（通信与信息系统专业论文）数字化油库综合信息管理系统.pdf

数字化油库综合信息管理系统摘要数字化油库管理系统是近几年来随着信息技术的飞速发展，石油需求的急剧增加以及经济信息全球化的逐步加深而出现的一项新技术；是利用地理信息系统技术、空间数据存储技术及i n t e m e t 等对油库内设备及周围建筑物给予全方位的地理信息表示，对业务信息进行综合处理的自动化管理系统。本文在分析了当前国内油库信息化管理功能需求的基础上，对整个信息化管理系统进行了总体方案设计，最终采用b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 与c s ( c l i e n t s e r v e r )混合模式的网络结构，构建了基于三维地理信息系统g i s 、数据库、中间件模式的数据集成等先进技术的三维数字化油库综合信息管理系统。该数字化油库管理系统分为数据库和g i s ( g e o g r a p h yi n f o r m 砒i o ns y s t e m )系统两部分。数据库负责为g i s 系统提供业务、监控等前端数据；而g i s 系统作为数字化油库业务平台的核心系统，须把油库的业务管理、环境监控、设备管理等业务子系统集成在一个地理信息平台上集中显示和管理。系统集成的实质在于数据的集成，在该领域，目前已有很多成熟的框架可以利用，通常采用的数据集成模型有：联邦数据库系统( f d b sf e d e r a t e dd a t a b a s es y s t e m s ) 、数据仓库和中间件模型( m i d d l ew a r e ) ，这些技术在不同的着重点和应用上解决数据共享问题，为企业提供决策支持。本文采用了中间件思想的数据集成模型。本文除重点阐述总体方案设计外，还详细研究了基于中问件思想的数据集成方法。在此方法的基础上，以v i s u a ls t u d i o n e t 为前台开发工具，在中间层构造一统一的数据逻辑视图来隐藏底层的数据细节，方便上层用户查询使用。本系统具有易维护性、兼容性、安全性、直观性和高效性等特点，该系统的建成大大提高了威海威洋油库的自动化管理水平和工作效率，并将实时数据以可视化的方式呈现给操作人员，为其下一步的决策提供了可靠的数据，增强了企业的竞争力。关键词：数字化油库；信息化管理；数据集成；b s ：c sdigit aiin t e g r a t e din f o r m a tio nm a n a g e m e n ts y s t e mf o r0 iid e p o ta b s t r a c td i g i t a lm a n a g e m e n ts y s t e mf o ro i ld e p o ti sak i n do ft e c h n o l o g ye m e 唱e do u to fr a p i dd e v e l o p m e n to fi t ( i n f o r m a t i o nt h e o r y ) ，i n c r e a s i n gn e e df o ro i la n dg r a d u a lg i o b a l i z a t i o no fe c o n o m i ci n f o r m a t i o n i ti n c l u d e st h er e p r e s e n t a t i o ns y s t e mo fg e o g r a p h yi n f o r m a t i o nb yu s i n gg i s ( g e o g r a p h yi n f o r m a t i o ns y s t e m ) 、d a t a b a s em e m o r yt e c h n o l o g yf o rs p a c i a ld a t aa n di n t e r a c ta n dt h ea u t o m a t i cm a n a g es y s t e mo ft h ei n t e g r a t e di n f o r m a t i o n t h ep a p e rf i r s t l ya n a l y z e st h er e q u i r e m e n t so ft h ed o m e s t i co i ld e p o tm a n a g e m e n tf u n c t i o n ，t h e ni tm a k e sa l lo v e r a l lp r o j e c td e s i g nf o r t h ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mw h i c ha d o p t sai n t e r a c ts t r u c t u r eo fm i x e dm o d ei n c l u d i n gc sa n db st oc o n s t r u c ta ni n t e g r a t e di n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mf o