油库油气回收Web监测平台设计.pdf

第 5 1 卷第 l 期 2 0 1 5 年 2月 石油化工自动化 AUTOM ATI ON I N P ETR - CHEM I CAL I NDUS TRY Vo L 5 l ，No ． 1 F e b r u a r y ，2 0 1 5 油库油气 回收 We b监测平台设计 吴锋棒 ， 王振中， 修德欣 ， 丁莉丽 中国石油化工股份有限公司 青岛安全工程研究院， ，张卫华 山东 青 岛 2 6 6 0 7 1 摘要 针对储油库在储存、 收发汽油过程中的油气排放总量控制问题， 国家环境保护总局于 2 0 0 7 年出台了G B 2 0 9 5 0 2 0 0 7 储油库大气污染物排放标准 ， 要求各地储油库在规定时限内完成油气回收改造。为了对各油库的油气 回收装置运行情况进 行统一监测 ， 结合 OP C， C ／ S结构 ， B ／ S结构等技术， 在 c平 台下开发 了油库油气 回收 We b监测平 台 。测试表 明， 该 系统具有 良好 的实时性 、 兼容性和可靠性 ， 能够满足实际应用要求。 关键 词 储油库油气回收装置监测C编程语言 中图分类号 T P 2 7 7 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 7 7 3 2 4 2 0 1 5 0 1 0 0 4 6 0 3 De s i g n o f W e b M o ni t o r i ng a n d De t e c t i ng Pl a t f o r m f o r Oi l v a po r Re c o v e r y i n Bu l k Ga s o l i n e Te r mi na l s W u F e n g b a n g ，W a n g Z h e n z h o n g，Xi u De x i n，Di n g Li l i ，Z h a n g W e i h u a Re s e a r c h I n s t i t u t e o f S a f e t y En g i n e e r i n g，S i n o p e c ，Qi n g d a o，2 6 6 0 7 1 ，Ch i n a Ab s t r a c t Co n t r a p o s i n g t h e p r o b l e m o f t o t a l g a s v a p o r e mi s s i o n a mo u n t c o n t r o l d u r i n g s t o r i n g， r e c e i v i n g a n d d i s p a t c h i n g i n b u l k g a s o l i n e t e r mi n a l 。GB 2 0 9 5 0 2 0 0 7“ E mi s s i o n s t a n d a r d o f a i r p o l l u t a n t s f o r b u l k g a s o l i n e t e r mi n a l s ’ ’wa s p r o p o s e d i n 2 0 0 7 b y s t a t e e n v i r o n me n t a l p r o t e c t i o n a d mi n i s t r a t i o n ． Ac c o r d i n g t o t h i s s t a n d a r d ， o i l v a p o r r e c o v e r y u n i t s h o u l d b e i n s t a l l e d i n e v e r y b u l k g a s o l i n e t e r mi n a I b e f o r e d e a d l i n e ．I n o r d e r t o r e a l i z e u n i f o r m mo n i t o r i n g a n d d e t e c t i n g o f t h e s e u n i t s r e mo t e l y i n a n i n t e g r a t e d p l a t f o r m ， a n o n l i n e W e b mo n i t o r p l a t f o r m wa s d e s i g n e d b a s e d o n OP C t e c h n o l o g y ，c ／ s s t r u c t u r e ，B ／ S s t r u c t u r e ，e t c ．