一、项目背景

1.1 行业变革驱动

当前，全球能源行业正经历深刻的数字化转型。石油石化作为国民经济支柱产业，其储运环节的安全与效率直接影响国家能源安全。国家应急管理部、工信部相继发布《“工业互联网+危化安全生产”试点建设方案》、《危险化学品企业安全风险智能化管控平台建设指南》，明确提出：

• 2025年底前，重大危险源企业全面建成安全风险智能化管控平台

• 实现关键数据自动采集、异常状态自动预警、危险作业在线监管

• 推动从“被动防范”向“主动防控”转变

1.2 智慧油库的战略定位

油库作为连接炼化与销售终端的核心枢纽，其智能化水平直接决定供应链的整体效能。建设智慧油库，不仅是落实国家政策的必然要求，更是企业降本增效、提升核心竞争力的战略选择。

二、现状及痛点分析

经过对多个在役油库的深入调研，当前油库运营普遍面临以下五大核心痛点：

三、方案概述与建设目标

3.1 方案概述

本方案构建“端-边-云-用”一体化的智慧油库监控体系，通过全要素数据采集、边缘智能计算和统一平台管控，实现油库生产、安全、设备、安防的全域感知与智能协同。

方案涵盖以下子系统：

• 罐区储运监控系统

• 安全与应急联动系统

• 设备健康管理系统

• 发油作业与车辆管理系统

• 数字孪生可视化平台

3.2 建设目标

四、系统总体架构

4.1 架构设计原则

• 可靠性优先：关键节点冗余设计，支持断网续传，确保数据不丢失

• 开放兼容：支持标准工业协议和物联网协议，方便未来扩展

• 边缘智能：数据在靠近源头处处理，降低网络负担，提升响应速度

• 安全可信：从设备到平台全链路加密，满足等保2.0要求

4.2 系统架构图

4.3 架构说明

• 现场设备感知层：各类传感器、仪表、执行机构、安防设备，构成油库的“五官”

• 边缘采集层：宏达信诺工业通信网关作为“神经末梢”，负责数据采集、协议转换和本地决策

• 平台数据服务层：各类数据库和算法引擎构成“大脑”，进行数据存储、分析和挖掘

• 终端应用展示层：各类人机交互界面，实现业务闭环和可视化管理

五、详细设计方案

5.1 罐区储运监控系统

5.1.1 监控对象

• 储罐液位、温度、压力、多点平均温度

• 罐根阀状态（开关到位、阀位反馈）

• 输油泵启停、电流、振动、温度

• 管线流量、压力

5.1.2 实现方式

在罐区现场防爆接线箱内安装宏达信诺工业通信网关：

5.1.3 边缘计算逻辑

在网关内置脚本中配置：

• 液位变化率算法：当液位变化率超过正常收发油阈值（如>0.5m/h）时，触发“疑似泄漏”预警，本地输出DO信号启动声光报警器，同时上传平台联动视频复核

• 高低液位联锁：液位达到高高报警值（如95%）时，网关直接输出开关量至紧急切断阀，实现毫秒级关断，确保本质安全

• 仪表漂移检测：对比同罐区双液位计读数，当偏差>3%时自动报警，提示仪表校验

5.2 安全与应急联动系统

5.2.1 监控对象

• 可燃气体浓度（LEL%）

• 有毒气体浓度（ppm）

• 火焰探测器状态

• 周界入侵报警

• 人员位置与轨迹

5.2.2 实现方式

5.2.3 典型场景

场景一：泄漏监测与应急

1. 罐区可燃气体探测器检测到浓度达到20%LEL

2. 网关采集数据并上传平台

3. 平台自动调用对应区域球机，画面弹窗至中控大屏

4. 系统自动开启事故区域喷淋（通过DO输出）

5. 值班员确认后启动全站应急广播，组织疏散

场景二：人员闯入预警

1. 周界震动光纤检测到异常振动

2. 网关识别报警类型（车辆/人员/误报）

3. 确认为人员闯入后，开启对应区域探照灯

4. 球机自动追踪闯入目标，录像存储

5. 中控室声光报警，提示值班员处置

5.3 设备健康管理系统

5.3.1 监控对象

• 输油泵、消防泵、压缩机、空压机

• 关键阀门执行机构

• 变压器、UPS电源

5.3.2 实现方式

在关键机泵本体加装无线振动温度传感器：

5.3.3 边缘计算

宏达信诺网关具备本地频谱分析能力，内置高效振动分析算法，仅上传特征值和报警信息，减轻网络传输压力。当振动值超过ISO 10846 C级标准时，自动生成“预警工单”推送至维修人员手机APP。

