【正文】 原因比較簡(jiǎn)單，往往憑經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)就可找出事故發(fā)生的原因和防止事故發(fā)生以及減少事故損失的方法。而安全監(jiān)控系統(tǒng)的誕生則成為現(xiàn)代化安全管理的重要標(biāo)志。危險(xiǎn)區(qū)中的有害有毒氣體對(duì)操作工的身體造成很大的危害，而且在氣候惡劣的條件下，操作工在油罐上爬上爬下很不安全。同時(shí)，由于煉油裝置的自動(dòng)化水平的不斷提高對(duì)罐區(qū)的管理也提出了更高的要求，因此管理人員的責(zé)任和壓力也不斷增加，這對(duì)生產(chǎn)的安全是很不利的。由于可以從連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、屏幕顯示圖形和經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理得到各種圖表，及時(shí)掌握整個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)程參數(shù)、環(huán)境參數(shù)和生產(chǎn)機(jī)械的狀態(tài)，就保證了生產(chǎn)的連續(xù)與均衡、減少停頓和阻塞，防止重大事故發(fā)生。 安全監(jiān)控系統(tǒng)形勢(shì)分析 國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)油罐區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)的研究成果和研究動(dòng)向隨著石油化工工業(yè)的發(fā)展，石化企業(yè)開(kāi)始建造大型的儲(chǔ)油罐，由于罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故的危害極大，使得國(guó)內(nèi)外的石油化工企業(yè)對(duì)儲(chǔ)油罐區(qū)重要參數(shù)的監(jiān)測(cè)要求越來(lái)越高，不但要求操作簡(jiǎn)單、精度高，還要求在惡劣的環(huán)境下具有持續(xù)傳感的能力，并具有數(shù)字化輸出、報(bào)警和實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。大大提高了冶金、化工、建材等行業(yè)高溫測(cè)量的自動(dòng)化檢測(cè)水平；為電力系統(tǒng)高壓設(shè)備參數(shù)測(cè)量和安全監(jiān)測(cè)提供新的手段；為特大型工程的長(zhǎng)期安全運(yùn)行提供全新可靠的監(jiān)測(cè)方法；還將帶動(dòng)和興起一批為之配套的加工工業(yè)和新型敏感材料、特種光纖等新材料工業(yè)的發(fā)展。傳感器原理及應(yīng)用，天津大學(xué)出版社，2002，一些國(guó)家已將光纖高溫測(cè)量?jī)x、光纖液位傳感器等應(yīng)用于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，從而提高了安全監(jiān)控系統(tǒng)的有效性。第六章 總結(jié)2 光纖傳感器簡(jiǎn)介光纖傳感技術(shù)是20世紀(jì)70年代伴隨光纖通信技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的，以光波為載體，光纖為媒質(zhì)，感知和傳輸外界被測(cè)量信號(hào)的新型傳感技術(shù)。 光纖傳感器的基本工作原理及分類(lèi)光纖傳感器主要由光源、傳輸光纖及光檢測(cè)等部分組成，其基本原理是將光源的光經(jīng)光纖送入調(diào)制區(qū)，在調(diào)制區(qū)內(nèi)，外界被測(cè)參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用，使其光學(xué)性質(zhì)如光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)(顏色)、頻率、相位、偏振態(tài)等發(fā)生變化成為被調(diào)制的信號(hào)光，再經(jīng)光纖送入光探測(cè)器，并把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)而獲得被測(cè)參數(shù)，如圖2一1所示。在已經(jīng)實(shí)際運(yùn)用的光纖傳感器中，此類(lèi)光纖傳感器占大多數(shù)。2mm，溫度177。因此特別適用于易燃、易爆、有強(qiáng)烈腐蝕性對(duì)象的測(cè)量[1]。由于光纖具有這些優(yōu)點(diǎn)，人們開(kāi)始在各個(gè)行業(yè)應(yīng)用光纖傳感器。 圖22 光纖液位計(jì)原理框圖（[3]圖截自油罐區(qū)的光纖安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)探討，湖北安全生產(chǎn)信息網(wǎng)，文靜，2008 7 31）工作原理：光纖液位計(jì)是利用光脈沖調(diào)制原理研制的一種傳光型傳感器，系統(tǒng)由測(cè)量單元（包括浮球、鋼絲繩、重錘、導(dǎo)向輪、繩輪、磁力耦合器等機(jī)械檢測(cè)部分）、光纖傳感器、光電變送器、二次儀表、電源和計(jì)算機(jī)以及光纜組成，其工作原理如圖所示。