石油储罐与管线实时监控预警系统研究

摘要

优化调度方式提高生产效率，减少成本，进而增加企业效益，某港区油品调度种类主要有装船、卸船、装车、倒灌等，油品从一个起点位置调度到另外一个终点位置，要经过某个泵，某些管线，当起点和终点距离较远时，可能经过泵的数量较多，管网更加复杂，这就需要从众多路径中找出一条最合理的路径。依靠人为规划工艺流程线路误差大，效率低，越来越不能满足生产作业的需求，而只要在系统中输入起点、终点、作业方式和要使用的泵就能规划出一条最优路径的方式越来越受到欢迎，这种方式操作简单、误差小、效率高，因此利用工艺流程系统来规划作业路线已经成为一种必然的趋势。同时为了满足客户的苛刻需求，在流程图上不仅要显示路径信息，也要显示每个设备的状态信息，为了确保安全，需要实时监控设备的重要参数，如储罐的液位、温度等。虽然某港区已经有基于C/S结构SCADA系统，由于C/S架构的局限性，与此同时随着Web技术进入了一个新阶段，基于B/S架构的实时监控系统就成为一种必然选择。
　　本文的研究内容如下：
　　（1）在阐述工艺流程国内外相关研究现状、相关理论技术的基础上，分析了最短路径常用算法，并结合某港区的需求分析，SPFA算法以及MIS下发作业类型、作业量，提出了适合某港区油库工艺流程的惩罚值最小、管线长度最短、手动设备最少、冲突管线四种寻优规则。
　　（2）从系统需求分析、系统物理架构设计、系统软件架构设计、MES系统设计、系统平台及开发工具的选择、Web监控系统设计、工艺流程设计等方面较详细地阐述了石油储罐与管线实时监控预警系统的总体设计和详细设计。
　　（3）分析传统的实时监控系统原理与实现方法，同时研究了西亚特组态软件数据获取方式，通过调用OPC服务，并结合在数据库中设置的对应标签，再利用定时器控制数据获取的频率，从西亚特组态软件数据库中获取实时数据，开发了某港区油库的实时监控系统。
　　（4）本文在.Net Framework4.5环境下，服务器端使用Visual Studio2012工具、前台使用Blend for Visual Studio2012工具、数据库使用SQL Server2008R2,实现了两个系统：实时监控系统和工艺流程系统。其中实时监控系统是用来监控重要设备的实时状态，实现了报警功能、自动下载Silverlight插件功能等；而工艺流程系统主要是用来帮助操作人员规划调度路线，是油品调度的重要工具，实现了保存常用油品调度线路、禁用设备和修改设备惩罚值等功能。
　　本文的研究创新点如下：
　　（1）针对传统C/S架构监控系统的缺点，提出了把OPC技术与实时监控相结合的方法，并实现B/S架构下的实时监控系统，以用来监控重要设备的实时状态。
　　（2）把SPFA算法应用到工艺流程系统中，解决了传统人工规划油品调度路线存在的不足，使操作人员更方便、更容易、更准确、更智能的规划油品调度路线。
　　（3）全方位、综合性考虑以避开在进行油品作业时的安全隐患问题，同时也为了美化操作界面、优化操作环境及简单化客户的操作步骤，需要把分开操作的工艺流程和实时监控系统整合成一个安全系数高、界面美观大方、操作简洁合理的综合性系统。

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第一章 绪 论

1.1 MES系统的简介

1.2 SCADA系统简介

1.3 研究背景与意义

1.4 国内外研究现状

1.5 研究内容与论文章节安排

第二章 相关理论技术基础

2.1 MVC架构

2.2 工作流技术

2.3 EXTJS前端框架

2.4 Silverlight 5.0

2.5 Windows Communication Foundation(WCF)服务

2.6 OPC服务

2.7 最短路径常用的算法

2.8 本章小结

第三章 系统需求分析及总体设计

3.1 系统需求分析

3.2 系统总体设计

3.3 MES系统设计

3.4 系统平台及开发工具的选择

3.5 本章小结

第四章 系统详细设计及系统实现

4.1 实时监控和工艺流程共有的功能

4.2 基于Silverlight的Web监控系统设计

4.3 工艺流程设计

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

1 论文总结

2 未来工作展望

参考文献

致谢

个人简历

论文发表与研究成果