数据采集与特殊工况预警系统研究技术总结报告.doc

数据采集与特殊工况预警系统研究技术总结报告目 录一、总体概述2（一）现状分析2（二）项目简介2二、项目研究的主要内容2（一）生产过程预警子系统3（二）特殊工况预警子系统4三、主要技术方案4（一）自动化测控系统建设方案4（二）工作流程自由订制方案5(三) 通用文档模块功能设计方案6(四) 知识库模块功能设计方案8(五) 系统管理菜单模块功能设计方案9四、关键技术及创新点11(一)系统建设采用的关键技术11（二）系统建设的技术创新点12五、已完成的工作和应用效果12六、存在问题及下步安排13采油三厂安全生产预警管理系统技术总结报告一、总体概述（一）立项背景安全问题是企业经营管理中必须引起高度重视的重大问题，集团公司领导曾明确提出：安全工作要“关口前移，重心下移”，这为安全管理理清思路、转变观念指明了工作方向。目前，安全管理主要采取两种方式，一是定期和不定期的安全检查；二是将安全责任事故作为关键业绩控制类指标纳入经营管理人员的年度业绩考核。客观来讲，安全检查对于督促各单位做好安全预防起到了积极作用，但它始终没有克服局部性、表面性、短期性和被动应付性的毛病；责任事故考核办法又明显滞后，属于事后控制措施，明显与“关口前移”的要求相背离。可见，现阶段的安全管理办法还不能很好地适应安全管理工作要求。（二）项目简介我厂提出的数据采集与特殊工况预警系统研究将涉及安全生产的各个方面，如组织与领导、制度与落实、风险辨识、风险评估、削减措施、隐患管理、事故管理、安全教育等内容。其主要目的就是要将安全防线由目前的“重在预防”向前再推半步，把涉及安全的重要方面纳入到一个监测系统。通过技术手段建立预警体系，对人的不安全行为、物的不安全状态、环境的不安全因素进行有效监控，自主辩识、评价风险与隐患，为安全高效生产提供强力技术手段。二、项目研究的主要内容根据安全生产与油田保卫预警系统总体设计方案的要求，结合我厂目前的实际情况，项目主要进行生产过程预警和特殊工况预警两个子系统的详细设计和实现技术研究。（一）生产过程预警子系统系统应用成熟的计算机技术、通信技术、数据采集技术及传感技术，通过高精度的数据采集器，获取油水井、计量间、中转站、联合站、注水站、污水站、注入站、配置站等运行设备上的各种参数，用多种通信接口将其传输到监测中心，通过光缆、SCDMA等网络将数据上传到园区网络，实现对生产过程监控。1、单井、计量间数据采集处理，该项内容依托于通讯公司小灵通机站，解析通讯协议，实现油水井、计量间风险因素数据的自动采集，评价运行状态，提供预警信息。2、中转站、联合站数据采集系统建设将对各站原数据采集系统进行数据整合，将未接入计算机系统但已接一次表的数据采集点接入到原计算机系统中，并提供开放的数据接口。对于已具备数据采集系统的联合站、中转站，本系统则通过原系统开放的数据接口，实时读取原系统数据库采集到的数据，然后通过光缆传输至矿测控中心，在同一软件平台上进行数据整合，进行统一管理。系统具备的基本功能如下：数据检测，自动检测、记录油田集输系统上各种关键生产设备上的物位、压力、温度、流量等信号，采集数据格式为模拟、数字和串行通信。数据共享，提供开发式的数据接口，实现多用户数据共享。数据显示，主要包括井位（站位）显示、工艺流程显示、数据列表显示、仪表历史数据列表、仪表历史曲线趋势、故障列表显示及报警显示等。预警信息，建立风险因素评价体系，依据门槛值，以声光告警形式，显示风险评价级别，提供预防措施及处理手段和方法。辅助分析功能：及时发现停电、缺相、油管堵塞、盗油、液面过低、配重不平衡等异常情况。分类报表，软件支持多种报表格式，既可按油田统一的报表输出，可根据不同用户的需要输出并打印各种形式的报表。权限设置功能：权限设置分一般操作员、管理员、超级系统管理员等三种，利用输入用户名和密码加以限制和设定。扩展功能：当测控系统情况发生变动或容量增加时，测控系统软件能够在原来基础上比较容易地扩展；测控系统软件平台能够提供标准的数据接口，便于和其它应用程序进行数据交换。（二）特殊工况预警子系统1、动火作业安全生产预警，主要包括动火报告审批、现场核实、现场监督、完工验收3项内容，实现信息传递的网上签发。