ro i ld e p o tb a s e do n3 d g i s 、d a t ai n t e g r a t i o nb a s e do nm i d d l ew a r e 、s y n c h - c o p ya n ds oo i lt h es y s t e mi sc o m p o s e do fd a t a b a s ea n dg i ss y s t e m t h ed a t a b a s ep r o v i d e sb u s i n e s sa n dd e t e c t i o nd a t af r o mf r o n t a lp o r t sf o rg i s ，w h i l ea st h ec o r es y s t e mo fd i g i t a lo i ld e p o tb u s i n e s sp l a t f o r m ，g i sn e e d st od i s p l a ya n dm a n a g ef o l l o w i n gs u b s y s t e m si n t e r e s t e d l y ：t h eb u s i n e s sm a n a g e m e n to ft h e o i ld e p o t ，e n v i r o n m e n td e t e c t i o na n dd e v i c em a n a g e m e n tt h es y s t e mi n t e g r a t i o ne s s e n t i a l l yi s 咖i n t e g r a t i o n n o w a d a y st h e r ea r es o m em a i np o p u l a rf r a m e st ou s ef o ri n t e g r a t i n gi s o m e r i s md a t a ：f d b s ( f e d e r a t e dd a t a b a s es y s t e m s ) ，d a t aw a r e h o u s ea n dm i d d l ew a r e t h e s et e c h n o l o g i e sr e s o l v et h ep r o b l e mo fd a t as h a r i n go nd i f f e r e n te m p h a s e sa n da p p l i c a t i o n st op r o v i d es u p p o r tf o rt h ec o m p a n yt om a k ed e c i s i o n t h i sp a p e ra d o p t e dt h ei n t e g r a t i o ni d e ao f m i d d l ew a r e t h ep a p e rt r a v e r s e st h ei n t e g r a t i o nf r a m eo fm i d d l ew a r e ，a p a r tf r o mt h eo v e r a l lp r o j e c td e s i g n ，u s i n gv i s u a ls t u d i o n e ta st h ep r o s c e n i u md e v e l o p i n gt o o l ，i tc r e a t e so n ek i n do fm i d d l ew a r et oh i d ed e t a i l so ft h eb o t t o md a t a ，s ot h a ta l lo ft h es u p e rs t r a t ac a nr e a dt h e m t h i ss y s t e mh a sb e e nu s e db yt h ew e i y a n go i ld e p o to fw e i h a ia n dh a sb e e n ip r o v e dt oh e l pi m p r o v e dt h ea u t o m a t i cm a n a g e m e n tl e v e la n dw o r ke f f i c i e n c yo ft h eo i ld e p o tg r e a t l y i t sc h a r a c t e r i s t i c sa r ee f f o r t l e s sm a i n t e n a n c e ，c o m p a t i b i l i t y , s e c u r i t y ,e f f i c i e n c y , i n t u i t i o n i s ta n ds oo n a l s ot h i ss y s t e mc a nd i s p l a yt h er e a l - t i m ed a t av i s u a l l yt ot h eo p e r a t o r ，o f f e rr e l i a b l ed a t af o rt h en e x ts t e pa n dt h u se n h a n c et h ec o m p e t i t i o no f t h ee n t r e p r e n e u r k e y w o r d s ：d i g i t a l0 i | d e p o t ：i n f o r r a a t i o nm a n a g e m e n t ：d a t ai n t e g r a t i o nb s ：c s独创声明小人明所! 