由于光纖光柵溫度傳感器采用光信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和傳輸，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)電檢測(cè)，本質(zhì)安全防爆。 外觀尺寸：30mm5mm2mm(可定制其他尺寸)儲(chǔ)油罐由于腐蝕泄漏，或在收付過(guò)程中容易導(dǎo)致?lián)]發(fā)的石油氣泄漏，容易引起火災(zāi)爆炸事故，因此實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)甲烷氣體的濃度、防止爆炸，對(duì)于罐區(qū)安全運(yùn)行、人身安全有著至關(guān)重要的作用（自己寫(xiě)的）。如圖1一2所示:設(shè)一束波長(zhǎng)為入，光強(qiáng)為幾的單色平行光射向可燃和空氣混合的被測(cè)氣體時(shí)，氣室中的樣品在入處具有吸收線或吸收帶，光被吸收和散射一部分后透射過(guò)去。型光纖液位報(bào)警器的主要參數(shù)： 光纖光柵火災(zāi)報(bào)警器光纖光柵感溫火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)主要由光纖光柵感溫火災(zāi)探測(cè)器和光纖光柵火災(zāi)探測(cè)信號(hào)處理器組成。通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)掃描可調(diào)濾波器的濾波波長(zhǎng)，即可對(duì)探測(cè)區(qū)域內(nèi)的最高溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。型固定、B現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)易燃、易爆油料儲(chǔ)罐的安全檢測(cè)，是我國(guó)重點(diǎn)推廣的高新技術(shù)產(chǎn)品?？煽啃裕合到y(tǒng)運(yùn)行安全可靠，性能穩(wěn)定，可以在惡劣環(huán)境長(zhǎng)期連續(xù)工作。（3）可以顯示罐區(qū)分布圖的畫(huà)面，畫(huà)面上的數(shù)據(jù)(如液位、溫度、壓力等)按數(shù)據(jù)采樣周期更新。站內(nèi)的原油流程主要是：從各個(gè)油井和增壓點(diǎn)的來(lái)油首先進(jìn)入雙容積量油分離器，進(jìn)行來(lái)油計(jì)量，計(jì)量后的原油經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的沉降凈化后往其他集油站外輸或者進(jìn)行裝車(chē)外輸。(1) 內(nèi)容：①監(jiān)測(cè)罐區(qū)共16點(diǎn)氣體濃度。(2) 功能：①信號(hào)采集：信號(hào)采集包括對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表及模塊信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換處理?？刂迫齻€(gè)雙容積量油分離器的液位高低、三個(gè)齒輪卸油泵的開(kāi)關(guān)共9路是數(shù)字量輸出信號(hào)。③強(qiáng)勁的數(shù)據(jù)處理能力：擁有一顆超強(qiáng)、穩(wěn)定的心臟——中央處理器，優(yōu)異的兼容性，支持奔騰處理器，保證系統(tǒng)快速、穩(wěn)定地工作。YZ3301適合于工業(yè)環(huán)境下高可靠性通信。2mm177。+150℃（可定制量程） 遠(yuǎn)傳距離抗電磁干擾,防雷防爆防腐,能耐受高溫高壓。檢測(cè)范圍0—25%VOL % ≤30秒 其他設(shè)備系統(tǒng)還需要選用打印機(jī)、電源及顯示器等其他設(shè)備，這里我們選用惠普彩色噴墨打印機(jī)、山特3KVA型UPS電源（不間斷電源）和21寸飛利浦彩色顯示器。20個(gè)光纖液位計(jì)BTYG系列光脈沖信號(hào)輸出分辨率：9個(gè)氣體濃度傳感器BXC—02A可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警儀16個(gè)5控制柜儀表盤(pán)柜KG221儀表控制柜，2100900600（高寬深），配套接線端子、端子排、匯線槽及內(nèi)部接線1臺(tái)小型操作臺(tái)西儀橫河西儀橫河計(jì)算機(jī)專(zhuān)用平臺(tái)1臺(tái) 系統(tǒng)監(jiān)控方案設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)采用一臺(tái)研華工控機(jī)，配21寸飛利浦彩顯，帶有UPS電源的A3幅面彩色噴墨打印機(jī)。 組態(tài)王的結(jié)構(gòu)組態(tài)王軟件是人機(jī)界面軟件，采用了多線程、COM組件等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)多任務(wù)，軟件運(yùn)行穩(wěn)定可靠。