2、电气作业安全生产预警，主要包括电气作业组织管理、电气作业安全教育、配电网基础资料管理、配电网运行月报管理、电网运行令票管理、维修电工作业管理6项内容，实现交互应用。3、有限空间作业安全生产预警，主要包括基础模型库的维护管理、施工作业人员资质审查、危险点源及消减措施、施工作业方案预案、相关标准及规定、施工前情况检查、开工许可令、施工监督检查、施工作业情况等9项内容。4、高空作业安全生产预警，主要包括岗位员工安全档案维护管理、高空作业信息网上签发2项内容。5、井下作业安全生产预警，主要包括岗位员工安全档案、环境状况预警、生产工用具档案、作业井井况预警、生产准备预警、施工现场预警6项内容。三、主要技术方案（一）自动化测控系统建设方案自动化测控系统采取层次分散型网络结构，由主机、从属数据机（简称“从机”）及各种传感器组成。系统结构的基本思路是：对于新建的无数据采集系统的联合站、中转站、注水变电站、注入站、配置站等各站建立独立数据采集系统，以485总线为通信信道，并在每站建立小型测控中心，将数据采集至矿测控中心，供值班人员使用，同时用光缆将数据上传至厂局域网，可采用网页的方式集中在采油矿或采油厂主页上。对于已建数据采集系统的联合站、中转站、注水变电站、注入站、配置站等，我们将充分利用原有的数据采集设备，将已建各站原数据采集系统进行数据整合，通过光缆传输至矿测控中心，在同一软件平台上进行数据整合，进行统一管理。油井和计量间采集的数据通过SCDMA无线通信网络上传，集中至矿测控中心，并通过局域网上传至厂里。小队可从网络及时了解本队井、站的情况，厂调度室（测控中心）也可及时掌握全厂的井站情况（二）工作流程自由订制方案从实际工作的功能要求及实际操作来看，系统要求的表单数据多,流程复杂。若按照实际工作一个表单一个表单的一一实现，程序员的工作量大、所写的代码多、重复性劳动多。经仔细分析其功能要求，须采用通用处理程序方式实现，即把各种请示、令票、督检记录等视为同类不同种的表格，采用FrontPage等编辑器绘制成HTML各种表格，用表单的方式导入进行编辑、设计工作流程、按设计的流程完成工作。通用处理程序的UML活动图如下:由此活动图可以看出整个公文流转各模块之间的关系，它们的内在关系是通过数据库和程序来控制。公文在系统中的具体流转过程如下图所示：采用通用处理程序方式的好处是：1、源代码少，开发速度开。2、灵活性强，便于以后各种表格的增减和变化。3、通用性强，可以用于类似的工作中。4、维护量小，便于日常管理和维护。其缺点是：代码、数据库的逻辑复杂。(三) 通用文档模块设计方案由于采油系统中涉及的文档包括：动火作业、有限空间作业、电气作业、高空作业、井下作业五大项，其中每项都还包括基层单位岗位员工档案、特殊工种人员档案、安全管理人员档案等九类文档，档案的种类繁多复杂，不适于采用固定的数据库结构。为了使文档的使用、管理更加灵活和人性化，我们采用了根据用户需求动态创建数据库表、动态编辑数据库表结构。通用文档模块使用功能流程图如下：通用文档模块具体功能流程如下：1、创建文档用户首先输入要创建的文档名称，程序检查是否存在重名文档，如果文档名无重复，则跳转进下一页面，请用户逐项输入创建的文档的具体项目名称，同一文档内不允许使用相同的项目名称。当用户填写完所以项目名称，点击确定按钮保存创建的文档结构，进入添加数据的Web页面。2、编辑文档结构对文档结构的编辑分为添加文档项目和删除文档项目两部分。用户选择目标文档，逐项填写要添加的项目名称，添加新的文档项目时，不能使用已有的文档项目名称，确认后保存文档结构即可。删除文档项目时，可以从系统提供的下拉列表框中选择要删除的项目名称，确认后即可删除该项目及其所以数据。3、文档数据操作文档的数据操作包括添加数据、编辑数据和删除数据三部分内容。(四) 知识库模块功能设计方案1、数据库结构设计表一class：保存用户录入的知识分类序号字段名类型长度内容备注0id1ClassVarchar2100分类名称表二information：保存用户录入的电子文档的相关内容序号字段名类型长度内容备注0id1TitleVarchar2200文档名称2DocpathVarchar2100文档路径3ClassnameVarchar2100分类名称4classfolderVarchar220分类文件夹5savetime时间日期录入时间2、知识库功能设计后台功能：(1)分类录入：用户录入知识库文档分类名称。