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成品油管網(wǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)研究的論文
摘要：成品油管道企業(yè)的SCADA系統(tǒng)有大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如何對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并反服務(wù)于企業(yè)，是亟待解決的一大難題。利用ASP.NET軟件（基于C#）及SCADA系統(tǒng)自帶模板軟件對華東管網(wǎng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)（包括日報(bào)表、月報(bào)表、批次統(tǒng)計(jì)表、設(shè)備運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)表、混油情況表和輸油量同比表等）進(jìn)行有效管理，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，從SCADA系統(tǒng)自動(dòng)獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并最終將所統(tǒng)計(jì)和分析的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在WEB網(wǎng)頁上，以便進(jìn)行生產(chǎn)優(yōu)化，并方便各部門人員瀏覽和下載。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)可以自動(dòng)從SCADA系統(tǒng)中提取出用戶所需的數(shù)據(jù)，為管道企業(yè)的管理人員提供其所需的數(shù)據(jù)，并為生產(chǎn)運(yùn)行方案的優(yōu)化提供有力的數(shù)據(jù)支持。（圖3，表1，參10）
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)論文
目前，華東成品油管網(wǎng)已運(yùn)行的成品油管道有3條，包括蘇北管道、蘇南管道和浙蘇管道，這3條管道共有3個(gè)首站、13個(gè)中間站和末站，總長1205km，其自控系統(tǒng)采用先進(jìn)的SCADA系統(tǒng)和羅克韋爾PLC控制器，用于全線的生產(chǎn)調(diào)度及主要參數(shù)（包括管道流量、壓力、溫度、密度和罐液位等）的監(jiān)控。SCADA系統(tǒng)不僅可以用于生產(chǎn)調(diào)度，還可以實(shí)時(shí)保存生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)，以供各部門調(diào)用。各部門管理員通過對SCADA所保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，最終形成各類報(bào)表，以改進(jìn)成品油管輸?shù)纳a(chǎn)工藝，優(yōu)化工藝安排，從而有效地降低運(yùn)營成本并大大降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。但是，SCADA系統(tǒng)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)非常多，管理員所需要的數(shù)據(jù)只是其中的一小部分，因此，如何從大量數(shù)據(jù)中提取所需的數(shù)據(jù)，怎么對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以及如何設(shè)計(jì)網(wǎng)頁并將這些數(shù)據(jù)發(fā)布到網(wǎng)頁上就成為成品油管網(wǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)研發(fā)的難點(diǎn)。
1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
由于成品油管輸?shù)奶厥庑�，其生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析大都依托人工處理，至今還沒有有效的WEB管理系統(tǒng)。人工處理不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，包括：①人工統(tǒng)計(jì)工作量大，容易產(chǎn)生誤差，有時(shí)甚至?xí)斐慑e(cuò)誤；②公司多個(gè)部門重復(fù)提取報(bào)表，可能由于提取路徑不一致而出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差；③對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的管理水平較低；④對數(shù)據(jù)缺乏分析，不能有效服務(wù)生產(chǎn)[1]。為了有效解決以上問題，通過開發(fā)SCADA自帶的模板功能實(shí)時(shí)獲取所需的數(shù)據(jù)，利用ASP.NET軟件對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并根據(jù)用戶的需求將這些數(shù)據(jù)呈現(xiàn)于WEB網(wǎng)頁上，以供用戶瀏覽和下載，方便管理人員查詢生產(chǎn)經(jīng)營的情況。該系統(tǒng)具有信息量大，數(shù)據(jù)全面、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，大大減輕了人工統(tǒng)計(jì)的工作量。該系統(tǒng)提供了大量的數(shù)據(jù)分析，有助于管理人員改進(jìn)生產(chǎn)工藝、優(yōu)化運(yùn)營方式、提高管理水平和降低運(yùn)營成本[2-3]。