Ac t u a l t e s t s h o ws t h i s p l a t f o r m i s c h a r a c t e r i z e d b y g o o d c o mp a t i b i l i t y ，s t r o n g r e a l t i me l i n e s s a n d g o o d r e l i a b i l i t y ．I t me e t s t h e p r a c t i c a l r e q u i r e me n t s f o r a p p l i c a t i o n ． Ke y wo r d s b u l k g a s o l i n e t e r mi n a l ；g a s v a p o r r e c o v e r y u n i t ；mo n i t o r i n g a n d d e t e c t i n g；C s h a r p 近年来 ， 随着国内经济的快速发展 ， 对化石能 源的消耗量大幅增加 ， 空气污染 的状况也 日益严 重。早在 2 0 0 7年， 为了对储油库在储存 、 收发汽油 过程中的油气排放总量进行控制， 国家环境保护总 局出台了 GB 2 0 9 5 0 --2 0 0 7 储油库大气污染物排 放标准 ， 要求各地储油库在规定时限 内完成油气 回收改造 。目前 ， 国内大部分城市的储油库已经 完成 了油气回收改造 ， 并安装了油气 回收装置 。 为了对各地的油库油气 回收装置进行 日常监 测和维护， 工作人员经常会通过远程方式去逐个访 问各油库油气 回收系统上位机 ， 对装置运行情况进 行记录 ， 并对故 障情况进行统计和处 理， 该方式在 装置较少时是可行的。但随着装置数量的迅速增 加 ， 通过人工访 问的方式不仅耗时耗 力， 而且实时 性较差 ， 装置出现紧急故 障时， 维护人员无法及 时 获知， 此外远程方式对网速的要求较高 ， 在网络状 况不良的情况下经常会 出现无法访问的状况 。为 了改善这种情况 ， 笔者结 合 OP C技术 、 c ／ s结构 、 B ／ S结构等技术 ， 在． Ne t 平 台上 开发了一种可实 时对油库油气 回收装置进行监测的 We b平台。 1 总体设计 目前 ， 实际应用的油库油气 回收装置的控制核 心通常为 P L C， 上位机监控软件主要为各类组态 软件 ， 如 组态王 、 Wi n C C及 MC GS等 ， 根据客户 具体要求 ， 各不相同， 但一般都支持 0 P C接 口。为 了使开 发 的系 统具 有 良好 的兼 容性 ， 决 定 使 用 O P C方式 与装置 的组态 软件进 行数据 交互 。但 是 ， 如果直接通过远程 O P C访 问的方式进行数据 交互 ， 需要对装置上位机系统进行较为繁琐 的 网 稿 件收到 日期 2 0 1 4 1 0 1 5 ， 修改稿收到 日期 2 0 1 4 1 1 1 5 。 作者简介 吴锋棒 1 9 8 1 一 ， 男， 2 0 0 7 年毕业 于中国石油大学化 学 工程专业 ， 现就职于 中国石 油化工 股份有 限公 司青 岛安 全工程 研 究院 ， 从 事储运安全环保研究工作 ， 任研发副主任师 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 吴锋棒等．油库油气回收We b监测平台设计 4 7 络权 限配 置 ， 不 仅会 降低 系统 的安全 性 ， 而且 有 可能对 系统的其 他功能造成影 响。因此 ， 系统在 设计 时 ， 综合 采用 了 OP C技术 、 c ／ s结 构 和 B ／ S 结构 。 文中所开发的油库油气 回收 we b 监测平台如 图 1所示 ， 主要 由 3个部分构成 。首先是运行在油 库油气回收上位机上的客户端 Cl i e n t 端 ， 客户端 通过 O P C接 口与组态软件进行数据交互 ， 并将获 取 的数据打包通过 c ／ s的方式传递给远程服务器 上运行的服务器端 S e r v e r端 。服务器端 收到数 据包后 ， 对数据包进行必要的校验 ， 若校验通过 ， 则 存储到本地数据库中； 若校验失败 ， 则丢弃数据 ， 等 待客户端重新发送。这样一来 ， 油气 回收 We b监 测平台通过访问数据库 ， 便可获取到各地油库油气 回收装置的实时数据 ， 然后在 网页中进行显示、 报 警 、 分析、 报表等操作 。 图 1 油库 油 气回收 We b监 测 平 台结构 示意 2系统概述 2 ． 1 c ／ s与 B ／ S结构 c ／ s指 的 是 传 统 意 义 上 的客 户 端／ 服 务 器 C l i e n t ／ S e r v e r 结构 ， 它可以充分利用两端硬件环 境 的优势 ， 将任 务合理分 配到 C l i e n t端和 S e r v e r 端来实现 ， 从而降低系统 的通信开销 ， 是早期软件 开发的首选设计方式。