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成品油管网生产数据管理系统研究的论文
摘要：成品油管道企业的SCADA系统有大量的生产数据，如何对这些数据进行分析处理，并反服务于企业，是亟待解决的一大难题。利用ASP.NET软件（基于C#）及SCADA系统自带模板软件对华东管网的生产数据（包括日报表、月报表、批次统计表、设备运行时间统计表、混油情况表和输油量同比表等）进行有效管理，在设定时间内，从SCADA系统自动获取生产数据并进行统计和分析，并最终将所统计和分析的数据呈现在WEB网页上，以便进行生产优化，并方便各部门人员浏览和下载。实践证明，该系统可以自动从SCADA系统中提取出用户所需的数据，为管道企业的管理人员提供其所需的数据，并为生产运行方案的优化提供有力的数据支持。（图3，表1，参10）
关键词：数据库管理系统论文
目前，华东成品油管网已运行的成品油管道有3条，包括苏北管道、苏南管道和浙苏管道，这3条管道共有3个首站、13个中间站和末站，总长1205km，其自控系统采用先进的SCADA系统和罗克韦尔PLC控制器，用于全线的生产调度及主要参数（包括管道流量、压力、温度、密度和罐液位等）的监控。SCADA系统不仅可以用于生产调度，还可以实时保存生产中的数据，以供各部门调用。各部门管理员通过对SCADA所保存的数据进行统计和分析，最终形成各类报表，以改进成品油管输的生产工艺，优化工艺安排，从而有效地降低运营成本并大大降低运行风险。但是，SCADA系统的监控数据非常多，管理员所需要的数据只是其中的一小部分，因此，如何从大量数据中提取所需的数据，怎么对这些数据进行统计分析，以及如何设计网页并将这些数据发布到网页上就成为成品油管网生产数据管理系统研发的难点。
1国内外研究现状
由于成品油管输的特殊性，其生产数据的统计分析大都依托人工处理，至今还没有有效的WEB管理系统。人工处理不仅费时费力，还经常会出现一些错误，包括：①人工统计工作量大，容易产生误差，有时甚至会造成错误；②公司多个部门重复提取报表，可能由于提取路径不一致而出现数据偏差；③对生产数据的管理水平较低；④对数据缺乏分析，不能有效服务生产[1]。为了有效解决以上问题，通过开发SCADA自带的模板功能实时获取所需的数据，利用ASP.NET软件对这些数据进行统计和分析，并根据用户的需求将这些数据呈现于WEB网页上，以供用户浏览和下载，方便管理人员查询生产经营的情况。该系统具有信息量大，数据全面、准确等优点，大大减轻了人工统计的工作量。该系统提供了大量的数据分析，有助于管理人员改进生产工艺、优化运营方式、提高管理水平和降低运营成本[2-3]。
2系统架构及组成
华东成品油管网生产系统需要有极高的稳定性，以保证生产运行不受影响，因此，在生产网和其他网络之间设置了单向网闸，数据的传输只出不进，这样才能有效地阻止病毒的入侵，保证生产运行的安全。因此，该系统需在SCADA生产服务器上设计模板，以实时获取生产数据，并将数据传输给WEB服务器。客户端通过WEB对WEB服务器进行访问，以读取相关数据或下载报表（图1）[4-5]。该系统包括生产数据统计与分析及管网参数两部分内容，其中，生产数据统计与分析包括日报表、月报表、批次统计表、设备运行时间统计表、混油情况表和输油量同比表等；管网参数包括管道参数、设备参数、联锁保护参数和运行经验参数等。
3报表设计
SCADA系统自带模板使用GetArgValue语句来获取某一个生产数据，其格式如下：GetArgValue（"A.7.1213.170610.PI2112"）。其中，各字段意义如下：字段1：取值的表格，A：秒表；B：分表；C：时表；D：日表；E：自定义表。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：当字段2取值为0|1|2时，此字段无意义；当字段2取值为3|4时，此字段取值范围为0～6，分别代表星期日～星期六；当自动2取值为5|6时，此字段1～31，分别代表1号～31号；当字段2取值为7时，此字段为一个4位数，前两位代表月，后两位代表日；如果此字段为3位数，则前一位代表月，后两位代表日。字段4：取值时间，格式为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"）代表的意义为：获取今天早上06:00:00时刻93#汽油流量计的读数[4-5]。