2系統(tǒng)架構(gòu)及組成
華東成品油管網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)需要有極高的穩(wěn)定性，以保證生產(chǎn)運(yùn)行不受影響，因此，在生產(chǎn)網(wǎng)和其他網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置了單向網(wǎng)閘，數(shù)據(jù)的傳輸只出不進(jìn)，這樣才能有效地阻止病毒的入侵，保證生產(chǎn)運(yùn)行的安全。因此，該系統(tǒng)需在SCADA生產(chǎn)服務(wù)器上設(shè)計(jì)模板，以實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給WEB服務(wù)器。客戶端通過WEB對WEB服務(wù)器進(jìn)行訪問，以讀取相關(guān)數(shù)據(jù)或下載報(bào)表（圖1）[4-5]。該系統(tǒng)包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析及管網(wǎng)參數(shù)兩部分內(nèi)容，其中，生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析包括日報(bào)表、月報(bào)表、批次統(tǒng)計(jì)表、設(shè)備運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)表、混油情況表和輸油量同比表等；管網(wǎng)參數(shù)包括管道參數(shù)、設(shè)備參數(shù)、聯(lián)鎖保護(hù)參數(shù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)參數(shù)等。
3報(bào)表設(shè)計(jì)
SCADA系統(tǒng)自帶模板使用GetArgValue語句來獲取某一個(gè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，其格式如下：GetArgValue（"A.7.1213.170610.PI2112"）。其中，各字段意義如下：字段1：取值的表格，A：秒表；B：分表；C：時(shí)表；D：日表；E：自定義表。字段2：取值日期，0：今天；1：昨天；2：前24h；3：本周；4：上周；5：本月；6：上月；7：今年。字段3：當(dāng)字段2取值為0|1|2時(shí)，此字段無意義；當(dāng)字段2取值為3|4時(shí)，此字段取值范圍為0～6，分別代表星期日～星期六；當(dāng)自動(dòng)2取值為5|6時(shí)，此字段1～31，分別代表1號～31號；當(dāng)字段2取值為7時(shí)，此字段為一個(gè)4位數(shù)，前兩位代表月，后兩位代表日；如果此字段為3位數(shù)，則前一位代表月，后兩位代表日。字段4：取值時(shí)間，格式為HHMMSS，例如：030905代表03:09:05。字段5：物理量的fieldID。例如：GetArgValue（"C.0.0.060000.C2SNX012FT511MTL93"）代表的意義為：獲取今天早上06:00:00時(shí)刻93#汽油流量計(jì)的讀數(shù)[4-5]。
3.1綜合日報(bào)表設(shè)計(jì)
日報(bào)表是各類報(bào)表的基礎(chǔ)，其可以為月報(bào)表、年報(bào)表提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因此，日報(bào)表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性在該系統(tǒng)中顯得尤為重要。當(dāng)日下載量、當(dāng)日庫存量、當(dāng)日空容量及混油量均是成品油管輸?shù)闹匾獢?shù)據(jù)，而各個(gè)下載站的這些數(shù)據(jù)又可以為統(tǒng)計(jì)和分析提供重要的依據(jù)，因此，日報(bào)表必須包含各個(gè)站場的這些主要數(shù)據(jù)。綜合日報(bào)表單元格需要進(jìn)行計(jì)算公式編寫，且須與本站場對應(yīng)的油品數(shù)值一致。例如：由于該SCADA系統(tǒng)開發(fā)時(shí)蘇南還是下載90#和93#汽油，后續(xù)90#和93#汽油均改成92#汽油，因此南京站92#汽油當(dāng)日下載量應(yīng)該是當(dāng)天早上06:00:00時(shí)3路流量計(jì)所下載的93#和90#汽油總量與昨天上午06:00:00時(shí)3路流量計(jì)所下載的93#和90#汽油總量之差。
3.2綜合月報(bào)表設(shè)計(jì)
綜合月報(bào)表數(shù)據(jù)來源于綜合日報(bào)表，但又不局限于日報(bào)表的數(shù)據(jù)。對經(jīng)營管理者來說，當(dāng)月輸油量是其做月末盤點(diǎn)的主要數(shù)據(jù)；但是對于生產(chǎn)管理者來說，除了當(dāng)月輸油量之外，還必須了解當(dāng)月混油切割量及回?fù)搅�，以便�?yōu)化下個(gè)月的生產(chǎn)工藝，避免由于混油過多而影響生產(chǎn)。3.3批次統(tǒng)計(jì)表批次運(yùn)行表將每個(gè)批次運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)均統(tǒng)計(jì)到表里，以供管理人員對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。包括：批次號、啟輸時(shí)間、停輸時(shí)間、輸送時(shí)長，各站場下載油品質(zhì)量、耗電量和各站混油切割量等。通過對比這些數(shù)據(jù)，管理人員就可以了解近期生產(chǎn)存在的問題，然后制定相關(guān)對策，優(yōu)化運(yùn)行方案。