PROJMANAGER具有很強(qiáng)的管理功能，可用于新工程的創(chuàng)建和刪除，并能對(duì)已有工程進(jìn)行搜索、備份及有效恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入和導(dǎo)出。圖51 組態(tài)王軟件架構(gòu)組態(tài)王的大部分驅(qū)動(dòng)程序采用組件（COM）技術(shù)，這種方式使驅(qū)動(dòng)和組態(tài)王構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，保證了運(yùn)行系統(tǒng)的高效率，也使系統(tǒng)有很強(qiáng)的擴(kuò)展性。在此方式下，DDE服務(wù)程序可以采用自己的方式與I/O設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，DDE服務(wù)程序與“組態(tài)王”采用標(biāo)準(zhǔn)DDE協(xié)議進(jìn)行通訊。使用人機(jī)接口卡可以與一個(gè)PLC連接，也可以與一個(gè)PLC的網(wǎng)絡(luò)連接。組態(tài)王充分利用了這個(gè)特性，對(duì)于提供這種通訊功能的下位機(jī)，組態(tài)王將盡可能地把需要采集的變量進(jìn)行優(yōu)化組合，在一次采集過(guò)程中得到大量有效的數(shù)據(jù)，有效地減少了通訊的次數(shù)。報(bào)警是過(guò)程狀態(tài)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)發(fā)生的警告，同時(shí)要求操作人員做出響應(yīng)。組態(tài)王的網(wǎng)絡(luò)是一種基于分布式處理的柔性結(jié)構(gòu)。當(dāng)主通道通訊出現(xiàn)中斷時(shí)，組態(tài)王會(huì)自動(dòng)切換到從通道工作，當(dāng)主通道恢復(fù)通訊時(shí)，組態(tài)王又自動(dòng)切換到主通道，從通道將自動(dòng)停止通訊，系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)。在單一主機(jī)系統(tǒng)中，當(dāng)主機(jī)需要檢修或出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)都將停止運(yùn)行。在主機(jī)停機(jī)后，客戶(hù)端(Netview)將從從機(jī)獲取數(shù)據(jù)。它可顯示當(dāng)前狀態(tài)并按順序記錄，所記錄的數(shù)據(jù)可以全部或有選擇地顯示，也可編輯、輸出。(4) 集中顯示功能：①主要。運(yùn)行時(shí)，它具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。⑤網(wǎng)絡(luò)冗余：在單一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)都將停止運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，主從機(jī)都啟動(dòng)，但從機(jī)并不采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，而是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從主機(jī)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)負(fù)責(zé)對(duì)主機(jī)的監(jiān)聽(tīng)。在單設(shè)備系統(tǒng)中，外部設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，將中斷數(shù)據(jù)采集。在單主機(jī)、單網(wǎng)絡(luò)或單設(shè)備系統(tǒng)中，機(jī)器或設(shè)備出現(xiàn)檢修或故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)都將停止運(yùn)行，給生產(chǎn)造成重大損失。(6) 廣泛的數(shù)據(jù)獲取和處理一般地，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備構(gòu)成的控制網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)完成自動(dòng)控制的功能，保證工廠的運(yùn)行，但它難于讓工廠操作和管理人員看到生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際運(yùn)行狀況。組態(tài)王的自動(dòng)恢復(fù)功能是指：當(dāng)下位機(jī)被更換或恢復(fù)運(yùn)行后，不需要現(xiàn)場(chǎng)工程師對(duì)軟件系統(tǒng)作任何干預(yù)，組態(tài)王通過(guò)短時(shí)間的嘗試后，可以自動(dòng)恢復(fù)與下位機(jī)的通訊。