3.1综合日报表设计
日报表是各类报表的基础，其可以为月报表、年报表提供基础数据，因此，日报表数据的准确性在该系统中显得尤为重要。当日下载量、当日库存量、当日空容量及混油量均是成品油管输的重要数据，而各个下载站的这些数据又可以为统计和分析提供重要的依据，因此，日报表必须包含各个站场的这些主要数据。综合日报表单元格需要进行计算公式编写，且须与本站场对应的油品数值一致。例如：由于该SCADA系统开发时苏南还是下载90#和93#汽油，后续90#和93#汽油均改成92#汽油，因此南京站92#汽油当日下载量应该是当天早上06:00:00时3路流量计所下载的93#和90#汽油总量与昨天上午06:00:00时3路流量计所下载的93#和90#汽油总量之差。
3.2综合月报表设计
综合月报表数据来源于综合日报表，但又不局限于日报表的数据。对经营管理者来说，当月输油量是其做月末盘点的主要数据；但是对于生产管理者来说，除了当月输油量之外，还必须了解当月混油切割量及回掺量，以便优化下个月的生产工艺，避免由于混油过多而影响生产。3.3批次统计表批次运行表将每个批次运行的相关数据均统计到表里，以供管理人员对这些数据进行对比。包括：批次号、启输时间、停输时间、输送时长，各站场下载油品质量、耗电量和各站混油切割量等。通过对比这些数据，管理人员就可以了解近期生产存在的问题，然后制定相关对策，优化运行方案。
3.4设备运行时间统计表
对长输管道来说，最重要的设备就是输油泵，输油泵的好坏与维护保养有一定的相关性，而泵的维护保养又与其运行情况相关，因此分析泵的运行时间和使用率，就可以制定相应的维护保养方案。设备运行时间统计表主要是对泵的运行时间和使用率进行统计分析，以供管理人员做好泵的维护保养方案。
3.5混油情况表
当前对混油的处理方式主要有回炼和回掺。回掺需要及时掌握混油的切割量、回掺量及混油罐的库存液位，否则，很容易因为混油罐库存液位较高，导致无法切割。混油情况表主要对每个月每个站的混油切割量、回掺量及库存液位进行统计，包括：年度混油累计、富柴富汽切割回掺情况、各管道切割回掺情况和百吨回掺情况。3.6输油量同比表输油量是衡量一条管道运行情况及效益情况的一项重要指标。该系统将每条管道每个月的输油量统计到一张表中（表1），并用图表的形式将各月管输量表示出来，这样，管理人员就可以清楚地看出各管道各月的输油量情况。
4WEB设计及开发
该系统采用ASP.NET（基于C#）软件进行WEB设计。生产数据管理系统主要是对数据进行统计和分析，因此，对Gridview控件进行开发，以便将所统计和分析的数据结果显示到WEB网页上。该系统设计了一个Calendar日历控件，以供用户能够直观地选择所需要的日期，以调取其对应的数据。为了方便用户的使用，该系统还专门利用.NET的母版页功能，使用户在任何时候均能轻松地点击所需要的链接。对于Button的设计，该系统专门利用Photoshop软件对几个Button进行了艺术设计，以增强网页的艺术效果（图2）[6-8]。在WEB系统中，最大的难点就是下载功能的实现。如何才能使文件下载完整、如何防止出现乱码的问题，以及如何在下载过程中让用户直观看到下载的进程等均是设计难点，而其中最重要的是数据下载的完整性和准确性。程序的开发过程中，对下载数据长度与缓冲区大小进行对比，如果两者相等，则直接将缓冲区数据写入，如果数据长度小于缓冲区大小，则重新定义缓冲区大小[9-10]。
5调试及结果
系统的调试所占用的时间可能比设计开发的时间还长，特别是对于程序量大的系统。该系统也不例外，由于每张报表所涉及的数据量特别大，调试时也就出现了各种各样的问题，如数据的问题、功能模块的问题或者系统问题。通过长时间的调试及修改，该系统最终顺利通过并应用于实际生产当中（表2、图3）。
6结束语
WEB管理系统利用ASP.NET软件对SCADA系统的数据进行读取、整理和分析，并发布于WEB网页中，数据量大、全、准，方便了管网运营人员的管理，有效提高了工作效率，减少了各部门由于口径不一致导致的误差，优化了成品油管输工艺，降低了运营成本。
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