3.4設(shè)備運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)表
對長輸管道來說，最重要的設(shè)備就是輸油泵，輸油泵的好壞與維護(hù)保養(yǎng)有一定的相關(guān)性，而泵的維護(hù)保養(yǎng)又與其運(yùn)行情況相關(guān)，因此分析泵的運(yùn)行時(shí)間和使用率，就可以制定相應(yīng)的維護(hù)保養(yǎng)方案。設(shè)備運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)表主要是對泵的運(yùn)行時(shí)間和使用率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以供管理人員做好泵的維護(hù)保養(yǎng)方案。
3.5混油情況表
當(dāng)前對混油的處理方式主要有回?zé)捄突負(fù)��；負(fù)叫枰皶r(shí)掌握混油的切割量、回?fù)搅考盎煊凸薜膸齑嬉何唬駝t，很容易因?yàn)榛煊凸迬齑嬉何惠^高，導(dǎo)致無法切割。混油情況表主要對每個(gè)月每個(gè)站的混油切割量、回?fù)搅考皫齑嬉何贿M(jìn)行統(tǒng)計(jì)，包括：年度混油累計(jì)、富柴富汽切割回?fù)角闆r、各管道切割回?fù)角闆r和百噸回?fù)角闆r。3.6輸油量同比表輸油量是衡量一條管道運(yùn)行情況及效益情況的一項(xiàng)重要指標(biāo)。該系統(tǒng)將每條管道每個(gè)月的輸油量統(tǒng)計(jì)到一張表中（表1），并用圖表的形式將各月管輸量表示出來，這樣，管理人員就可以清楚地看出各管道各月的輸油量情況。
4WEB設(shè)計(jì)及開發(fā)
該系統(tǒng)采用ASP.NET（基于C#）軟件進(jìn)行WEB設(shè)計(jì)。生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要是對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，因此，對Gridview控件進(jìn)行開發(fā)，以便將所統(tǒng)計(jì)和分析的數(shù)據(jù)結(jié)果顯示到WEB網(wǎng)頁上。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)Calendar日歷控件，以供用戶能夠直觀地選擇所需要的日期，以調(diào)取其對應(yīng)的數(shù)據(jù)。為了方便用戶的使用，該系統(tǒng)還專門利用.NET的母版頁功能，使用戶在任何時(shí)候均能輕松地點(diǎn)擊所需要的鏈接。對于Button的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)專門利用Photoshop軟件對幾個(gè)Button進(jìn)行了藝術(shù)設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)網(wǎng)頁的藝術(shù)效果（圖2）[6-8]。在WEB系統(tǒng)中，最大的難點(diǎn)就是下載功能的實(shí)現(xiàn)。如何才能使文件下載完整、如何防止出現(xiàn)亂碼的問題，以及如何在下載過程中讓用戶直觀看到下載的進(jìn)程等均是設(shè)計(jì)難點(diǎn)，而其中最重要的是數(shù)據(jù)下載的完整性和準(zhǔn)確性。程序的開發(fā)過程中，對下載數(shù)據(jù)長度與緩沖區(qū)大小進(jìn)行對比，如果兩者相等，則直接將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)寫入，如果數(shù)據(jù)長度小于緩沖區(qū)大小，則重新定義緩沖區(qū)大小[9-10]。
5調(diào)試及結(jié)果
系統(tǒng)的調(diào)試所占用的時(shí)間可能比設(shè)計(jì)開發(fā)的時(shí)間還長，特別是對于程序量大的系統(tǒng)。該系統(tǒng)也不例外，由于每張報(bào)表所涉及的數(shù)據(jù)量特別大，調(diào)試時(shí)也就出現(xiàn)了各種各樣的問題，如數(shù)據(jù)的問題、功能模塊的問題或者系統(tǒng)問題。通過長時(shí)間的調(diào)試及修改，該系統(tǒng)最終順利通過并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中（表2、圖3）。
6結(jié)束語
WEB管理系統(tǒng)利用ASP.NET軟件對SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、整理和分析，并發(fā)布于WEB網(wǎng)頁中，數(shù)據(jù)量大、全、準(zhǔn)，方便了管網(wǎng)運(yùn)營人員的管理，有效提高了工作效率，減少了各部門由于口徑不一致導(dǎo)致的誤差，優(yōu)化了成品油管輸工藝，降低了運(yùn)營成本。
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