基于光纤传感的现场总线监控系统研究

【摘要】： 随着石油、液化石油气罐区生产工艺越来越复杂，参数控制和安全防爆的要求越来越高，对罐区储运系统安全生产自动化控制水平的要求也越来越高。近几年，随着人们对罐区灾难性事故后果的认识和提高，罐区自动化控制和管理现代化有了相当的发展。但是远远不能满足生产的安全和质量的需要。 石油罐区操作一般为间歇和多流程操作，即一个罐组、甚至一座储油罐都可能有十个、数十个流程操作，有时是单流程操作，有时是部分流程的组合操作，开错一个阀门，就可能发生意想不到的跑串事故。防止相互冲突的流程同时执行，就是防止灾难性事故发生。此外，防止罐介质外泄，遇火源形成灾难性事故也是罐区安全生产的基本任务。因此，多年来国内一直试图开发一种可以有效的把生产管理、过程控制，安全监控、事故预案有机结合起来的双重控制系统，来确保罐区的安全生产。 本文针对石油、液化气罐区现状，对石油、液化气罐区安全生产过程进行全面分析，在基于光纤传感技术、PROFIBUS现场总线技术和计算机控制技术基础上应用网络技术、通信技术以及安全分析方法，在“ETHERNET”网络建立具有生产管理、进程控制、安全控制、事故预案等功能的液化石油气罐区生产与安全双重控制系统。 本论文的主要工作为： (1)对液化气罐区各种参数(罐液位、温度、压力、环境可燃气浓度、阀门回讯)通过光纤传感器(光纤液位计、光纤液位高位报警器、光纤温度计、光纤压力计等)进行采集，并进行过程组态，通过下位可编程逻辑控制器(PLC)和上位组态软件完成生产控制系统的开发。 (2)使用先进的PROFIBUS总线技术取代传统的分布式集散系统和RS485总线技术。搭建一个完善的基于PROFIBUS现场总线技术的网络平台。 (3)在对液化气罐区生产特点进行科学分析的基础上，引进流程管理机制，对罐区生产进行全面的在线安全分析、安全监督、一旦有危及安全的操作，进行安全控制、完成安全控制系统的开发。 为了达到生产控制系统和安全控制系统的快速实时通讯，利用动态数据交换技术，开发生产控制系统和安全控制系统的数据接口。