劉 露,楊青松,李春亮

中國石油長慶油田分公司第一采氣廠 （陜西 靖邊 718500）

管控一體化簡單地說就是管理與控制一體化，具體地講是利用各種技術，把生產現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)通過信息網(wǎng)絡系統(tǒng)進行系統(tǒng)集成、技術融合，為企業(yè)全面實現(xiàn)信息自動化管理奠定基礎。管控一體化具有開放、友好的客戶端接口，使工廠管理人員可以最大限度地訪問重要的實時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)，實現(xiàn)利用遠程的實時模擬圖反映設備運行情況，使管理人員及時了解設備運行信息。采用設備管控一體化系統(tǒng)可以提高凈化廠經(jīng)濟效益，比如：減少非計劃停車時間，優(yōu)化生產過程，提高產品的產量及質量，動態(tài)地監(jiān)控生產成本，分析事故原因等[1-2]。

1 天然氣凈化廠管控一體化應用現(xiàn)狀

1.1 管控一體化平臺應用情況

天然氣凈化廠還未形成完整的管控一體化平臺，為了將設備生產運行數(shù)據(jù)及時反饋給技術人員及上層管理者，天然氣凈化廠采用3套互相獨立的系統(tǒng)軟件，將動態(tài)生產數(shù)據(jù)、歷史報警以及歷史數(shù)據(jù)分散在不同系統(tǒng)中上報，造成瀏覽不直觀，操作不便捷。

1）生產數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)。生產數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)將實時數(shù)據(jù)利用ADO和ASP技術相結合，將實時數(shù)據(jù)發(fā)布在網(wǎng)絡上，實現(xiàn)在瀏覽器中查看各生產單元運行參數(shù)。通過該網(wǎng)站可以使現(xiàn)場工藝與上層監(jiān)控相結合，讓技術崗位及管理崗位的人員及時了解到當時的生產工藝情況。

2）遠程報警系統(tǒng)。遠程報警系統(tǒng)根據(jù)實時報警信息，通過調用Windows系統(tǒng)信使功能，將報警信息發(fā)送給相關管理人員，便于各級管理人員及時了解關鍵參數(shù)的異常情況，對設備運行異常情況做出及時判斷。

3）生產日報生成系統(tǒng)。生成日報系統(tǒng)是利用生產數(shù)據(jù)綜合應用平臺的歷史數(shù)據(jù)庫存儲的歷史數(shù)據(jù)，利用VB+Excel相結合，提取當日的歷史數(shù)據(jù)，形成生產日報。

1.2 存在的問題

1）生產數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)頁前臺以表格形式呈現(xiàn)，未能將數(shù)據(jù)與生產設備流程圖聯(lián)系到一起，不能達到直觀的效果。

2）遠程報警系統(tǒng)、生產日報生成系統(tǒng)均為客戶/服務器端模式，用戶端需要在主機安裝相應軟件的情況下，才能進行相關報表的生成，這樣的模式用戶操作繁瑣、不便。

3）生產數(shù)據(jù)查看、報警參數(shù)生成、生產日報生成這3個功能分布在3個不同的軟件或網(wǎng)站中，未能被統(tǒng)一，操作者使用不方便。

4）控制系統(tǒng)無法進行更深層次的數(shù)據(jù)挖掘，造成數(shù)據(jù)資源浪費。

2 天然氣凈化廠管控一體化平臺的開發(fā)和優(yōu)化

管控一體化系統(tǒng)最終須以一定的圖形界面展示給用戶，用設備流程圖嵌入網(wǎng)站的方式顯示實時數(shù)據(jù)，是凈化廠管控一體化平臺優(yōu)化的目標。下面是有關管控一體化平臺開發(fā)、優(yōu)化的相關技術及平臺介紹[3-4]。

2.1 技術支持

網(wǎng)站所應用的技術是ASP.net。ASP.net是一種建立在通用語言上的程序構架，能被用于一臺Web服務器來建立強大的Web應用程序，其優(yōu)點主要體現(xiàn)在強大性和適應性、高效可管理性、多處理器環(huán)境的可靠性及易控制性。