蹙的学化论义址小人n ：埒 j j i j 指导卜边i i 的 j j f 究i ：f 1 ；成墩子 f 1 0 圳究成粜。惦我所知i 除了史i j 特别加以扔：泣和致谢的地方外论文1 1 | 一i 包含j 他人1 2 经发表或撰写葛的研究成果也不包含未获得l 洼i 地丛直甚i l | 5 篮霆挂别彦盟盟! 奎拦丑窒2 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料与我一同工作的同志对本研免所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意学位论文作者签名；暖红荔签字日期：功0 7 年t 月冲同学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅本人授权学校可以将学论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手保存、汇编学位论文( 保密的学位论文在解密后适用本授权书)! 位论文作者签名；覆呈2 ，吞导师签字：；字日期：噼r 月彳日位i 0 文作者毕! i f ：后去网：f tq 一位：讯地址：签字日期：伽呷年t 月呷日 l 诗邮编数字化油库综合信息管理系统0 前言石油库是连接石油及其产品生产、加工、存储、运输、供应的纽带，是石油及其产品储存和供应的基地。它对加强国防建设，促进国民经济高速发展具有极其藿要的作用。近年来，我国经济持续发展，工业和生活用油的需求不断增加，使得油库在尘产和管理方面的工作也f 1 益繁重。加入w t o 以后，我国的各行各业都与国际市场紧密接轨。随着全球经济一体化进程的深入，石油储运领域也与国际石油市场深入接触。作为石油供应链中非常重要一环的石化储运公司，需直接面对终端用户的需求变化，因此迅速有效的供求信息将有助于提高其竞争力。随着2 0 0 4 年底石油市场的丌放，适时建立起一套完善成熟的自动化管理系统，充分加强企业运营管理力度、改善业务运作管理模式，提高监控水平，让中国石化储运行业迅速具备与欧美同各国同行竞争的有力武器，成为亟r 可待之事。2 l 世纪，人类社会进入信息化时代，以信息技术为基础的高新技术的迅猛发展和广泛应用，引起各领域的一系列革命性变化；各行各业兴起一阵信息化管理之风，油库管理领域也不例外。油库建设者们开始利用先进的工业控制技术、网络技术、数据库技术及其他相关的高科技，结合油库现状和发展趋势，研制开发出众多计算机辅助管理系统【6 】，如“油料辅助决策软件”、“油料装备管理系统”、“油库财务管理系统”等。0 1 数字化油库的基本思想“数字地球”是美国副总统戈尔1 9 9 8 年1 月在一次演讲中提出的概念1 5 】，它是以信息基础设施和空间数据基础设施为依托的一个广泛的概念，是一种能输入大量的地理信息，并对其进行多种分辨率处理的动态描述系统。“数字地球”的技术基础包括计算机技术、图像处理技术、大规模数据存储技术、空间对地观测技术及数字通信技术等。“数字化油库”至今未有公认的定义，也缺乏公认的基础理论【4 】，却普遍被认为是油库特别是后方油库的发展方向。油库数字化可实现油料收发、储存管理、安全警戒等活动可视化、信息化，是进行油库信息化建设的过渡，也是未来实现油料保障可视化、信息化的基础。数字化油库综合信息管理系统数字化是指信息获取、存储、处理、传输过程的计算机化【5 l 。一方面是指文字、语言、图像及各种物理信号( 如声、光、电、磁等) 的数字化，另一方面是指信息处理系统和过程的数字化，数字化又称为信息的比特化。数字化油库主要思想是：以对油库基本设备设施及作业方式的数字化改造为基础。依托油库控制网络和信息网络一体化构建，实现油库作业及安全监控自动化，业务管理及办公管理的信息化、网络化。数字化油库本质上就是油库信息化，是油库信息化建设到一定阶段的具体体现。通过数字化油库建设，可全面提高油库的油料及油料装备保障能力及保障效率、安全防卫效益、业务管理水平，并为更高一级、更大范围的信息化建设提供基础信息源。0 2 三维数据展示系统的描述空白j 数据三维可视化对客观世界的表达能给人以更真实的感受，它以立体造型技术向用户展现地理空自j 现象，将测量或科学计算过程中产生的数据及计算结果转换为图像或图形在屏幕上显示出来。当前计算机技术飞速发展，c p u 速度越来越快，内存和显卡的显存也越来越大，使得空间数据三维可视化的广泛应用也成为了可能。三维数据【4 9 】展示系统是基于地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称g i s ) 搭建的。