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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)（包括日報表、月報表、批次統(tǒng)計表、設(shè)備運行時間統(tǒng)計表、混油情況表和輸油量同比表等）進行有效管理，在設(shè)定時間內(nèi)，從SCADA系統(tǒng)自動獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)并進行統(tǒng)計和分析，并最終將所統(tǒng)計和分析的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在WEB網(wǎng)頁上，以便進行生產(chǎn)優(yōu)化，并方便各部門人員瀏覽和下載。實踐證明，該系統(tǒng)可以自動從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個首站、13個中間站和末站，總長1205km，其自控系統(tǒng)采用先進的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，還可以實時保存生產(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)進行統(tǒng)計和分析，最終形成各類報表，以改進成品油管輸?shù)纳a(chǎn)工藝，優(yōu)化工藝安排，從而有效地降低運營成本并大大降低運行風(fēng)險。但是，SCADA系統(tǒng)的監(jiān)控數(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)進行統(tǒng)計分析，以及如何設(shè)計網(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。
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)。人工處理不僅費時費力，還經(jīng)常會出現(xiàn)一些錯誤，包括：①人工統(tǒng)計工作量大，容易產(chǎn)生誤差，有時甚至?xí)斐慑e誤；②公司多個部門重復(fù)提取報表，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自帶的模板功能實時獲取所需的數(shù)據(jù)，利用ASP.NET軟件對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，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，大大減輕了人工統(tǒng)計的工作量。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生產(chǎn)工藝、優(yōu)化運營方式、提高管理水平和降低運營成本[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，這樣才能有效地阻止病毒的入侵，保證生產(chǎn)運行的安全。因此，該系統(tǒng)需在SCADA生產(chǎn)服務(wù)器上設(shè)計模板，以實時獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給WEB服務(wù)器�？蛻舳送ㄟ^WEB對WEB服務(wù)器進行訪問，以讀取相關(guān)數(shù)據(jù)或下載報表（圖1）[4-5]。該系統(tǒng)包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析及管網(wǎng)參數(shù)兩部分內(nèi)容，其中，生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析包括日報表、月報表、批次統(tǒng)計表、設(shè)備運行時間統(tǒng)計表、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)鎖保護參數(shù)和運行經(jīng)驗參數(shù)等。
3報表設(shè)計
SCADA系統(tǒng)自帶模板使用GetArgValue語句來獲取某一個生產(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，此字段無意義；當(dāng)字段2取值為3|4時，此字段取值范圍為0～6，分別代表星期日～星期六；當(dāng)自動2取值為5|6時，此字段1～31，分別代表1號～31號；當(dāng)字段2取值為7時，此字段為一個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時刻93#汽油流量計的讀數(shù)[4-5]。
3.1綜合日報表設(shè)計
日報表是各類報表的基礎(chǔ)，其可以為月報表、年報表提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因此，日報表數(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)，而各個下載站的這些數(shù)據(jù)又可以為統(tǒng)計和分析提供重要的依據(jù)，因此，日報表必須包含各個站場的這些主要數(shù)據(jù)。綜合日報表單元格需要進行計算公式編寫，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3路流量計所下載的93#和90#汽油總量與昨天上午06:00:00時3路流量計所下載的93#和90#汽油總量之差。
3.2綜合月報表設(shè)計
綜合月報表數(shù)據(jù)來源于綜合日報表，但又不局限于日報表的數(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)月混油切割量及回摻量，以便優(yōu)化下個月的生產(chǎn)工藝，避免由于混油過多而影響生產(chǎn)。3.3批次統(tǒng)計表批次運行表將每個批次運行的相關(guān)數(shù)據(jù)均統(tǒng)計到表里，以供管理人員對這些數(shù)據(jù)進行對比。包括：批次號、啟輸時間、停輸時間、輸送時長，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)化運行方案。
3.4設(shè)備運行時間統(tǒng)計表
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保養(yǎng)有一定的相關(guān)性，而泵的維護保養(yǎng)又與其運行情況相關(guān)，因此分析泵的運行時間和使用率，就可以制定相應(yīng)的維護保養(yǎng)方案。設(shè)備運行時間統(tǒng)計表主要是對泵的運行時間和使用率進行統(tǒng)計分析，以供管理人員做好泵的維護保養(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)捄突負健；負叫枰皶r掌握混油的切割量、回摻量及混油罐的庫存液位，否則，很容易因為混油罐庫存液位較高，導(dǎo)致無法切割�；煊颓闆r表主要對每個月每個站的混油切割量、回摻量及庫存液位進行統(tǒng)計，包括：年度混油累計、富柴富汽切割回摻情況、各管道切割回摻情況和百噸回摻情況。3.6輸油量同比表輸油量是衡量一條管道運行情況及效益情況的一項重要指標(biāo)。該系統(tǒng)將每條管道每個月的輸油量統(tǒng)計到一張表中（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)計及開發(fā)
該系統(tǒng)采用ASP.NET（基于C#）軟件進行WEB設(shè)計。生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要是對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，因此，對Gridview控件進行開發(fā)，以便將所統(tǒng)計和分析的數(shù)據(jù)結(jié)果顯示到WEB網(wǎng)頁上。該系統(tǒng)設(shè)計了一個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，使用戶在任何時候均能輕松地點擊所需要的鏈接。對于Button的設(shè)計，該系統(tǒng)專門利用Photoshop軟件對幾個Button進行了藝術(shù)設(shè)計，以增強網(wǎng)頁的藝術(shù)效果（圖2）[6-8]。在WEB系統(tǒng)中，最大的難點就是下載功能的實現(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程等均是設(shè)計難點，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)試所占用的時間可能比設(shè)計開發(fā)的時間還長，特別是對于程序量大的系統(tǒng)。該系統(tǒng)也不例外，由于每張報表所涉及的數(shù)據(jù)量特別大，調(diào)試時也就出現(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。通過長時間的調(diào)試及修改，該系統(tǒng)最終順利通過并應(yīng)用于實際生產(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，降低了運營成本。
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