2.2 編程語言

C#是一種事件驅動、完全的面向對象和可視化的編程語言。它是專門為使用net平臺而創(chuàng)建的、運行在.NETCLR上的應用程序語言之一。C#作為管控一體化平臺的優(yōu)化網(wǎng)站編程語言具有以下優(yōu)點：語法簡單、快速應用開發(fā)功能、語言的自由性、強大的Web服務器端組件、支持跨平臺、與XML（可擴展的標記語言）融合、對C++的繼承等。

2.3 開發(fā)工具

選用的開發(fā)工具是Visual Studio2005，該工具的優(yōu)勢體現(xiàn)在對ASP.net 2.0、CLR 2.0 、VB.net、C#.net語言上的強化，能提供更好的執(zhí)行效能，并更加注重安全性等方面。

2.4 數(shù)據(jù)庫

該平臺選用了SQL Server2000數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)連接，其具有以下優(yōu)勢：真正的客戶機/服務器體系結構；豐富的編程接口工具，為用戶進行程序設計提供了更大的選擇余地；對Web技術的支持，使用戶能夠很容易地將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)發(fā)布到Web頁面上。

2.5 一體化平臺優(yōu)化

2.5.1 服務器的選擇

天然氣凈化廠管控一體化平臺選用129服務器進行網(wǎng)站運行，該服務器運行系統(tǒng)為Windows旗艦版，Win7旗艦版中的IIS集成于系統(tǒng)中，不需要啟動光盤或者第三方服務，免去操作上的繁瑣及不必要的安全威脅。

2.5.2 IIS(因特網(wǎng)信息服務)

IIS（Internet Information Server）是Windows系統(tǒng)提供的一種服務，是一種Web（網(wǎng)頁）服務組件，其中包括Web服務器、FTP服務器、NNTP服務器和SMTP服務器，分別用于網(wǎng)頁瀏覽、文件傳輸、新聞服務和郵件發(fā)送等方面。IIS通過使用超文本傳輸協(xié)議(HTTP)傳輸信息。還可配置IIS以提供文件傳輸協(xié)議(FTP)和gopher服務[2]，其步驟：①安裝IIS。在控制面板“卸載程序”中選擇“打開或關閉Windows功能”，選中“Internet信息服務”后系統(tǒng)自動安裝IIS；②配置IIS運行網(wǎng)站。

在IIS中對存在已有的程序池，將新建的網(wǎng)站放在已有的程序池中，修改端口號，與之前發(fā)布的網(wǎng)站共用同一個IP地址，最終生成的一體化網(wǎng)站界面如圖1所示。

圖1 一體化平臺網(wǎng)站界面示意圖

2.5.3 數(shù)據(jù)庫綁定

將原有網(wǎng)站調試時與被導出的靜態(tài)數(shù)據(jù)庫相連，將管控一體化平臺發(fā)布在天然氣凈化廠局域網(wǎng)后，需要將網(wǎng)站的后臺代碼與285服務器的實時數(shù)據(jù)庫綁定。具體訪問原理如下。

1)本地訪問。原有網(wǎng)站的代碼與數(shù)據(jù)庫均試運行在本地計算機上，如果前臺瀏覽器發(fā)出了數(shù)據(jù)查看的命令，如“查看一區(qū)LI1101”，后臺代碼就會將指令發(fā)送給數(shù)據(jù)庫并讀取數(shù)據(jù)庫相應數(shù)據(jù)，之后將數(shù)據(jù)返回到前臺，供前臺瀏覽器查看，整個數(shù)據(jù)調用過程均發(fā)生在本地計算機上，如圖2所示。

2)遠程訪問。網(wǎng)站后臺代碼與遠程數(shù)據(jù)庫綁定后，如果前臺瀏覽器發(fā)出了數(shù)據(jù)查看的命令，如“查看一區(qū)LI1101”，后臺代碼就會讀取遠程計算機的IP地址，地址識別后將指令發(fā)送給指定的遠程數(shù)據(jù)庫并讀取相應數(shù)據(jù)[3]，之后將數(shù)據(jù)返回到本地計算機前臺，供前臺瀏覽器查看，整個數(shù)據(jù)調用過程發(fā)生在兩臺計算機上，如圖2所示。