地理信息系统是多学科集成的基础平台，可用于地理相关信息的搜集、存储、管理和分析，与传统的分析方法相比较，它将过去的手工、单一、静态、以定性为主的分析技术推进到多时相、多数据源、时空结合、定性与定量相结合的综合分析技术，是一个有空间信息的决策支持系统。g i s 是融计算机图形和数据库于一体，储存和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机结合起来，根据实际需要准确真实、图文并茂地将现场业务数据展示处理，。满足油库生产、管理对空间信息的要求，同时借助其独有的空问分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策。因而已逐渐成为资源管理、环境管理的重要技术手段之一。g i s 可实现多种数掘的综合管理、信息的可视化，具有以下功能：数据获取、数据存储、空间数据分析、空间数据推导、结果表示、导出结果不正确性的描述指标及其对最终决策的影响。物理上，一个g i s 是由空间数据、非空间数据、分数字化汕阼综合信息管理系统析模型、计算机硬件及有关人员组成。具有许多功能的g | s 不应该仅仅看作是硬件和软件，而应该看作一个过程i ”。g i s 主要是用于作决策的。在一个g i s 系统罩，数据输入、存储和分析的方法必须反映信息被用于专门研究和作决策的方式。把g i s 看作一个纯硬件和软件系统就会遗漏它在综合决策过程中所起的重要作用。利用大型地理信息系统软件，在此基础根据油库管理需求进行二次丌发。三维数据展示系统将根据油库技术要求特点和石油行业的特殊规范进行设计，在实际应用中充分考虑了油库业务的实际工作流程。经通过对库区的各种专业数据的分类管理，使管理者直观了解区域地形地貌、库区建筑设施、工作流程等实时现场数据并提供了完善的模拟环节供突发事件演习，以制定更优的应对计划。0 3 本文的目的及结构安排鉴于目前国内油库信息化管理系统中各子系统独立建设互不连通，而国外相关系统价格昂贵，且无标准化操作平台的局面下，通过认真调研国内油库信息管理需求，本文构建了一个完整的整合式数字化油库综合信息管理系统，以实现对油库全局业务的数字化数字化管理。基于目前的数字化地理信息系统和数据仓库技术，将各业务系统进行全面整合，形成以三维数字地图为展示平台的综合业务管理系统。、本文的主要内容是：l 方案总体设计。在文章结构上，本部分内容包括前四章：( 1 ) 国内外油库管理系统的现状及功能需求分析；( 2 ) 油库综合信息管理系统的总体框架设计( 3 ) 控制层和管理层各子系统的设计方案( 4 ) 系统网络架构的设计及三维数据展示系统2 各子系统的数据库的建立；利用中间件模式的数据集成模型，将各子系统的数据库映射到一个统一的数掘逻辑视图中，隐藏底层数据的细节，方便上层用户的查询使用。本部分内容重点在第五章进行详细说明。数字化油库综合信息管理系统本文的意义，本课题是中国石油化工集团委托丌发的项目。要求设计一套自动化实时管理系统对中石化下属油库进行综合业务信息管理和监控。目i i i 来说，数字化油库国内还只限于在军方油库的研究和使用，类似的大型系统，应用于民用油库还是第一次，为国内中小型油库的综合信息管理系统的改进丌创了先河；且该项目耗资巨大，高达2 9 个亿。数字化油库综合信息管理系统1 国内外油库管理系统的现状及需求功能分析经济全球化的影响、互联网技术的飞速发展，推动每个企业将信息化作为提升核心竞争力的重要手段。作为石油供应链中非常重要的一个环节的石化储运公司，更应该利用信息化管理来改善工作效率，提高竞争力。1 1 国外油库管理系统的自动化程度由于市场竞争的需要，国外发达国家对石油储运自动化一直十分重视，技术进步很快。各石油公司用先进技术提高工作效率，减少作业人员，加强本质安全，把储运信息作为跟踪市场，调整生产计划的重要依据，以期取得最优的经济效益。国外比较成熟的管理系统一一霍尼韦尔的油库自动化系统( t e r m i n a la u t o m a t i o n s y s t g n t a s ) 9 1 。过去十年，1 a s 在世界各地得到了广泛应用，先后为c a l t e x 、b p 、壳牌、科诺克、埃克森、印度石油( i o c l ) 、p e t r o n a s ，p e t e e h i m 、c e y l o np e t r o l e u m 、m a g n a i 等6 0 多家各国主要石化仓储公司实施了全面的自动化系统，并显著提高了储运公司对市场的反应能力。在加强自身安全的同时，提高效率、降低运营成本。与公司总部信息系统集成的t a s 系统，可以使总公司迅速把握市场脉搏，提前合理安排上游炼厂和化工厂的生产计划。t a s 系统也成为霍尼韦尔先进的e x p e f i o np k sd c s 系统在石化储运领域的应用方案，把最新的控制系统带给了各级储运公司。目前，虚拟现实技术正在越来越深刻地影响着石油信息远程管理。在国外，以挪威国家石油公司( s t a t o i l ) 【。5 j 为例，虚拟现实技术己作为比较成熟的技术应用于石油信息远程管理。总的来说，国外主要从以下几个方面提高自动化程度：l储罐液体自动计量系统目前，国外采用的储罐液体自动计量系统主要分为 3 3 ，a t g 、h t g 和h i m s三种。