油库生产物联网技术及其应用

油库生产物联网技术及其应用

张龙

中油甘肃储运分公司甘肃定西748100

摘要：随着科学技术的发展，互联网技术得到进一步发展，加快了物联网推广和应用。 物联网是通过识别和智能传感技术将物品与物品连接起来，对物品进行识别和管理。 大数据技术使物联网能够准确计算数据，智能识别物体，进一步发展物联网技术，为物联网技术的普及做出贡献。 目前，物联网技术已广泛应用于智慧医疗卫生、城市管理、物流管理等领域，有效提高了相关工作效率，方便了人们的生活和生产。 但在其发展过程中也暴露出各种问题。 相关技术还处在不断完善升级的过程中，新的信息技术的出现也将推动其不断优化升级。

关键词：油库生产；物联网技术；应用

1物联网的关键技术

随着大数据技术的发展，物联网的关键技术得到全面升级，目前的关键技术主要有以下几个方面。第一，感知技术。 物联网本身就是一个以传感器为支撑的信息网络系统。 它采用优质传感器，确保实时信息采集，低成本、低功耗，并通过统一的电气接口，对相应信息进行统计整理和标定。 因此，它被用于系统控制的各个方面。第二，供能技术。 物联网终端节点众多，同时需要连接网络层和应用层，这使得能源问题成为制约因素之一。 物联网设备和节点的设计可以有效降低能耗，甚至可以利用储能和能量收集技术进一步提高功耗管理效率。 第三，通信和网关技术。 物联网拥有大量的终端节点，并且相应的数量还在不断增长。 通信和网关技术可以融合有线与无线通信，实现局域与广域、通信与传感的协同建设。 第四，数据融合。 面对不断增长的数据量，数据融合成为物联网解决数据处理和存储问题的关键手段。 通过建立数据自主结算和应用融合方式，减少宽带占用，提高响应速度。 

2 物联网关键技术在油库的应用

2.1 传感技术

通过RFID技术，建立基于物联网的智能巡检、气象监测和生产物料动态监控，方便获取物料信息和巡检点 信息化，实现物资管理与人员协同工作。 通过在物料设备上粘贴RFID标签，当设备进出库时，通过扫描设备上的RFID标签，实现物料的盘点和出入库管理。 通过在巡检点粘贴RFID标签，巡检人员在巡检时，通过扫描巡检点上的RFID标签，可以自动记录巡检数据，从而实现储罐区和副作业区的智能化巡检 装卸区。  在库区建立无线WIFI网络覆盖，解决现场人员手持终端和无线仪表的接入。 满足人员协同、远程集群对讲、新增仪表数据采集等需求，提供基础链路保障。通过气象检测器、气象站及中心的前端计算机，在点对点的同步串行线上传至最近的远端站，远端站再通过环路载波通信系统传送到中心，实现对气象检测查询。通过雷电检测系统感知闪电磁场，同时引入地区历史雷击资料信息进行分析，判断雷电天气影响范围、开始与结束时间、影响程度，根据分析结果合理安排生产作业

 2.2 基于混合协议的物联网数据接入和发布技术

油库工控系统采用西门子、霍尼韦尔、GE等控制系统，种类、数量和 油库物联网设备协议更多。 为满足油库现场数据接入的需要，根据油库自动化控制系统和现场设备的实际情况，开发了多种工控协议的混合协议资源池，支持的协议和关系如下： 作为OPC DA、OPC AE、ModBus、WEB API、MQTT数据库、文本文件等数据存储方式的数据访问，实现了油库物联网数据的快速访问。 数据接入对外提供统一的服务启动、连接、监控和数据接口。 数据接入终端通过上述协议对各控制系统和设备的数据进行采集汇总，并将所有数据按固定规则显示在数据接入计算机的显示屏上，按指定频率刷新，数据发布 终端执行指定频率访问电脑显示器上的数据和视频图像自动拍摄，并将拍摄的数字图像转换为计算机标准数据，再将转换后的数据转换为OPC DA、WEB API、MQTT等协议发布上层应用接入，实现油库物联网设备数据对外发布。 数据接入机和数据发布机仅通过视频电缆单向传输电信号，隔离病毒和网络攻击，保证控制系统的安全。 

