一种罐区调度作业流程规划方法与流程

本发明涉及一种罐区调度作业流程规划方法，属于计算机控制领域

背景技术：

罐区输油作业调度优化包括原油调度优化和成品油调度优化。原油调度优化包括原油从到港开始到装置进料结束的卸油、储运、输送和混合等一系列流程。成品油调度优化包括成品油从进库区开始到出库区的卸油、储运、输送和混合等一系列流程。原油调度优化和成品油调度优化均需要对其所涉及油罐、管道、进料量、调和比和装置做出合理的安排。目前罐区输油作业调度方面存在如下问题：

1)目前原油和成品油储运调度多是依赖人工经验，凭手工方式完成，对于整个调度过程中的波动，无法从全局角度进行一体化调度优化，不能及时有效的应对各种不确定因素，从而导致高库存、无效的资金使用以及运行费用的增加。

2)调度指令以传真、电话方式下达到操作班组，执行效率低、受众窄。

因此，急需对现有罐区输油作业调度方法进行优化，而在罐区输油作业调度优化过程中，罐区调度作业流程规划又是很重要的一环。

技术实现要素：

基于上述技术问题，本发明提供一种罐区调度作业流程规划方法。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种罐区调度作业流程规划方法，包括以下步骤：

(1)作业流程规划：由调度人员指定罐区起始设备、经过设备、终点设备，以最短路径、经历最少节点、单线/双线为约束条件，设备的可用状态为输入，采用网络算法-扩展状态任务网，自动推理得到最优作业流程若干条；

(2)作业流程审核与下达：调度人员选择合适的作业流程，提交至管理人员审核，管理人员通过对作业流程审核后，进行作业流程的在线下达。

优选的，以图形化的方式进行作业流程审核，并实现在线下达。

优选的，在进行作业流程规划前，还包括数据获取步骤：将现场上位机生产数据写入远程终端单元，数据采集服务器从远程终端单元读取数据，并写入数据库。

优选的，还包括以下步骤：读取数据采集服务器获取的实时生产数据，结合人工设置条件，判断各罐、泵、阀门、管线的使用状态，并写入数据库。

优选的，所述人工设置条件包括设备的必经条件和避开条件。

优选的，所述数据采集服务器通过串口通讯协议从远程终端单元读取数据。所述串口通讯协议优选为RS-232或RS-485。

优选的，所述数据库为SQL Server数据库。

本发明的有益技术效果是：

(1)本发明通过结合罐区各设备的可用状态及约束条件，采用一种网络算法-扩展状态任务网(ESTN)实现调度作业流程规划，较依赖人工经验确定的调度方案更加客观、合理，可有效减少原油罐区和成品油罐区输油作业调度误差，而且本发明可将作业流程规划的时间限制在5秒以内，极大的提高了作业效率。

(2)本发明将优化得出的作业流程以图形化的方式进行展示，更加直观，方便调度人员进行调度指令审核，并实现在线下达。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为罐区输油作业调度方法的流程示意图；

图2为罐区生产数据采集的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种罐区调度作业流程规划方法，其包括以下步骤：

(1)作业流程规划：由调度人员指定罐区起始设备、经过设备、终点设备，以最短路径、经历最少节点、单线/双线为约束条件，设备的可用状态为输入，采用网络算法-扩展状态任务网，自动推理得到最优作业流程若干条；

(2)作业流程审核与下达：调度人员选择合适的作业流程，提交至管理人员审核，管理人员通过对作业流程审核后，进行作业流程的在线下达。

上述步骤中，具体是以图形化的方式进行作业流程审核，并实现在线下达。

本发明通过结合罐区各设备的可用状态及约束条件，采用一种网络算法-扩展状态任务网(ESTN)实现调度作业流程规划，较依赖人工经验确定的调度方案更加客观、合理，可有效减少原油罐区和成品油罐区输油作业调度误差，而且本发明可将作业流程规划的时间限制在5秒以内，极大的提高了作业效率。