a t g ( 体积法计量法) 【8 】是国外应用最广泛的计量系统，其代表产品有磁致伸缩液位计、伺服式液位计及雷达液位计等，液位测量准确度均达n ：i = l m m ，其中磁致伸缩液位计和伺服式液位计还能测量分层液位( 如油水界面) ，测量准确数字化油库综合信息管理系统度达n * 2 m m ，有i s o 国际标准和a p l 认证，可以作为贸易交接结算。h t g ( 质量法计量法) 利用智能化高精度压力( 差压) 传感器，提供储液质量、液位和密度等测量参数，其中质量的计量准确度达到o 0 4 ( 除罐检误差外) ，i s o 组织已发布h t g 的国际标准。h i m s ( 混合法计量法) 是a t g 与h t g 的有机整合，发挥a t g 系统高精度液位测量和h t g 系统的高精度质量测量优势，可同时得到高精度体积、质量、密度和油水界面参数，是近几年发展起来的比较理想的储罐液体自动计量系统，但由于计量体制和投资成本等原因，h i m s 在国外应用较少，目f i i i s o 组织只发布了h i m s 的国际标准征求意见稿。2陆路自动发油系统发达国家的陆路自动发油子系统基本做到了无人值守，所有作业由司机操作完成，用卡片( 磁卡或i c 卡) 进行门禁控制、身份识别和数据交换，采用静电接地，溢油保护等安全连锁装置，避免由于操作失误造成的事故，油气回收装置既确保了安全，又节约了能源，保护了环境和人的健康，采用高精度流量计和其它控制设备，使系统计量精度较高。3生产调度控制应用电动阀、管道泵、设备状态检测( 压力、流量、液位、阀位、气体浓度等) 、视频监视等构成生产调度指挥控制系统对生产作业进行自动调度和控制。4消防灭火国外一般设有固定消防设施，在库区重点部位，设置报警按钮，视频监视系统进行观察和确认，采用电动阀，调节阀，管道泵等构成自动灭火系统，可以在最短时间内，按照灭火预案启动相关设备，实施快速扑救。1 2 国内油库自动化管理的发展现状国内自六十年代起丌始探索，应用石油储运自动化仪表及控制系统，直到八十年代后期，尽管投入大量的人力、物力，但应用成功的案例很少。进入九十年代，随着改革开放的不断深入，在引进消化，吸收国外先进技术和设备的基础上，数字化油库综合信息管理系统国内企业研制丌发的集散式微机发油系统，多功能电液阀和h t g 、a t g 、h 1 m s储罐液体自动计量系统等装备在技术上己达到国际九十年代中期先进水平，被普遍推广应用，应用效果良好。自九十年代中期起，计算机辅助油库管理系统逐步得到丌发应用，到目| ；i 为止，大部分油库主要应用在业务管理环节，包括自动开票、业务统计，计量帐务，桶装帐务等。部分油库正在应用设备管理、质量管理、安全管理、消防管理、经济分析、作业调度指挥、领导查询等子系统并实现网上运行。1 3 数字化油库综合信息管理的功能需求分析l整合各个业务系统的技术数据构建综合业务管理平台目前国内油库的业务信息化涵盖了自动发油、液位计量、业务调度、帐务管理、设备能耗管理、领导查询、综合管理、视频监控、油气浓度管理、火灾报警、电子巡更等多个子系统构成。在很多情况下，做出一个决策，需要访问分布在不同子系统中的数据。为改变以往信息化建设中个子系统独立建设互不联通的局面，我们需要构建一个完整的整合式的数字化油库综合信息管理系统，以打破原有的各子系统、模块间数据割裂的状况，实现对油库全局业务的数字化管理。基于目前的数字化地理信息系统和数据仓库技术，将各业务系统进行全面整合，形成以三维数字地图为展示平台的综合业务管理系统。2提高收发计量业务的安全、精度、效率和稳定性目前国内油库的收发计量业务主要包括两个方面，一是陆路装车的发货计量，二是铁路和水路收发货的计量。在陆路装车的业务中，很多油库目前还停留在手工发油或者使用老式发油系统的状态中无论在安全性，精度，效率和稳定性上都不太符合现今的要求，因此需要进行改造，使用新式的集散式陆路发油系统，以保证以上的所有需要。在铁路和水路的收发业务当中，使用的是油罐车前尺计量和收货罐前后尺计量的方式，而计量采用的大部分还是人工投尺的方式，无论从效率和人员安全方面都不太符合目前油库对此业务的需求，但限于目前国家计量法规中以人工投尺为计量标准的现状，一定程度上局限了储罐自动化计量的发展。国外一些先进国数字化油库综合信息管理系统家的油库目阿已经以自动计量末代替人工计量，这也应该是我国油库今后发展的方向。3实时准确了解油库的库存及空容情况石油公司在为了配合零售网络所推行的配送制中，配送中心对各个油库库存的及时了解是非常重要的。目日口，石油公司对油库库存和空容情况的了解来源于油库的报表。所以他们获取的信息是滞后而不准确的，油库的计量员也不可能在某一时刻对油库的所有油罐进行计量，对于每天吞吐量非常大的油库，以这种方式获取的信息与实际情况的差别会比较大，因此在油库中安装储罐液位监控计量系统，获取某一时刻的准确库存是非常重要的需求。4监控油库设备与业务运作的安全情况基于油库的安全性要求，油库管理者必须及时了解油库主要设备的运作状况。因此，设立油库的安全监控系统，对主要设备设立报警界限，对设备的异常情况即时反应，是油库业务正常运作的保证。另外，还应该对油库业务运作的关键场所进行视频监控和录像，确保油库的业务过程和设备运行处于监控状态之下。5全面监控油库作业制度的进程油库管理者要求对油库收发作业的过程进行调度指挥和跟踪，随时能够了解收发作业进展的程度，在资金允许的情况下尽量实现全自动化的统一调度管理控制，确保作业的准确性和高效性。