一种用于成品油罐区输油作业调度优化的系统的制作方法

本发明涉及一种用于成品油罐区输油作业调度优化的系统，属于计算机控制领域。

背景技术：

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，需要对油罐、管道、进料量、调和比和装置做出合理的安排。目前成品油罐区调度方面存在如下问题：

1)目前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。

技术实现要素：

基于上述技术问题，本发明提供一种用于成品油罐区输油作业调度优化的系统。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种用于成品油罐区输油作业调度优化的系统，包括：

现场上位机，用于采集罐区现场生产数据；

远程终端单元，通过以太网将现场上位机采集的生产数据写入；

数据采集服务器，通过RS-232串口通讯协议从远程终端单元中读取生产数据，并写入数据库中；

调度优化系统服务器，通过采集来自罐区的生产数据，实时推理分析当前各设备的可用状态，结合人工设置条件，得到合适的调度作业路线；

客户端，人工设置设备的必经条件和避开条件，并进行作业流程的在线下达。

优选的，所述远程终端单元与调度优化系统服务器之间的数据传输是单向的。

优选的，所述数据库为SQL Server数据库。

优选的，所述客户端包括C/S客户端和B/S客户端，调度优化系统服务器连接C/S客户端和Web服务器，Web服务器通过以太网连接B/S客户端。

本发明的有益技术效果是：

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

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为本发明输油作业调度优化系统的原理图；

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

结合附图，一种用于成品油罐区输油作业调度优化的系统，包括：

现场上位机，用于采集罐区现场生产数据；

远程终端单元，通过以太网将现场上位机采集的生产数据写入；

数据采集服务器，通过RS-232串口通讯协议从远程终端单元中读取生产数据，并写入SQL Server数据库中；

调度优化系统服务器，通过采集来自罐区的生产数据，实时推理分析当前各设备的可用状态，结合人工设置条件，得到合适的调度作业路线；

客户端，人工设置设备的必经条件和避开条件，并进行作业流程的在线下达。

上述远程终端单元与调度优化系统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。

上述客户端包括C/S客户端和B/S客户端，调度优化系统服务器连接C/S客户端和Web服务器，Web服务器通过以太网连接B/S客户端。调度人员使用C/S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。

下面对采用本发明系统进行成品油罐区输油作业调度优化的方法进行说明，该方法具体包括以下步骤：

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，从而为成品油罐区输油作业调度优化系统提供相应数据。在RTU到调度优化系统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。通过RTU将生产网与办公网物理隔离，数据采集服务器只能从生产网读数据，不能往生产网回写。

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，调用调度优化系统服务器中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

本发明以一种网络算法-扩展状态任务网(ESTN)实现调度优化，并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。

本发明成品油罐区输油作业调度优化系统的硬件结构如图1、2所示。在调度中心的机房配置一台服务器，运行“成品油罐区输油作业调度优化”服务器版，通过采集来自罐区的实时数据，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，通过调用调度优化系统服务器中推理引擎，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。