B ／ S指的是浏览器／ N务器 B r o ws e r ／ S e r v e r 结构 ， 是随着 I n t e r n e t 技术 的兴 起而形成 的一种 模式Ⅲ 2 J 。与 c ／ s相 比， B ／ S的优 点主要有 1 兼容性好 。客户端无需安装任何专 门软件 或系统 ， 只要有 1台能上网的终端就能使用 。在移 动互联 网高度普及 的今 天 ， 甚 至可 以直接 通过手 机 、 平板等移动上网设备进行访问和操作 。 2 扩展性强。需要升级 时， 只需对服务器端 的程 序进 行 升级 即可 ， 不需 要 重新 编 写 客户 端 程序 。 因此 ， 本文设计 的平 台中， 对功能相对简单 ， 无 需经常升级 的数 据采集 传输 部分采用 了 c ／ s结 构 ； 而在功能较为复杂 ， 需要经常升级维护 的监测 平台则采用 了更为灵活的 B ／ S结构 。 2 ． 2 C与 0P C技术 C编程语言是微软公司专门为． Ne t 平台设 计的一种语言 ， 是一种完全面向对象的可视化编程 语言 J 。C不仅可用于开发 Wi n f o r m 和 We b程 序 ， 而且具有较为丰富的控件支持 ， 可以大幅缩短 程序的开发周期 ， 因而笔者选择 C作为监测平台 的开发语言。 OP C即用 于过程控 制 的对 象连 接与嵌 入技 术 ， 是一种 Wi n d o ws 应用程序和现场过程控制应 用进行数据交互的标准接口， 是一种高效 、 可靠 、 开 放、 具备互操作性的工业数据交互解决方案 J 。 笔者 通过第 三方 开发 工具包 来实 现 C与 O P C服务器的数据交互 ， 主要步骤如图 2 所示。 声 明OP CI] E 务器对 象 I 声明同步组对 象 』 将要读 取的变量名称 存入 同步组对象 内 I 声明O P C E 务器内对象数据 』 连接OP CJl E 务器 』 声 明OP C J] 务器里面项 的状态对象 I 读 取数据 图 2 C与 OP C服务器的数据交互示意 2 ． 3 监测平台客户端 监测平台客户端的程序流程如图 3所示 。程 序运行时， 首先载入 同 目录下的配置文件 ， 配置文 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 8 石油化工 自动化 第 5 1 卷 件内包含 了油气 回收组 态系统 OP C服务器的名 称 、 要采集的数据列表 、 采集周期 、 远程服务器地址 等信息。然后 ， 客户端连接组态系统 OP C服务器， 请求读取数据 ， 并将读出的数据打包 。最后 ， 使用 Tc p C l i e n t 类与 服务 器端建 立可靠 的 TC P ／ I P连 接 ， 将数据包以文件流方式传输到服务器端 ， 完成 传输后 ， 断开连接 ， 等待下一采集周期 的到来 。 图 3 远 程监 控客 户端工作 流程 示意 2 ． 4 监测平台服务器端 监测平台服务器端的程序流程如图 4 所示。服 务器端启动时， 首先载入配置文件， 读取远程装置的 名称与 I P地址列表 ； 然后开启 T C P连接侦听， 检测 来 自客户端 的传输请 求。一旦收到请 求后 ， 建立 T C P连接 ， 接收数据包并对其完整性进行必要 的校 验， 若数据包完整有效， 则将数据 内容存 人数据库 中； 若数据包无效 ， 则丢弃 ， 等待客户端再次进行发 送 。为了让服务器端能够 同时处理来 自多个客 户端的请求， 采用了多线程网络通信技术 ， 使每次数 据传输请求都在不同的线程 中进行处理 ， 处理完毕 后即销毁相应线程 ， 防止客户端之间的相互干扰。 图 4 远程监控服务器端程序流程示意 2 ． 5 监测平台 We b端 监测平 台 we b端 的功能模 块 如 图 5所示 。 We b 端 目前主要有 5个功能模块 ， 分别为状态总 览 、 详细列表 、 报警记录、 历史曲线及报表输 出。状 态总览页面可以显示所有 油库油气 回收装置 的当 前工作状态 ， 如离线、 自动、 报警 、 停止等若干种情 况。详细列表页面可以查看油库油气 回收装置运 行 的关键参数 ， 如压力 、 温度、 累计处理量等。报警 记录和历史 曲线页面用于查看装置的历史报警记 录和参数曲线 。报表输出页面可 以直接将所有装 置 的 统 计 结 果 输 出 为 电子 表 格 ， 进 行 存 档 或 打印 ] 。 图 5监 测平 台 We b端功 能模 块 示 意 用户在浏览器中输入网址后 ， 首先会弹出登录 页面 ， 输入正确的用户名和密码即可登入系统 。