6及时全面了解油库信息以进行决策分析油库管理者要求对油库的所有信息，包括设备运行状态、收发作业：库存空容情况、安全状况、油库进销存情况、各项损耗情况等进行全面、方便和及时的了解，并以此为依掘进行经营决策和分析。7保证油库消防系统的响应能力基于h s e ( h e a l t hs a f e t ye n v i r o n m e n t ) 【1 9 】的要求，我国石油石化系统对生产安全的要求越来越高，投入到油库消防系统中的资金往往占了总体投资的数字化油库综合信息管理系统2 0 ，但目前大部分油库的消防系统在火灾发生时未能达到在5 分钟内及时出水，压制温度的要求，因此对现有的消防系统进行改造，提高其响应能力，保障油库的消防安全也是目前油库管理中的一个重点。8加强能耗管理，改善系统运行质量目前油库系统使用的大量用电设备都处于无管理的直接使用状态，对于设备的能耗和使用状况基本靠原始的人员现场监控，效率低、效果差，大量能源被浪费，设备也因电路环境不良造成过早老化和操控精度下降，严重影响油库工作质量和管理水平，需要通过对用电设备进行信息化的能耗管理并采用先进的节电和设备保护手段改善当前油库用电设备的运行状态和能源消耗水平。9加强员工安全意识上的管理油库是一个存在危险性的区域，很多的问题和隐患不能光靠检测设备来发现，还是需要具有经验的员工在r 常的工作和检查中发现，因此，利用有效的管理手段，加强员工安全意识，加强油库巡更制度管理，及时发现油库的安全隐患是必须长期执行的工作。1 4 本章小结石化储运公司是石油供应链中非常重要的一环，迅速有效的供求信息将有助于提高其竞争力。在信息化时代，充分利用当前的先进科技，通过企业的信息网，实时、迅速得为管理层提供各方面综合信息，为其作出正确决策提供了充分依据。综上所述，一个完整的整合式的数字化油库综合信息管理系统，有助于企业全面提高其竞争能力，充分加强其运营管理力度、改善其业务运作管理模式，提高其监控水平。数字化油库综合信息管理系统2 油库综合信息管理系统的总体设计系统设计选择方案必须具备足够的实用性、可靠性、安全性和可拓展性，而且还要有足够的竞争力和前瞻性，满足油库储运、计量、安全的需要，提高油库管理水平和运营效率，增强企业自身的竞争力。在系统改造设计中，我们的基本思想是“管控一体化，总体规划，分步实施”。因为所有的技术改造都要服务于业务管理，所有自动化设备也都是为了配合业务管理流程的需求而配簧和控制的。因此，在设计中必须遵循“管控一体化”的思想来进行，先有管理需求的分析，后有控制方案的设计，实现控制为管理服务的准则。另外，由于大部分油库的改造在实施上具有一定的局限性，改造资余的投放也会存在一定的计划性，因此我们另一方面的设计思想是“整体规划，分步实施”。2 1 系统设计原则在满足生产要求的条件下，流程及平面布置尽量依托已有的系统以减少投资和管理费用。具体设计原则如下t r l ：实用性系统设计需要符合企业组织、机构、人员、经营、产品、财务、设施设备等资源状况；满足当地的相关法律、法规和其它管理要求；从根本上解决目前管理中业已存在的缺陷和问题；同时考虑现有设施设备的有效利用和一边生产一边改造的特点。兼容性系统设计需要与现有的系统进行融合，尽量沿用现有的系统和设备，刚寸考虑实施中新旧系统和业务流程的过渡。可靠性系统设计要求能够可靠、稳定地运行，保证全天候2 4 小时的工作，同时数据的测量、传输要求准确可信。可维护性1 0 数字化油库综合信息管理系统系统设计中软硬件都要求易于管理，易于维护。如尽量采用标准件和模块化结构，便于更换。先进性系统要采用目前国内外先进的技术，立足当前、着眼未来，保证系统的可扩展性。成熟性系统设计和使用的技术要求大部分是成熟的，为众多用户采用且实践证明是成功的技术；使用的技术是标准化的；使用的设备是标准化、通用化的设备。灵活性系统的设计采用模块化结构，数据库共享，可以根据客户的经济情况和实际情况实现“整体规划，分步实施”的概念，同时要求硬件配置灵活，软件组态方便，易于系统扩展。安全性系统软件具有用户和权限的设置，采用严格的用户名和密码制约，保证系统的安全性，硬件设备要求具有防雷击和防爆装置，以确保安全。可恢复性设计时必须考虑系统一旦遭到破坏时的应急和恢复措施。h s e所有系统设计实施过程中都贯穿h s e 1 明( 健康、安全、环保) 理念，包括操作界面的人性化设计，整体防爆设计，安全环保设计等。例如静电接地保护、溢油保护等安全连锁装置，避免由于操作失误造成的事故；油气回收装置既确保了安全，又节约了能源，保护了环境和人的健康；采用高精度流量计和其它控制设备，使系统计量精度较高。方便，易于系统扩展。2 2 油库自动化系统结构描述自动化技术、信息技术是现代制造业、流程工业中最基础的技术，也是提高数字化油库综合信息管理系统生产率、降低成本、降低劳动强度、提高企业竞争力最有效的手段1 6 j 。管控一体化系统是将封闭的自动控制系统向管理信息系统丌放，现场控制器数据通过与信息网络上的监控计算机之白j 的数据交互实现控制数据与管理数据的统一，使公司各级人员利用信息管理网络上的管理计算机查看生产运行状况，综合反映企业运行状态。管控一体化系统很好地解决了控制数据与管理数据的相互脱节，管理数据直接从控制数据中获取，将会使管理数据更真实、更及时，避免人工处理可能带来的错误和数据来源的不统一在我国众多的企业中，技术自动化、过程自动化和信息管理自动化出现相互断层是一种普遍现象，而形成断层的原因是各部门各自为政，没有一个总体的规划，信息不能有效的上传下达。