下面对罐区输油作业调度优化方法进行详细说明，该方法以本发明调度作业流程规划方法为核心，其包括以下步骤：

a使用C#语言，对Visio进行二次开发，在此基础上进行原油罐区和成品油罐区工艺的图形化组态：进行工艺流程图的绘制；收集仪表、设备的信息，进行罐、阀、泵、管道的基本属性配置。根据来源不同，将属性分为静态和动态属性。

b将生产现场上位机的生产数据，通过以太网写入RTU(Remote Terminal Unit，远程终端单元，可负责对现场信号、工业设备的监测和控制。RTU是构成企业综合自动化系统的核心装置，通常由信号输入/出模块、微处理器、有线/无线通讯设备、电源及外壳等组成，由微处理器控制，并支持网络系统)。本发明中新增加的数据采集服务器通过RS-232或RS-485串口通讯协议从RTU中读取数据，并写入SQL Server数据库中，从而为罐区输油作业调度优化系统提供相应数据。在RTU到本发明服务器之间的数据传输是单向的，实现了系统与生产网的物理隔离。

c读取实时生产数据，结合人工设置条件，由专家系统判断各罐、泵、阀门、管线的使用状态(包括在用状态、故障状态、可用状态)，并写入SQL Server数据库中。各设备状态可用状态判断规则如下：

罐：罐前阀关闭，罐液位<高报and罐液位>低报，且无故障指示，则罐可用。

泵：监测电流大于0，泵入口、出口压力分别大于限制，则泵已开，不可用；否则，在无故障指示下，可用。

阀：开关阀的开到位状态为1时，阀打开，不可用；开关阀的关到位为1时阀关闭，可用；调节阀的开到位状态为1，阀打开，不可用；调节阀的关到位为1时阀关闭，可用；调节阀的开到位状态为0、关到位为0及反馈开度大于0时，阀打开，不可用。

管线及其他：根据阀的状态及连接关系，通过广度搜索方法，标记管线及其他的使用状态。

d人工指定作业的起止设备、必经设备、避开设备，以罐区设备的连接关系为基础，结合各设备的可用状态及约束条件，用推理引擎得到优化的作业路线若干条。

所述推理引擎的开发大致如下：为了提高计算效率，在MATLAB中进行了基于BSTN网的算法包的开发。为了便于应用，将算法包打包成DLL形式。在Visual Studio开发套件中添加引用，约定好双方的接口。接口形式如下表1：

表1

上述约束条件分为如下几种：

1)经过节点最少

所谓“节点”，包括：阀门、管线连接点。此种方式，让操作工的操作动作最少。

2)长度最短

以管线长度最短为约束目标，此种方式，会降低摩擦阻力带来的能耗损失。

e调度人员选择合适的调度作业路线，提交至管理人员审核，管理人员以图形化的方式，通过对作业流程审核后，可以实现作业流程的在线下达。

上述步骤a中，各设备基本属性如下表2：

表2

上述方法所涉及系统的硬件结构如图所示。在调度中心的机房配置一台服务器，运行“罐区输油作业调度优化”服务器版，通过采集来自罐区(原油罐区和成品油罐区)的实时数据，实时推理分析当前各设备的可用状态，调度人员使用C/S版客户端进行调度作业的规划和审核，其他人员可以通过B/S客户端，以登录网页的形式查看作业的执行状况。

调度模块分为作业流程规划、作业流程审核与下达两个阶段。

作业流程规划：由调度人员指定起始设备、经过设备、终点设备，以最短路径、经历最少节点、单线/双线为约束，设备的可用状态为输入，通过调用推理引擎，得到最优调度路线，即作业流程。

一名调度人员可以选择合适的作业路线，点击“提交审核”，提交至管理人员审核。管理人员通过对作业流程审核后，可以实现作业流程的下达。

所开发的客户端，既有B/S架构的，便于用户在企业使用办公网上的任一电脑，即可了解罐区调度作业执行情况，适用于管理人员；又有C/S架构的，使用户能查看调度作业的详细运行状况，适用于调度员、工艺员。

上述方式中未述及的有关技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。

需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变型方式，均应在本发明的保护范围之内。