一种罐区输油作业调度优化方法
【专利摘要】本发明公开了一种罐区输油作业调度优化方法，属于计算机辅助制造领域。该方法包括以下步骤：a收集原油罐区和成品油罐区设备的信息，进行罐、阀、泵、管道的基本属性配置；b将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；c读取实时生产数据，判断各罐、泵、阀门、管线的使用状态，并写入数据库中；d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，自动推理得到优化的作业路线若干条；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，管理人员对作业流程审核后，实现作业流程的在线下达。本发明可优化罐区输油作业调度指令并减少输油作业调度误差，提高工作效率。
【专利说明】
一种罐区输油作业调度优化方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种罐区输油作业调度优化方法，属于计算机辅助制造领域。
【背景技术】
[0002 ]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：
[0003] 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。
[0004] 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。
【发明内容】
[0005] 基于上述技术问题，本发明提供一种罐区输油作业调度优化方法。
[0006] 本发明所采用的技术解决方案是：
[0007] -种罐区输油作业调度优化方法，包括以下步骤：
[0008] a绘制原油罐区和成品油罐区的工艺流程图，收集原油罐区和成品油罐区设备信 息，并进行基本属性配置；
[0009] b将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；
[0010] c读取实时生产数据，结合人工设置条件，判断各罐、栗、阀门、管线的使用状态，并 写入数据库；
[0011] 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，自动推理得到优化的调度作业路线若干条；
[0012] 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，管理人员对作业流程 审核后，实现作业流程的在线下达。
[0013] 上述步骤a中：所述基本属性配置包括各罐、阀门、栗、管道的位号、型号、位置、及 连接关系。
[0014] 上述步骤b中：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。 所述串口通讯协议为RS-232或RS-485。
[0015] 上述步骤b中：所述数据库为SQL Server数据库。
[0016] 上述步骤c中：所述人工设置条件包括设备的必经条件和避开条件。
[0017] 上述步骤c中：所述使用状态包括在用状态、故障状态和可用状态。
[0018] 上述步骤d中：采用网络算法-扩展状态任务网实现优化调度作业路线的自动推理 得出。
[0019]上述步骤d中，所述约束条件包括以下四种：
[0020] dl经过节点最少;所述节点包括阀门、管线连接点；
[0021] d2管线长度最短；
[0022] d3 单线；
[0023] d4 双线。
[0024]上述步骤e中：以图形化的方式进行作业流程审核，并实现在线下达。
[0025]本发明的有益技术效果是：
[0026]本发明以图形化的方式进行调度指令审核，并实现在线下达，从而优化罐区输油 作业调度指令并减少输油作业调度误差，提高工作效率。
【附图说明】
[0027]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步说明：
[0028]图1为本发明方法的流程示意图；
[0029] 图2为本发明中罐区生产数据采集的示意图。
【具体实施方式】
[0030] 本发明通过研究图形化的调度指令快速生成、在线审核与下达技术，提出一种罐 区输油作业调度优化方法，通过该方法可优化调度指令并减少调度误差，提高工作效率。 [0031 ] -种罐区输油作业调度优化方法，包括以下步骤：
[0032] 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、栗、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。
[0033] 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 SRS-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。
[0034] 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、栗、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：
[0035]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。
[0036] 栗：监测电流大于0,栗入口、出□压力分别大于限制，则栗已开，不可用；否则，在 无故障指示下，可用。
[0037]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。
[0038] 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。
[0039] 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。
[0040] 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:
[0041] 表1
[0043]上述约束条件分为如下几种：
[0044] 1)经过节点最少
[0045] 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。
[0046] 2)长度最短
[0047] 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。
[0048] 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。
[0049] 上述步骤a中，各设备基本属性如下表2:
[0050] 表 2
[0053]本发明以一种网络算法-扩展状态任务网（ESTN)实现调度优化，可将计算推理的 时间限制在5秒以内。本发明方法以图形化的方式进行调度指令审核，并实现在线下达，可 减少调度误差，提高工作效率。
[0054]本发明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。
[0055] 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。
[0056] 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。
[0057] 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。
[0058]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。
[0059]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。
[0060]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。
【主权项】
1. 一种罐区输油作业调度优化方法，其特征在于包括以下步骤： a绘制原油罐区和成品油罐区的工艺流程图，收集原油罐区和成品油罐区设备信息，并 进行基本属性配置； b将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； c读取实时生产数据，结合人工设置条件，判断各罐、栗、阀门、管线的使用状态，并写入 数据库； 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，自动推理得到优化的调度作业路线若干条； 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，管理人员对作业流程审核 后，实现作业流程的在线下达。2. 根据权利要求1所述的一种罐区输油作业调度优化方法，其特征在于，步骤a中：所述 基本属性配置包括各罐、阀门、栗、管道的位号、型号、位置、及连接关系。3. 根据权利要求1所述的一种罐区输油作业调度优化方法，其特征在于，步骤b中：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。4. 根据权利要求3所述的一种罐区输油作业调度优化方法，其特征在于:所述串口通讯 协议为 RS-232或 RS-485。5. 根据权利要求1所述的一种罐区输油作业调度优化方法，其特征在于，步骤b中：所述 数据库为SQL Server数据库。6. 根据权利要求1所述的一种罐区输油作业调度优化方法，其特征在于，步骤c中：所述 人工设置条件包括设备的必经条件和避开条件。7. 根据权利要求1所述的一种罐区输油作业调度优化方法，其特征在于，步骤c中：所述 使用状态包括在用状态、故障状态和可用状态。8. 根据权利要求1所述的一种罐区输油作业调度优化方法，其特征在于，步骤d中：采用 网络算法-扩展状态任务网实现优化调度作业路线的自动推理得出。9. 根据权利要求1所述的一种罐区输油作业调度优化方法，其特征在于，步骤d中，所述 约束条件包括以下四种： dl经过节点最少;所述节点包括阀门、管线连接点； d2管线长度最短； d3单线； d4双线。10. 根据权利要求1所述的一种罐区输油作业调度优化方法，其特征在于，步骤e中：以 图形化的方式进行作业流程审核，并实现在线下达。
【文档编号】G06Q50/28GK106056257SQ201610546329
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】牟善军, 李传坤, 王林, 石宁, 张卫华, 王春利, 陶彬, 高新江
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院