企业信息化必须把这三层自动化有机地联合起来，否则管理自动化就成为空中楼阁。解决断层需要统一平台、统一语言，统一通信协议，统一通信格式。这是最好最省钱的方法。而如果信息化平台越多，设备系统越复杂，那么解决这些断层的费用就越高，越复杂。油品资源管理整体解决方案中应按照管控一体化的思路和解决方案来构建，在信息化系统建设过程中应充分考虑与油库自动付油系统、罐区检测系统、加油站管理系统的无缝集成。基于以上的功能分析及设计准则。我们的系统构想如下：油库可以具有多个独立的、功能作用各不相同的系统，但他们均共享同一个数据库服务器。采用c s 的系统架构，利用同步复制技术，当每个本地系统的数据更新后，数据库中相对应的数据将会同步更新，其它相关系统便可以在共享数据库中调用这些更新后的数据。例如液位监控子系统检测到油罐的液位变化后，对应该油罐的液位数据便在共享数据库中更新，帐务系统便可以在数据库中读取该数据进行动态分户帐的录入。基于系统运行的安全性，在系统的规划中将系统划分成两个层，凡是对设备和业务流程进行监测、控制的系统，将其划分为监控层的系统；凡是不对设备和业务流程进行监测、控制的系统，将其划分为管理层的系统。同时，两层系统之问通过通信服务器进行通信和数据过滤，并在通信服务器上配置数据交换的安全系统，用以保证油库系统向外部系统发送数据时的数据安全和防攻击性能，而且数字化油库综合信息管理系统在系统的结构上通讯服务器处于管理层与监控层之间，全面保护监控层的各个子系统不会受到来自于网络外部的攻击和干扰，以确保监控层的硬件设备币常地工作。这种通信连接要求单向控制，仅允许监控层系统向管理层系统单向传输信息，不允许逆向通信，以保证监控系统绝对的安全性和运行的可靠性。除了在系统架构中考虑数据安全性之外，在硬件设备上可以采取双磁盘镜像或者磁盘阵列等进行数据备份，同时采用在线互动式的后备电源方案，使系统数据的安全性得到全面的保障。下面将逐一介绍各层系统的功能及它们之间的逻辑、物理关系等。2 2 1 油库自动化系统结构油库自动化系统逻辑结构图2 1 所示为系统中各个子系统的逻辑关系以及与油库外部系统之间的逻辑关系图，并非系统之间连接的方式。从中我们可以了解到各个系统之自j 的逻辑关系和层级关系，以便理解管理需求的实现步骤。图2 1 油库自动化系统逻辑关系结构数字化油库综合信息管理系统油库自动化系统物理结构有了系统之h j 的逻辑关系概念后，我们可以另外在“油库系统物理结构图”中了解到各个系统软硬件之自j 的物理连接关系以及所属层面。从图2 2 可以看到，管理层与监控层各个子系统之间数据的交换是以各自连接共享数据库的方式来实现的，而管理层与监控层数据库之自j 的数据同步是通过中白j 层通信服务器以单向同步复制的方式实现，油库系统与外部系统的连接必须经过管理层系统的通信服务器，而这样做的目的正如上面系统构想所说是为了保护油库系统向外部系统发送数据时的数据安全和防攻击；而且在系统的结构上通讯服务器处于管理层与监控层之间，全面保护监控层的各个子系统不会受到来自于网络外部的攻击和干扰，以确保监控层的硬件设备正常地工作。图2 2 油库自动化系统物理结构数字化油库综合信息管理系统2 2 2 监控层系统的描述按方案设计的系统架构，我们在监控层中设置了基于油库业务和设备的多个监控点，包括：铁路收发计量的监控点陆路发货计量的监控点陆路发货业务流程的监控点油库储罐液位的监控点油库中多个位置的压力监控点油库中多个位置的温度监控点消防水池水位的监控点消防供水管线的稳压监控点油库关键地点的视频监控点当这些监控点建立起来并发挥作用后，整个油库的收发转存业务和工艺流程，以及生产设备、消防设备的运行状况都将被统一监控起来，而且在某一程度上实现了操作的自动化，有效减少了流程控制和信息采集中人为的干扰因素，使信息的采集和传递更加及时、稳当和真实，使作业指令的下达和执行更加简便和快捷，整个油库的生产运作都尽在管理者的控制当中。2 2 3 管理层系统的描述管控一体化的系统中，控制是机械化的，但管理却是人性化的，我们在管理层的系统当中需要体现的是以人为本的管理模式，充分体现出人的主观能动性和创造性。当各个监控系统将油库业务流程的信息和数据准确及时地汇集上来之后，管理系统便能够对这些信息进行过滤和汇总，以令管理者最为直观的容易判读的数字三维模型方式进行表述，也可以是表格的形式，既有汇总信息，也有明细信息，既有历史的查询，也有实时的查询，为管理者提供有效的决策依据，在系统规划中我们有领导综合查询系统和设备能耗管理系统，通过这些子系统，管理者能够实现以下管理目的：实时清晰地了解油库的库存情况和空容情况以及它们的曲线变化趋势，以便进行油品的采购计划数字化油库综合信息管理系统实时了解到油库各项收发业务流程的实时进行情况随时了解到油库各种油品的进销存状况随时了解到油库设备运作状况和维修保养计划随时了解到油库的安全状况和安全报警记录，及时排除安全隐患由管理者对发货密度进行集中管理对油库的收发业务和工艺流程由调度进行统一管理随时掌控设备能耗状况。并加以分析、优化2 3 本章小结本着管控一体化的原则，我们将油库系统分成两层子系统控制层和管理层。将对设备和业务流程进行监测、控制的系统，划分为监控层的系统；不对设备和业务流程进行监测、控制的系统，划分为管理层的系统。