度、压力、体积和质量、罐区内可燃气体浓度以及码头的管道压力、连通管道流量、阀门状态和可燃气体浓度等重要数据，既要保证数据的准确和及时，又要确保储罐、码头的安全，防止意外事故的发生。因此，罐区储罐和码头参数的精确检测，码头以及罐区各作业流程的有效管理是非常重要的。在我国，长期以来对罐区和码头的管理主要是靠人工进行，并没有真正意义上的“监控系统”。对储罐计量，最初只是靠有经验的工人利用检尺通过对各储罐的液位高度进行测量(即通常所讲的“人工检尺”)的方法来对储罐进行监视。该方法原始而又繁琐，人为因素影响大，精度低。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，一些发达国家从八十年代开始，就借助于微电子、计算机、光纤、超声波、传感器等高科技的迅猛发展，将各种新技术、新方法应用到储罐计量领域，使储罐自动计量呈现出集功能、精度、现场一体化的新局面。到了90年代初，各罐区储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储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储罐的状况了。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，液体化工原料、中间体和制品的种类也不断增加。对罐区的管理也提出了越来越高的要来，而由操作人员对罐区储罐、管道及码头的过程数据的定时巡检记录、汇总、分析显然越来越显示出其在实时性、准确性、合理性方面的不足。因此管理人员的责任和压力也不断增加。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)以及由多台计算机递阶构成的集中与分散相结合的集散控制系统DCS(DistributedControlSysterm)被广泛地应用到各行各业。因此，近年来人们开始尝试使用计算机构成监控系统来对罐区进行综合的管理。有关资料显示，在发达国家中罐区监控系统已普遍使用了DCS。在罐区DCS监控