基于Web的網(wǎng)絡(luò)儲油罐群遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究

．引言
在我國石油、化工、軍事、能源等領(lǐng)域現(xiàn)有各類型儲油罐數(shù)萬個，而且隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，其數(shù)量也呈持續(xù)上升趨勢。其中，大部分油罐均為人工手動計(jì)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(shè)備來說，連續(xù)的壓力和溫度監(jiān)測十分重要。隨著社會的發(fā)展，要求操作員必需能夠從中央控制室綜合監(jiān)測油品的界面(液位)、溫度，并能控制每個油泵和調(diào)節(jié)其進(jìn)口和出口壓力,另外在超出報警限時應(yīng)報警并采取相關(guān)的措施，保護(hù)整個系統(tǒng)處在較高的安全水平上，同時實(shí)現(xiàn)整個油罐群網(wǎng)絡(luò)自動管理和遠(yuǎn)程監(jiān)控。本文從儲油罐群的網(wǎng)絡(luò)化出發(fā)，利用現(xiàn)場總線和Web應(yīng)用的優(yōu)勢，提出基于Web的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)控制與信息系統(tǒng)模型，以Web應(yīng)用的形式，建立一種可行的油罐群系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控的體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)的融合，使管理決策人員能夠隨時了解、管理儲罐的運(yùn)行和生產(chǎn)，對提高儲油罐群自動化管理水平具有較大的實(shí)用價值[1]。
2．系統(tǒng)的功能與體系結(jié)構(gòu)
2.1 系統(tǒng)功能
系統(tǒng)需要能對各儲罐進(jìn)行實(shí)時測量和控制。
對每一個油罐需采集的參數(shù)有：油品的界面(液位)、溫度(罐內(nèi)油品在任何界面時的上、中、下三點(diǎn)溫度值)、油泵的進(jìn)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(diào)節(jié)的參數(shù)有：油泵的進(jìn)口壓力、油泵的出口壓力。
能通過上位機(jī)（IPC）進(jìn)行集中的監(jiān)控管理。
能通過Internet進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。
2.2 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的底層采用CAN總線網(wǎng)絡(luò)完成現(xiàn)場的測控任務(wù)。中間層是一個多層結(jié)構(gòu)，由CAN總線的網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)庫和WEB服務(wù)器組成。上位機(jī)IPC不但作為現(xiàn)場總線的監(jiān)控機(jī)，還安裝有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、遠(yuǎn)程測控的WEB服務(wù)器。
監(jiān)控機(jī)根據(jù)后臺數(shù)據(jù)處理程序負(fù)責(zé)對整個CAN總線進(jìn)行監(jiān)視管理；
數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)存儲從底層控制系統(tǒng)中采集的數(shù)據(jù)、并向系統(tǒng)發(fā)送的控制數(shù)據(jù)以及對進(jìn)行各種計(jì)算直接產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)，并對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和歸檔。
Web服務(wù)器是一個基于Internet的超文本分布信息系統(tǒng)。對于客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)，遠(yuǎn)程客戶需要通過Internet/Intranet訪問服務(wù)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(tǒng)的頂層采用基于瀏覽器的客戶端/服務(wù)器B/S（Browser/Server）通信方式。B/S方式不需要客戶端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的存取和復(fù)雜的計(jì)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(wǎng)絡(luò)儲油罐群遠(yuǎn)程監(jiān)控系體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 系統(tǒng)底層網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)
3.1 基于CAN現(xiàn)場總線的底層網(wǎng)絡(luò)方案
目前對于油罐參數(shù)的采集與傳送主要通過RS-485 網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用廣泛的現(xiàn)場總線，它以ISO/OSI模型為基礎(chǔ)的，具有完整的軟件支持系統(tǒng)，能夠解決總線控制、沖突檢測、鏈路維護(hù)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(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)、控制指令和狀態(tài)信息的傳送，形成總線式的局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性較高等特點(diǎn)[3]。
對一個大型儲液罐群來說，要構(gòu)成基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)，其檢測過程變量的變送器和相關(guān)的執(zhí)行器必須是具有現(xiàn)場總線接口的儀表，其費(fèi)用很高。本文采用設(shè)計(jì)現(xiàn)場總線智能I/O的方法，將該智能I/O作為現(xiàn)場總線上的智能接點(diǎn)，將常規(guī)變送器和執(zhí)行器連入現(xiàn)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(tǒng)，可以在線識別、在線編程與即插即用。