打 开特定 的功能页面后 ， 网页将连接数据库查询数据 并将其按预定形 式显示在页面上。为了保证数据 的实时性 ， 网页会每隔一段时间 自动刷新一次 。 3 应用效果 为了验证油库油气回收 we b监测平 台的稳定 性和可靠性 ， 笔者在若干油库的上位机安装了开发 的客户端程序 ， 并在控制中心的服务器上部署 了服 务器端程序和 We b站点 。 4 结论 笔者基于 C开发了一种油库油气 回收装置 we b监测平台， 该平 台包括安装于油库油气 回收 装置上位机中的客户端 、 安装于控制中心服务器上 的服务端及部署在控制中心服务器上的 we b站点 三部分。客户端采用 O P C技术与各类组态软件进 行数据交互， 然后采用 B ／ S的方式将数据发送 给 服务器端 。服务器端采用 了多线程 网络通信技术 ， 可同时连接多个客户端 ， 服务器端收到数据后 ， 直 接存人数据库 中。用户登人 We b站点后 ， We b程 序通过查询数据库来将 内容呈现 出来。经过在若 干油库的实际应用测试表 明， 该 we b监测平台性 能可靠、 实时性强 ， 且客户端无须安装任何软件 ， 操 下转第 6 1页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1期 韩平．调节阀震荡原 因分析与处理 6 1 3改进过程 针对如何消除引发震荡 的加强降噪笼套 的影 响， 有两套解决方案 。 1 将原设计的半截加强降噪笼套长度延长至覆 盖全行程 O --l O O 范围。该方案基于保持并加强 降噪设计， 不会影响调节阀的所有性能。缺点是加工 工艺复杂并且要求颇高， 笼套上的密集开孔按照渐变 过渡扩大直径， 需要精密计算， 实施难度很大。 2 将原设计 的半截加强 降噪笼套取消。该方 案加工简单 ， 容易实施 。缺点是缺少加强降噪笼套 会使 阀门降噪性能有所降低 ， 实施前必须经过评估 证明其能够保证阀门噪声达标 。 咨询了几 家知名调节 阀制造商的专业技术人 员 ， 对上述两套方案进行计算和评估 。多数意见倾 向于采用 方案 2 ， 既容易加工 ， 也不会 造成 噪声 超标 。 考虑到阀芯与阀座的配合尺寸精度要求严格 ， 委托有加工实力的调节 阀专业公司进行测绘 与制 造。相 比原件 ， 新阀座去除了原有 的半截笼套 ， 新 阀芯原密封面上部的凸台也相应做了缩径处理 。 4改进效果 利用停车检修机会更新了改造后的阀芯阀座 ， 从运行结果分析 ， 除 了跃变信号稍有滞后外 ， 均达 到预期效果 ， 完全能够满足工艺对蒸汽管网调节的 动作响应 ， 彻底 消除 了阀位震荡现象 。之后 ， 又经 过多次开车、 负荷变化和停 车过程的考验 ， 在所有 工况下该阀均能够工作稳定 ， 证 明改进效果 良好。 5 结束语 针对阀门震荡问题展开研究 ， 通过层层剖析和 实验 ， 终于发现是因为内部结构设计缺陷导致动作 失常。制订 了切实可行的改进方案 ， 更新投用后有 效地 消除了原有缺陷， 证实在各种工况下都能正常 运行 ， 成功地实现 了改进 目标。 参考文献 [1] 陆德民 ， 张振基 ， 黄 步余． 石 油化工 自动化设 计手册 [ M] ． 3 版． 北京 化学工业 出版社 ， 2 0 0 0 ． [2] 明赐东． 调节 阀计算选 型使用 E M3 ． 成都 成都科技 大学 出 版社 ， 1 9 9 9 ． [3] 房汝洲．新编调节 阀设计及应用实务全书 [ M] ． 北京 知识 出版社 ， 2 0 0 6 ． [4] 王树青 ， 乐嘉谦 ． 自动化 与仪表工程师手册E M] ． 北京 化学 工业 出版社 ， 2 0 1 0 ． [5] 乐嘉谦 ， 王立奉 ， 邵勇． 化工仪表维 修工 E M3 ． 北京 化学 工 业 出版社 ， 2 0 0 6 ． [6] 朱 炳 兴 ， 王森． 仪 表 工试 题 集 E M] ． 北 京 化 学 工业 出 版 社 ， 2 0 0 2 ． [ 7] 厉 玉 明． 化 工仪 表 及 自动 化 E M] ． 北 京 化 学 工 业 出 版 社 ， 2 O l 1 ． [ 8 ] 崔继哲． 化工机械与设备检修技术E M] ． 北京 化学工业出 版社 ， 2 0 0 0 ． [ 9] 周 春 晖． 过 程 控制 工 程 手 册 [ M] ． 北 京 化 学 工 业 出 版 社 ， 1 9 9 4 ． E l O ] 乐嘉谦． 仪表工手册t M] ． 北京 化学工业出版社， 2 0 0 3 ． 上接 第 4 8页 作人员可以随时随地登录系统进行查询和分析 ， 与 原有的人工查询方式相 比， 具有较 大的优越性 ， 能 够有效地提高工作效率。 参考文献 [ 1 ] 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