(3) 高效的數(shù)據(jù)采集組態(tài)王對(duì)通訊程序做了多種優(yōu)化處理，盡量使通訊瓶頸對(duì)系統(tǒng)的影響最小，同時(shí)保證數(shù)據(jù)傳遞的及時(shí)和準(zhǔn)確性。④網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方式：I/O設(shè)備作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與“組態(tài)王計(jì)算機(jī)”進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。串行通訊方式、DDE方式、板卡方式、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方式、人機(jī)接口卡方式。TOUCHVIEW從控制設(shè)備中采集數(shù)據(jù)，并存在于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。在工程瀏覽器中你可以查看工程的各個(gè)組成部分，也可以完成數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)造、定義外部設(shè)備等工作；工程管理器內(nèi)嵌畫(huà)面管理系統(tǒng)，用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理。二次儀表與傳感器配套使用，可對(duì)液位、溫度、壓力等信號(hào)進(jìn)行跟蹤測(cè)量，從而完成對(duì)液位、溫度、壓力及氣體濃度的監(jiān)控。表42 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備清單序號(hào)名稱(chēng)類(lèi)別型號(hào)技術(shù)要求數(shù)量1計(jì)算機(jī)部分工控主機(jī)研華IPC610H1臺(tái)21寸彩顯21寸CRT21寸飛利浦彩色顯示器1臺(tái)UPS電源山特3KVA3KVA 1臺(tái)打印機(jī)惠普A3，彩色噴墨打印機(jī)1臺(tái)2軟件部分操作系統(tǒng)Windows2000/XPMicrosoft Windows2000/XP1套組態(tài)軟件北京亞控“”1套3模塊儀表部分DI模塊研華ADAM40528路隔離數(shù)字量輸入2塊DO模塊研華ADAM40604路繼電器輸出3塊信號(hào)轉(zhuǎn)換器研華ADAM4520RS232到RS485轉(zhuǎn)換2塊多通道巡檢控制儀昌暉SWPLCDM16路多通道巡檢控制儀，控制輸出方式：電壓/電流輸出，設(shè)定/顯示精度：+%FS+1位數(shù)max3臺(tái)光纖轉(zhuǎn)換器YZ3301RS485至多模光纖轉(zhuǎn)換器2塊二次儀表HC600對(duì)轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)進(jìn)行處理2塊4變送器壓力傳感器ZFP光纖光柵壓力計(jì)光脈沖信號(hào)輸出18個(gè)溫度傳感器FBGT 系列光脈沖信號(hào)輸出分辨率≤30秒響應(yīng)時(shí)間誤差4光纖氣體濃度報(bào)警儀圖410 可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)報(bào)警儀BXC—02A可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警儀應(yīng)用領(lǐng)域： ◆　城市天然氣管道泄漏檢測(cè) ◆　石油化工業(yè)可燃?xì)庑孤z測(cè)產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用于橋梁、工民建筑、堤壩、輸送管道、電力設(shè)施、海洋石油平臺(tái)和其他大型架構(gòu)的實(shí)時(shí)、分布式健康監(jiān)測(cè)。變送器由測(cè)量單元(包括浮子、計(jì)量鋼絲繩、重錘、主動(dòng)輪、過(guò)渡輪等)、光碼變送器、光纜等部分組成。 輸出線性誤差：≤1% 質(zhì)量：≤1kg ：光纖接口：ST接頭 距離：2KM 光纖波長(zhǎng)：850nmRS485/422物理接口：工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接線端子 RS232接口： DB9孔R(shí)S232/422/485速率： 電源：直流+5V工作模式：光纖至RS232/422/485雙向通信：工作溫度：0~+70℃ 濕度：10~90%，25℃：110mm70mm25mm（2）二次儀表圖46 二次儀表二次儀表是指用于進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換及顯示或控制的一類(lèi)儀表，安裝在監(jiān)測(cè)臺(tái)內(nèi)。針對(duì)客戶(hù)不同的應(yīng)用需要，給客戶(hù)提供不同的配置，以滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。