同时，两层系统之间通过通信服务器进行通信和数据过滤，并在通信服务器上配置数据交换的安全系统，用以保证油库系统向外部系统发送数据时的数据安全和防攻击性能。数字化油库综合信息管理系统3 部分子系统设计控制层各予系统的作用是对设备和业务流程进行监测和控制，并为管理层提供实时、精确数掘，为其作出正确决策提供依据。主要包括陆路自动发油子系统，油罐液位监控计量子系统等业务调度系统、消防自动控制系统以及视频监控等系统。管理层各子系统的功能是依据控制层的实时数据，做出相应决策：主要包括：财务管理、领导综合查询、设备能耗管理等子系统。本章将主要对帐务管理、设备能耗管理、领导综合查询系统进行详细描述。3 1 陆路自动发油子系统国内外自动发油系统的技术近年来由集中式发展到集散式，其发油控制器的功能和技术随着电液阀和计算机技术的发展已经比较成熟，由原来的p l c l 2 0 】发展成产品型的发油控制器，并且在国外也已经有相当成熟的产品，例如m + f ，c o n t r e c 峙】等系列产品。其次，发油系统的阀门在国内由原来的两段阀发展到目前的多段阀、电液阀和双流量阀等产品，也经过了许多用户的使用和验证。另外，发油系统的流量计有容积式流量计和质量流量计，两种都有应用，其中r o s e m o u n t 的质量流量计精度非常高，但由于其价格昂贵和国内对其精度无法标定的原因，应用得比较少，大部分还是应用容积式流量计束进行计量，只是在温度对体积的补偿运算中需要通过计算机来完成，基于目前计算机运算处理速度的高速发展，这也已经是相当成熟的应用了。3 1 1陆路自动发油子系统的管理目标1实现油库管理的自动化和信息化根据油库管理的指导思想，以先进的计算机管理手段实现油库管理的自动化和信息化，有助于各级管理人员、部门及时准确了解油库的生产经营情况、设备运行状态、安全状况，全面提升油库业务管理水平。2实现油品资源的实时监控，合理调配油品资源数字化油库综合信息管理系统通过油库进销存自动化管理系统，可以实时，客观、准确的监控油库的实际入库、出库和库存数据，从而帮助各级管理人员合理调配油品资源。3堵塞经营漏洞，提高经营效益油库进销存自动化管理系统的实施，保证了出油数据、库存的及时、客观、准确，从而帮助企业各缴管理人员掌握库存亏溢，堵塞经营漏洞，提高企业经济效益。4建立油库运行监控体系，保障油库正常安全生产系统设备运行监控、故障报警、设备管理，保证了油库的正常运行。自动付油的溢油和静电接地报警与连锁，提高了油库运行的安全性。5提升企业形象，提高客户满意度油库自动化付油系统的实施，加强优化了企业管理，付油更加准确快捷方便，从而提升了企业形象，提高了客户的满意度。6降低劳动强度，提高劳动生产率油库自动化付油管理系统自动完成付油、数据统计汇总并生成报表，大大降低了员工的劳动强度，提高了劳动生产率。3 1 2 陆路自动发油子系统的系统结构l油库自动付油系统图3 1 油库自动付油系统数字化油库综合信息管理系统油库自动付油系统的实际构造及连接如图3 1 所示。付油监控计算机( 上位机) 通过通讯适配器与付油控制器进行通讯网络连接。付油监控计算机与通讯适配器之自j 的接门方式为r s 2 3 2 接口，通讯适配器与付油控制器之白j 的接口形式为2 0 m a 电流环方式，电流环通讯接口的通讯距离达1 5 k m 。2油库迸销存自动化系统图3 2 油库进销存自动化系统油库进销存自动化管理系统可分为三级管理，分别为油库进销存自动化管理系统、地市公司油库进销存自动化监控系统和省公司油库进销存自动化监控系统。此处就不对三级管理系统进行详细描述了。油库进销存自动化管理系统包括油库自动付油系统和油库油罐自动计量系统二个系统，在上面章节的表述中我们将二者分开是为了更好的理解这二个系统。根据需要还可以包含铁路槽车接卸油自动化系统。3油库进销存自动化系统建设方案油库进销存自动化系统有铁路槽车接卸油自动化系统、自动付油系统和油罐自动计量系统组成。铁路槽车接卸油自动化系统对铁路槽车卸油作业全过程进行自动控制，最大程度的实现卸油作业的自动化管理，使操作人员摆脱传统的工作数字化油库综合信息管理系统模式和繁重的作业劳动，提高效率和生产安全，对卸油和输油的每个环节的信息进行采集和传输：自动付油系统则根据进销存业务系统出库管理模块的出库单据进行自动付油的控制，并向油库进销存业务管理系统反馈该单据的出油情况：油罐自动计量系统通过液位仪等仪表对油罐液位、水位、油温等参数的测量，自动计算油库的实际库存。油库进销存业务管理系统包括油库同常入库管理模块、出库管理模块和库存管理模块实现对油库r 常业务的管理。根据接卸油自动化系统反馈的入库油量跟入库单进行比对可以计算入库损溢；根据接卸油自动化系统反馈的入库油量、自动付油系统反馈的出库数量、上期库存量与本期库存量进行比对可以计算库存盈亏：也可以进行油库帐面库存与实际库存进行盈亏的自动计算。该建议方案实现油库入出存一条龙的全面自动化和信息化，入出存三环节信息自动采集，比较、共享，为业务管理和企业其他信息化系统提供全面、实时、准确、客观的业务基础数据，为油库领导监督、统一管理和科学决策提供可靠依据，为油库各个环节上的正常安全高效生产提供了有力的技术保障。在原有中国石化e r p 系统的基础上，将油库进销存业务管理系统及接卸油自动化系统、自动付油系统、油罐自动计量系统等整