2.3 实时数据采集、存储与处理技术

针对油库物联网设备多协议实时数据采集与存储难的问题，提出一种多源异构协议设备数据采集与处理技术 针对油库开发，设计基于Flume和Kafka的分布式实时数据流处理和存储架构，实现实时数据的快速采集、访问和存储，支持油库安全全生命周期管控 生产。 为保证感知层采集到的大量油库现场实时数据能够安全、可靠、高效地实时上传至平台DAAS层，采用了安全隔离设备， 基于Flume和Kafka技术，实现带有现场比特号和时间戳的实时数据标记。 数据收集、存储和处理。 通过建立设备标签与Flume代理和KafkaTopic消息队列的实时映射关系，实现油库设备标签产生的实时数据和后续数据处理队列。 利用实时数据库组态软件，实现对油库储运、消防、安保等生产经营过程的实时监控。 通过设置预警规则，实现对油库储罐液位、温度、压力、流量、静电、溢油、可燃气体、火焰检测等参数的实时超限报警。 通过建立预警模型，实现对储罐液位异常、管道流量异常、设备状态异常的实时预警。 通过Web界面，可实现企业微信实时推送提醒，进行告警预警。通过数据传输完成物料交接，对长输管道物料实现不见面交接，油罐车通过信息化集成实现自主装车。 

3应用效果

中石油甘肃销售以油库信息化为依托，分布于10个市州的13个成品油库物联网建设与应用，对安全生产、扁平化管理、解放生产力发挥了重要作用。  平台实现油库多源数据的采集、集中处理、管控一体化、集成分析、决策支持和移动应用，实现油库精准管控、科学决策和效率要求 改进和减费。 此外，按照当地政府的监管要求，通过平台提供的标准化接口，将消防安全信息接入油库所在地当地政府的相关监管系统。 

(1)建立快速感知能力。 为实现油库安全生产信息的快速感知，建设低成本、低功耗、易维护的油库级无线物联网，利用油库级无线网络和5G网络在油库部署无线网络。 油库储运、管道、环境监测。  RIFD卡部署在油库区的仪器设备上，实现油库基于物联网的全方位快速感知能力。 

（2）建立了实时监控能力。 全面采集13个油库6千余点储运、消防、安防、油气回收、计量质量、设备等实时数据，打造油库安全生产大数据平台 旨在以统一的方式存储和监控数据。 

(3)预警能力已经建立。 基于油库海量数据，通过对报警数据的分析，建立风险特征库，开发安全生产风险预警模型41个，建立预警点4000余个。 

(4)提高应急处置能力。 建立了完善的应急管理体系，形成了风险库，包括油库运营、设备管理、安全环保等风险389项，应急演练库13个，应急专家组28个，应急救援组15个，  21类14895件应急救援物资。 

(5)建立了评价体系。 针对油库运营效率，从高效运营保障、油库规划流程、设备设施保障、健康安全环保等方面，建立了油库全要素评价体系，  -现场管理、组织管理等，形成非常规作业现场审核率和应急演练计划完成率等20项项目评价指标，如油库环保废水监测指标控制、设备效能等

4未来展望

从技术创新趋势来看，未来物联网产业的发展将更加智能化、平台化、仪器化、综合化。 油库物联网主要基于NB-IoT、Lora等低功耗物联网技术。技术、三维数字化、人工智能等方面加快发展。 低功耗物联网技术主要应用于水电能耗、可燃气体、压力监测等，补充传统有线方式的监测盲区，降低油库现场监测成本。 三维数字化将利用工厂的三维模型，为企业搭建统一的虚拟现实平台，面向培训演练、调度决策指挥，降低企业成本和风险，提高企业运营效率 . 人工智能将推动物联网的融合应用，通过人工智能图像分析进行现场监控； 通过对设备的实时数据分析进行预防性维护； 通过人员定位进行人员管理。 未来，物联网技术将继续与企业管理创新相结合，推动油库业务数字化转型，实现油库智能化。 

结束语

通过油库物联网平台建设，促进物联网技术与油库生产经营业务的深度融合，解决油库生产经营中存在的短板 将得到解决，支持公司高质量发展。 通过物联网技术在油库的应用，实现了油库安全生产信息的全面快速感知、集中监控和预测预警； 建立了基于业务流程的风险防控体系，实现油库安全生产风险防控； 建立了网络安全防护体系，为油库安全生产保障了物联网的稳定运行。

参考文献

1]基于NB-IoT及LORA的技术分析和应用展望[J]. 吴毅,夏婷婷,李润青.  中国管理信息化. 2018(03)

[2]物联网短距离无线传输技术研究[J]. 范春辉.  无线互联科技. 2017(19)

[3]物联网安全关键技术与挑战[J]. 武传坤.  密码学报. 2015(01)

[4]物联网与传感器技术发展综述[J]. 丁露,倪佳.  中国仪器仪表. 2013(09)