所以針對(duì)主機(jī)，我們選擇由我國(guó)臺(tái)灣省研華公司生產(chǎn)的IPC610H型工控機(jī)，該機(jī)適合于對(duì)數(shù)據(jù)的收集，能滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)性較高的行業(yè)的要求，能給各行業(yè)提供高性能、高可靠性的工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)平臺(tái)。③動(dòng)態(tài)顯示：動(dòng)態(tài)流程畫(huà)面顯示；實(shí)時(shí)及歷史報(bào)警顯示；實(shí)時(shí)及歷史趨勢(shì)曲線顯示。③監(jiān)測(cè)三個(gè)收球筒的溫度、兩個(gè)凈化罐和三個(gè)沉降罐的溫度、兩處外輸油的溫度。圖41 聯(lián)合站工藝流程圖1圖42 聯(lián)合站工藝流程圖 2注釋?zhuān)汗?為凈化油罐，罐2為700m3溢流沉降罐，罐3為500 m3的溢流沉降罐，分1為分離緩沖罐，分2為氣液分離器，容1為雙容積量油分離器，容2為快開(kāi)式電加熱收球筒，箱1為污油箱，泵1為裝車(chē)泵，泵2為凈化油外輸泵，泵3為含水油外輸泵，泵5為齒輪卸油泵。（5）能顯示主要數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)曲線，曲線隨采樣周期更新。相容性：系統(tǒng)應(yīng)能攜掛不同類(lèi)型的傳感器，能夠測(cè)量多種參數(shù)。在本章中主要介紹了光纖傳感器的基本原理及分類(lèi)，光纖傳感器的特點(diǎn)，幾種常見(jiàn)的光纖傳感器的工作原理。 測(cè)量精度：177。光纖光柵火災(zāi)探測(cè)信號(hào)處理器由調(diào)制解調(diào)器、信號(hào)轉(zhuǎn)換處理電路和報(bào)警顯示電路組成，安裝在控制室。 響應(yīng)時(shí)間：；其工作原理如下圖所示。光纖甲烷氣體傳感器的研究 王書(shū)濤 車(chē)仁生（哈爾濱工業(yè)大學(xué)） 王玉田 張潔 張景超 燕山大學(xué) 2006 10 儀器儀表學(xué)報(bào)】【甲烷的燃點(diǎn)只有63℃左右，當(dāng)它在空氣中的含量為5%～15%時(shí)，遇到明火就會(huì)發(fā)生爆炸。工作原理：光纖壓力傳感器放在現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)法蘭聯(lián)接，使測(cè)量單元直接與罐內(nèi)氣體相通，當(dāng)罐內(nèi)氣體壓力變化，達(dá)到報(bào)警壓力時(shí)，將改變光纖探頭的回光光強(qiáng)，此一變化經(jīng)光纜傳輸?shù)讲僮魇覂?nèi)的光電轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并發(fā)出聲光報(bào)警。圖23 光纖光柵溫度傳感器工作原理FBGT測(cè)量范圍：0~15m；整套系統(tǒng)由五部分組成。 幾種常見(jiàn)的光纖傳感器簡(jiǎn)介 光纖液位計(jì)在油品罐區(qū)的生產(chǎn)和安全管理過(guò)程中，對(duì)油罐液位進(jìn)行監(jiān)測(cè)是十分必要的，它對(duì)進(jìn)油和付油過(guò)程的控制起關(guān)鍵作用。光纖除具有重量輕、體積小的特點(diǎn)外，還有可繞的優(yōu)點(diǎn)，因此利用光纖可制成外形各異、尺寸不同的各種光纖傳感器。由于光纖是由無(wú)機(jī)玻璃等制成，其化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。但為了實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖外界物理量的變化，往往需要采用特殊光纖來(lái)作探頭，這樣就增加了傳感器制造的難度。在傳光型光纖傳感器中，光纖僅作為傳播光的介質(zhì)，對(duì)外界信息的“感覺(jué)”功能是依靠其它物理性質(zhì)的功能元件來(lái)完成的。目前，光纖傳感器技術(shù)發(fā)展的主要方向是:1)多用途。首先通過(guò)對(duì)與安全監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)的內(nèi)容做了詳細(xì)的介紹，主要介紹了光纖傳感技術(shù)在安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用；然后在對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)了解的基礎(chǔ)上對(duì)儲(chǔ)油罐區(qū)的安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建和運(yùn)行；最后對(duì)罐區(qū)進(jìn)行消防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使罐區(qū)的安全得到有效的改善。光纖原理與技術(shù)，科學(xué)出版社，2005三大系列產(chǎn)品