綁定完成后，前臺瀏覽器可通過遠程調用服務器的數(shù)據(jù)，網(wǎng)站運行界面效果如圖3所示。

圖2 實時數(shù)據(jù)庫訪問原理示意圖

圖3 網(wǎng)站運行界面圖

3 管控一體化平臺應用效果

管控一體化平臺連接到網(wǎng)絡服務器后，可以把實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴蠈庸芾硐到y(tǒng)中，實現(xiàn)了以下功能。

3.1 登錄功能

天然氣凈化廠管控一體化平臺界面在首頁顯示登錄功能，當工程師將天然氣凈化廠上層管理人員及技術人員信息錄入數(shù)據(jù)庫中，操作者即可用給定的賬號及密碼登錄該平臺，讀取相關信息或進行操作，同時，網(wǎng)站對用戶密碼有記憶功能。

3.2 監(jiān)測功能

在該平臺連接到網(wǎng)絡服務器后，系統(tǒng)會以實時模擬圖的方式監(jiān)測生產現(xiàn)場設備運行情況，實時觀測生產現(xiàn)場設備的各項指標。當操作者進入網(wǎng)站或點擊導航中“工藝流程”，會看到相關設備區(qū)域“200萬脫硫脫水”、“400萬凈化”、“公用”、“集配氣”等模塊選項，操作者通過點擊相應模塊，進入該裝置區(qū)的模擬圖查看實時生產數(shù)據(jù)。同時，操作者可以點擊“生成報表”，對所看到的實時數(shù)據(jù)生成Excel報表（圖4）進行打印[4]。

3.3 自動報警功能

當數(shù)據(jù)超過系統(tǒng)規(guī)定的限值時，系統(tǒng)可自動產生報警。系統(tǒng)會將每次傳輸?shù)膶崟r數(shù)據(jù)即PV值與系統(tǒng)設定的報警值作對比，當現(xiàn)場傳輸?shù)腜V值達到報警極限，系統(tǒng)會自動彈出報警提示框，提示操作者查看報警信息。

3.4 生產過程報警查看功能

當操作員看到右下角的“預警提示”，點擊該提示，或者點擊網(wǎng)站導航中的“預警管理”，可以轉到預警管理頁面。每當系統(tǒng)判斷出一個報警，系統(tǒng)會自動生成兩個動作：①生成預警提示框；②將報警數(shù)據(jù)存入后臺數(shù)據(jù)庫list_alert表中。當操作者進入預警管理頁面，點擊下拉列表框，選擇“全部”，系統(tǒng)會將所有報警按時間先后順序顯示出來。操作者也可以選擇希望查看的設備區(qū)域（圖5），了解其報警狀況[5]。

圖4 天然氣凈化廠管控一體化平臺生成報表功能

圖5 平臺1#鍋爐房預警列表

3.5 生產日報生成功能

系統(tǒng)所用的后臺數(shù)據(jù)庫有一項自動存儲功能，可以每間隔1h，將現(xiàn)場傳輸?shù)膶崟r數(shù)據(jù)錄入到數(shù)據(jù)庫list_history中。操作者點擊導航中“報表管理”，系統(tǒng)轉到報表管理頁面，操作者可以點擊下拉列表，在系統(tǒng)日歷中選擇想要查詢的時間段，即可獲得生產日報[6]，如圖6所示。

圖6 平臺生產日報

4 結論

1）優(yōu)化完成后的天然氣凈化廠管控一體化平臺改變了以往表格形式顯示的動態(tài)生產數(shù)據(jù)，突出生產數(shù)據(jù)圖示化，將實時數(shù)據(jù)顯示在相關設備上，并且可以將實時數(shù)據(jù)生成報表，方便使用者讀取、查找所需要的數(shù)據(jù)，節(jié)省了查詢數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)所需要的時間。

2）員工在凈化廠可打開瀏覽器直接瀏覽到該網(wǎng)頁，技術員及管理人員可以即時查看生產動態(tài)。

3）天然氣凈化廠管控一體化平臺將生產數(shù)據(jù)網(wǎng)、報警生成系統(tǒng)、生產日報生成系統(tǒng)都生成在一個平臺中，使管理一體化、功能集中化、操作簡潔化。

4）控制系統(tǒng)可對數(shù)據(jù)進行更深層次的數(shù)據(jù)挖掘，使實時數(shù)據(jù)得到充分利用。