5.4 发油作业与车辆管理系统

5.4.1 监控对象

• 质量流量计瞬时/累积流量

• 电液阀开度/状态

• 静电接地夹状态

• 溢流开关状态

• 车辆识别与定位

5.4.2 实现方式

发油岛配置宏达信诺网关和RTU模块，实现：

5.4.3 特殊场景处理

• 断电恢复：网关内置超级电容，断电瞬间保存当前发油量，恢复供电后继续完成剩余量

• 批量切换：支持多品种油品一键切换，网关自动调整PID参数适应不同介质特性

5.5 数字孪生可视化平台

5.5.1 平台功能

• 三维建模：对库区建筑、储罐、管线进行1:1激光扫描建模

• 数据映射：将实时数据（液位、温度、压力）动态映射至三维模型

• 报警可视化：报警点三维闪烁显示，快速定位故障位置

• 趋势分析：点击任一设备，查看历史趋势和健康评分

• 应急推演：模拟泄漏扩散范围，辅助应急指挥决策

5.5.2 与宏达信诺网关的数据交互

平台通过OPC UA或MQTT协议从宏达信诺网关实时获取数据，数据刷新频率≤1秒。网关同时上传设备诊断信息（如通信状态、CPU负载、内存使用率），便于平台对边缘设备进行统一运维管理。

六、核心产品介绍——宏达信诺HXGE系列工业通信网关

6.1 产品定位

宏达信诺工业通信网关是专为工业现场设计的边缘智能采集设备，具备强大的协议转换能力、丰富的物理接口、工业级可靠性和本地计算能力，是连接物理世界与数字世界的核心枢纽。

6.2 核心功能优势

6.4 部署位置说明

• 罐区：每2-3个储罐配置1台网关，安装在罐旁防爆接线箱内

• 泵房：每座泵房配置1台冗余网关，采集所有机泵状态

• 发油台：每座发油岛配置1台网关，控制定量装车

• 中控室：部署工业服务器，运行集中监控平台

七、成功案例

某石化销售公司XX油库智慧化改造项目

7.1 项目概况

• 地点：浙江宁波

• 规模：库容8万立方米，共有储罐12座，年周转量80万吨。

• 时间：2023年

7.2 痛点

• 库区仪表品牌超过8种，通信协议互不兼容

• 原有PLC系统老旧，无法接入新增加的气体探测器

• 人工巡检强度大，每班次需2人耗时4小时完成全库巡检

• 发生过因阀门内漏未及时发现导致的混油事故

7.3 解决方案

• 部署宏达信诺工业通信网关18台：

• 罐区网关12台：采集液位、温度、压力数据

• 泵房网关2台（冗余）：采集机泵振动、温度、电流

• 发油台网关4台：控制8座发油岛定量装车

• 新建设备健康管理系统，对18台关键机泵进行在线监测

• 搭建数字孪生平台，实现全库三维可视化

7.4 实施效果

八、项目效益分析

基于上述智慧油库监控体系的部署，通过对罐区、泵房、发油台的全面感知与智能协同，本方案在提升安全性与运营效率的同时，为油库带来显著的经济回报和社会效益。以下以一座8万立方米的典型油库为例，对主要效益进行量化测算（数据仅供参考）。

8.1 经济效益（数据仅供参考）

8.2 社会效益

九、未来趋势

面向未来，智慧油库的建设将不再局限于单一的数据采集与控制，而是向着泛在感知、智能决策、虚实融合的方向演进。随着5G、AI、数字孪生等技术的深度渗透，油库运营模式正经历从“被动响应”向“主动预防”、从“经验驱动”向“数据驱动”的根本性变革。以下从技术演进、管理变革两个维度，展望智慧油控的未来图景。

9.1 技术演进方向

9.2 管理模式变革

• 从“被动响应”到“主动预防”：基于AI预测模型，提前发现潜在风险，实现零事故

• 从“经验决策”到“数据驱动”：运营优化、投资决策依据大数据分析，提升科学性

• 从“单点智能”到“生态协同”：油库与炼厂、管网、加油站数据互联，实现供应链全局优化

 在数字化浪潮与能源安全保障的双重驱动下，油库的智能化转型已从“选择题”变为“必答题”。本方案以“端-边-云-用”一体化架构为基石，通过全要素感知、边缘智能计算与数据驱动的管理革新，不仅实现了从罐区到发油台的全域协同，更在减员增效、设备运维、安全防控等方面构建了可量化的价值闭环。面向未来，随着5G、数字孪生、AI决策等技术的深度融合，油库将逐步进化为具备自感知、自学习、自优化能力的智慧生命体。宏达信诺将持续以领先的工业边缘智能技术为支撑，助力客户在安全、高效、绿色的发展道路上，赢得数字化转型的长期竞争力。