光栅液位温度监测.docx

光栅液位温度监测.docx

《光栅液位温度监测.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光栅液位温度监测.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

光栅液位温度监测

光纤光栅

液位温度在线监测系统

技

术

资

料

威海康威通信技术有限公司

目录

一、光纤光栅液位温度在线监测系统介绍3

1应用背景3

2技术特征3

3技术参数3

4系统组成4

二、系统网络方案5

1系统内部组网方案5

2单通道容量5

3系统方案5

三、上位机系统9

1系统结构9

2软件结构10

3人机交互功能10

一、光纤光栅液位温度在线监测系统介绍

1应用背景

油罐区是重大工业危险源,数量多、危险性大, 一旦发生火灾、爆炸等事故,将会造成重大人员伤亡和财产损失, 因此, 特别需要加强油罐区的安全管理和安全监控。

光纤光栅液位温度在线监测系统是一种新型的探测报警系统。

探头本身不带电，具有防爆、防燃、抗腐蚀、抗电磁干扰。

实现实时快速多点测量，具有程控报警电平。

2技术特征

1）光纤感知温度和液位信息，同时又传输信息；

2）传感分析仪对温度液位信息进行采集；

3）通过软件，可以根据实际情况设定不同地点的定温及液位预警值、火警值、报警级别、起始位置、终止位置及地理位置名称。

有声光报警功能。

可以进行数据查询：

温度点和液位点查询、报警记录查询、按区间查询、历史数据查询；

4）画面显示功能:

显示系统总貌及构成、液位全貌图,显示温度曲线和地点对应图，显示实时和历史趋势的趋势图,显示报警摘要列表；

5）参数检测功能:

自动检测罐区不同地点的温度、液位参数。

3技术参数

系统具有以下技术参数：

1）测温范围：

-10℃~+150℃

2）测温精度：

±1℃

3）温度分辨率：

0.1℃

4）储油罐液位检测范围：

0－20m

5）储油罐液位检测精度：

 1‰

6）光纤信号最大传输距离：

30km

7）温度探测器响应时间：

<5s

8）每通道最大传感器点数：

25个/通道

9）测量光缆通道：

12测量通道

10）传输光缆：

单模光纤

11）光缆特性：

数值孔径（NA）：

0.275±0.015

有效群折射率（Neff）：

1.491

芯径：

9um

12）主电源：

AC220V+10%~-15%

13）控制室工作环境：

0℃~60℃

4系统组成

 检测系统主要由光纤传感系统；光纤传感分析仪，光纤通讯传输网络；信息处理和显示监测软件四部分构成。

系统组成及功能：

油罐区温度液位

图1系统组成框图

二、系统网络方案

1系统内部组网方案

根据光纤光栅检测系统的组网特点，各测量点可按以下原则连接组成网络。

2单通道容量

光纤光栅温度在线每个通道最大容量为：

每根光纤可串接传感器25个。

温度传感器探头

单模单芯光纤

图2传感器串接结构形式

光纤光栅液位传感器应采用星形方式布设，布设方式如下图。

传感器单芯光纤A一分五光路盒

图3传感器并接结果形式

3系统方案

光纤光栅在线监测系统采用分层式系统结构。

一般分为上位机系统监控层和现场监测层。

鉴于现场监测单元层的装置数量众多，为了保证系统的实时性和可靠性，一般将这些装置分为若干组，再通过光纤分路器（无源）分别组网至控制室，通过多路光开关接到传感分析仪。

传感分析仪将检测量通过以太网和上位机系统进行通讯和屏幕显示及报警。

图4系统方案图

本方案根据灌区的测点进行布线，在监控室内配置PC机一台，打印机一台，系统软件一套。

图5光纤液位计结构

图6光纤温度传感器结果

图7光纤温度外观

图8光纤液位计外观及实验

图9液位曲线

图10液位曲线

图11温度曲线

三、上位机系统

1系统结构

上位机系统主要设备包括：

一台数据库服务器、一台WEB服务器（可选）、一台运行监测工作站（可选）、一台维护工作站（可选）、网关/路由器（可选）。

Ø数据库服务器

采用Windows2000Server操作系统。

运行商用数据库管理系统（SQLServer2000）。

提供SIS系统和MIS系统的数据接口。

采取主备服务器运行模式，处理实时数据，触发报警信息，生成基本报表数据，保存历史数据。

实现主服务器故障态自动切换到备用服务器和主备服务器数据库同步操作。

ØWEB服务器

采用Windows2000Server操作系统。

提供浏览和查询运行系统实时数据和历史数据的ActiveX控件，支持远方基于浏览器的实时数据的监视和历史数据的查询功能。

Ø运行监测工作站

采用Windows2000Professional操作系统，实时显示现场数据，实时报警提示，执行各种数据的录入和查询工作，提供遥控、遥调的功能。

Ø维护工作站

采用Windows2000Professional操作系统，提供数据库组态、图形组态、报表组态工作软件，可以进行系统组态和配置。

Ø网关/路由器

计算机选用工控机，采用Windows2000Professional操作系统。

当DCS系统的订购数据和控制范围超过一台通讯处理器的组网范围时，在不增加DCS-DPU的情况下，网关负责装置层与DCS系统的网络通讯，完成DCS数据传输和DCS命令转发任务。

2软件结构

系统软件按功能可划分为离线应用程序：

前置机组态、系统组态；在线应用程序：

SCADA管理工具，网络管理，数据处理，数据库操作中间层，人机界面，报表处理，WEB组件管理。

所有程序模块均采用VC++开发。

数据处理包括实时数据处理、事件数据处理、订购数据处理和历史数据处理。

系统主服务器定时向前置机订购实时数据，前置机主动向主备服务器上送事件。

数据处理模块在主服务器运行，对实时数据和事件进行处理。

客户机向主服务器订购实时数据，建立当地实时数据库的映象。

主服务器将事件消息通知网络管理层；主服务器将全网全局变量（远方就地、数据库故障、实时库版本、应用版本）的修改通知网络管理层，网络管理层将这些信息分发到备用服务器和各个客户机。

遥控操作的合法性校验在主服务器统一处理。

主服务器故障时，备用服务器应立刻转变为主服务器。

主备服务器的切换由网络管理层实现，数据库一致性由管理工具实现，重要事件信息不丢失由备用服务器数据处理模块实现。

系统对历史数据采用客户/服务器方式，在实践应用中，对如在线温度的查询、对历史曲线的查询等操作中，一般是HMI提交查询条件给客户端数据库中间层，从历史数据库中查询得到满足有关条件的查询结果集，将它转变为用户容易理解的方式，如曲线、报表等显示出来。

3人机交互功能

可以按用户要求构造人机界面。

常用的构造人机界面的图元工具都具有动画属性，包括“颜色、大小、位置、文本、角度、闪铄、隐藏”等属性，这些属性可以简单地与监控变量或内存变量连接，保证图形元素属性随变量值而变化。

采用复合文档设计思想，即在画面中可以嵌入ActiveX控件，提供具有独立功能的控件用于显示系统的报警信息、曲线、棒图等，已及历史数据库有关的查询和显示功能。

对于电力高级应用需求我们采用控件的方式设计，便于功能扩展，组合功能强大的高级应用图形接口。

实现画面缩放、漫游、分层分级显示和导航功能。

具体说明如下：

1）温度和液位预警值设定

2）实时温度和液位曲线

3）温度和液位棒图