(2)内容录入：用户录入电子文档的标题、上传电子文档及文档压缩文件至数据库表中。前台功能：分类显示电子文档，点击文档名称查看文档内容，点击下载按钮下载文档压缩文件。(五) 系统管理菜单模块功能设计方案由于预警系统分类项目具体分为工作流程、通用文档、用户角色、用户权限、功能菜单、知识库等几大功能模块，而每一模块下级又分几大类，所有项目都要通过树状菜单来串联，才能成为一套完整的办公自动化系统，所以菜单设计要万分谨慎，我们为使菜单功能灵活，管理人员操作简便，后期系统维护方便等目标，经过小组人员不懈的努力，实现了菜单可以无限级添加节点及下级节点的功能。菜单设计分前台显示与后台管理两部分，以下将分别做介绍：1、菜单的显示：所有添加的菜单将在页面上以树状结构显示，ASP.NET2.0中的TREEVIEW控件不仅可以显示单击、展开的树中的数据（与WINDOWS资源管理器中用树来显示文件系统中的驱动器和文件夹和类似），而且还增加了非常灵活的交互性功能，非常适合预警系统的树状菜单项目的开发。首先要添加一个TreeView控件，并向其中添加所需的Treenode节点。向TreeView控件中添加节点的方法有三种，我们采用的是最直接的在页面中创建：所有的WebControls都要放在form中，Treeview当然也不例外，其代码如下： 树状菜单数据源绑定代码如下：DataView dv = new DataView(); TreeNode tmpNode; dv.Table = ds.Tablesmenu; dv.RowFilter = parid= + + parid + ; foreach (DataRowView drv in dv) tmpNode = new TreeNode(); tmpNode.Value = drvid.ToString(); tmpNode.Text = drvmenuname.ToString(); Nds.Add(tmpNode); this.InitTree(tmpNode.ChildNodes, tmpNode.Value);在相应的页面中，就会显示出树状的菜单结构，如图1。图1图22、菜单的后台管理（1）菜单的添加菜单的后台管理与普通的添加程序相似，需要选择相应的级别菜单（如图2），在相应的节点下添加所需数据就可以完成操作（如图3）。在项目的实现上，我们采用了将上一级的节点序列ID代入本节点的PARID（父级ID）字段中，这样就实现了无限级的添加菜单的功能。图3（2）菜单的编辑与删除一套完整的软件开发系统，任何项目中都不能缺少编辑功能，预警系统的菜单项目也不例外，我们采用了ASP.NET中DataGrid控件中EDITCOMMEND属性来完成的编辑功能，这样的编辑方式在操作上非常的简便，明了。操作如图4。图4图5树状菜单的删除操作非常简单，只要在相应的内容列表后单删除，在询问对话框中确定就可以删除相应的菜单节点（如图5）。四、关键技术及创新点(一)系统建设采用的关键技术1、系统采用ASP.NET作为开发环境，其页框架可以生成将应用程序逻辑与表示代码清楚分开的用户界面，代码可读性强，易于二次开发；同时在服务器上运行编译好的公共语言运行库代码，代码的执行效率高，安全性好。2、通过ADO.NET访问数据库。ADO.NET的优点是内存占用率较低，并且可以让开发人员使用相同的编程模式连接到不同的数据库，而不管底层数据库是什么，其数据操作行为都是一致的，从而提高了程序开发和运行的效率。3、油井和计量间采集的数据通过SCDMA无线通信网络上传，与其他传输方式相比具有性能稳定、可靠性高、可进行语音和数据优先级等优点。4、对于已具备数据采集系统的联合站、中转站，需要解析原有自控系统，如：西门子、霍尼韦尔、欧姆龙的数据采集信号，规范编码格式，开发相应的接口程序读取原系统的数据采集信号按要求自动将需求参数上传到监测中心,实现数据库存储。（二）系统建设的技术创新点1、对实时采集数据进行分析，既能对数据异常自动报警，又能够通过辅助分析软件及时发现停电、缺相、油管堵塞、盗油、液面过低、配重不平衡等异常情况2、系统开发并使用通用流程管理模块进行业务流程管理。当业务流程发生变化时，系统管理员不需修改源程序，仅通过该模块即可实现