本發(fā)明涉及一種用于成品油罐區(qū)輸油作業(yè)調(diào)度優(yōu)化的系統(tǒng)，屬于計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

成品油調(diào)度優(yōu)化包括成品油從進(jìn)庫區(qū)開始到出庫區(qū)的卸油、儲運(yùn)、輸送和混合等一系列流程，需要對油罐、管道、進(jìn)料量、調(diào)和比和裝置做出合理的安排。目前成品油罐區(qū)調(diào)度方面存在如下問題：

1)目前成品油儲運(yùn)調(diào)度多是依賴人工經(jīng)驗(yàn)，憑手工方式完成，對于整個(gè)調(diào)度過程中的波動(dòng)，無法從全局角度進(jìn)行一體化調(diào)度優(yōu)化，不能及時(shí)有效的應(yīng)對各種不確定因素，從而導(dǎo)致高庫存、無效的資金使用以及運(yùn)行費(fèi)用的增加。

2)調(diào)度指令以傳真、電話方式下達(dá)到操作班組，執(zhí)行效率低、受眾窄。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于成品油罐區(qū)輸油作業(yè)調(diào)度優(yōu)化的系統(tǒng)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是：

一種用于成品油罐區(qū)輸油作業(yè)調(diào)度優(yōu)化的系統(tǒng)，包括：

現(xiàn)場上位機(jī)，用于采集罐區(qū)現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)；

遠(yuǎn)程終端單元，通過以太網(wǎng)將現(xiàn)場上位機(jī)采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)寫入；

數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，通過RS-232串口通訊協(xié)議從遠(yuǎn)程終端單元中讀取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并寫入數(shù)據(jù)庫中；

調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)服務(wù)器，通過采集來自罐區(qū)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)推理分析當(dāng)前各設(shè)備的可用狀態(tài)，結(jié)合人工設(shè)置條件，得到合適的調(diào)度作業(yè)路線；

客戶端，人工設(shè)置設(shè)備的必經(jīng)條件和避開條件，并進(jìn)行作業(yè)流程的在線下達(dá)。

優(yōu)選的，所述遠(yuǎn)程終端單元與調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸是單向的。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)庫為SQL Server數(shù)據(jù)庫。

優(yōu)選的，所述客戶端包括C/S客戶端和B/S客戶端，調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)服務(wù)器連接C/S客戶端和Web服務(wù)器，Web服務(wù)器通過以太網(wǎng)連接B/S客戶端。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：

本發(fā)明以圖形化的方式進(jìn)行調(diào)度指令審核，并實(shí)現(xiàn)在線下達(dá)，從而優(yōu)化調(diào)度指令并減少輸油作業(yè)調(diào)度誤差，提高工作效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖1為本發(fā)明輸油作業(yè)調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)的原理圖；

圖2為本發(fā)明中罐區(qū)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集的示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，一種用于成品油罐區(qū)輸油作業(yè)調(diào)度優(yōu)化的系統(tǒng)，包括：

現(xiàn)場上位機(jī)，用于采集罐區(qū)現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)；

遠(yuǎn)程終端單元，通過以太網(wǎng)將現(xiàn)場上位機(jī)采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)寫入；

數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，通過RS-232串口通訊協(xié)議從遠(yuǎn)程終端單元中讀取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并寫入SQL Server數(shù)據(jù)庫中；

調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)服務(wù)器，通過采集來自罐區(qū)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)推理分析當(dāng)前各設(shè)備的可用狀態(tài)，結(jié)合人工設(shè)置條件，得到合適的調(diào)度作業(yè)路線；

客戶端，人工設(shè)置設(shè)備的必經(jīng)條件和避開條件，并進(jìn)行作業(yè)流程的在線下達(dá)。

上述遠(yuǎn)程終端單元與調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸是單向的，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)與生產(chǎn)網(wǎng)的物理隔離。

上述客戶端包括C/S客戶端和B/S客戶端，調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)服務(wù)器連接C/S客戶端和Web服務(wù)器，Web服務(wù)器通過以太網(wǎng)連接B/S客戶端。調(diào)度人員使用C/S客戶端進(jìn)行調(diào)度作業(yè)的規(guī)劃和審核，其他人員可以通過B/S客戶端，以登錄網(wǎng)頁的形式查看作業(yè)的執(zhí)行狀況。

下面對采用本發(fā)明系統(tǒng)進(jìn)行成品油罐區(qū)輸油作業(yè)調(diào)度優(yōu)化的方法進(jìn)行說明，該方法具體包括以下步驟：

a使用C#語言，對Visio進(jìn)行二次開發(fā)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行成品油罐區(qū)工藝的圖形化組態(tài)：進(jìn)行工藝流程圖的繪制；收集儀表、設(shè)備的信息，進(jìn)行罐、閥、泵、管道的基本屬性配置。根據(jù)來源不同，將屬性分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)屬性。

b將生產(chǎn)現(xiàn)場上位機(jī)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)寫入RTU(Remote Terminal Unit，遠(yuǎn)程終端單元，可負(fù)責(zé)對現(xiàn)場信號、工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測和控制。RTU是構(gòu)成企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的核心裝置，通常由信號輸入/出模塊、微處理器、有線/無線通訊設(shè)備、電源及外殼等組成，由微處理器控制，并支持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng))。本發(fā)明中新增加的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器通過RS-232串口通訊協(xié)議從RTU中讀取數(shù)據(jù)，并寫入SQL Server數(shù)據(jù)庫中，從而為成品油罐區(qū)輸油作業(yè)調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)提供相應(yīng)數(shù)據(jù)。在RTU到調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸是單向的，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)與生產(chǎn)網(wǎng)的物理隔離。通過RTU將生產(chǎn)網(wǎng)與辦公網(wǎng)物理隔離，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器只能從生產(chǎn)網(wǎng)讀數(shù)據(jù)，不能往生產(chǎn)網(wǎng)回寫。

c讀取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，結(jié)合人工設(shè)置條件，由專家系統(tǒng)判斷各罐、泵、閥門、管線的使用狀態(tài)(包括在用狀態(tài)、故障狀態(tài)、可用狀態(tài))，并寫入SQL Server數(shù)據(jù)庫中。各設(shè)備狀態(tài)可用狀態(tài)判斷規(guī)則如下：

罐：罐前閥關(guān)閉，罐液位<高報(bào)and罐液位>低報(bào)，且無故障指示，則罐可用。

泵：監(jiān)測電流大于0，泵入口、出口壓力分別大于限制，則泵已開，不可用；否則，在無故障指示下，可用。

閥：開關(guān)閥的開到位狀態(tài)為1時(shí)，閥打開，不可用；開關(guān)閥的關(guān)到位為1時(shí)閥關(guān)閉，可用；調(diào)節(jié)閥的開到位狀態(tài)為1，閥打開，不可用；調(diào)節(jié)閥的關(guān)到位為1時(shí)閥關(guān)閉，可用；調(diào)節(jié)閥的開到位狀態(tài)為0、關(guān)到位為0及反饋開度大于0時(shí)，閥打開，不可用。

管線及其他：根據(jù)閥的狀態(tài)及連接關(guān)系，通過廣度搜索方法，標(biāo)記管線及其他的使用狀態(tài)。

d人工指定作業(yè)的起止設(shè)備、必經(jīng)設(shè)備、避開設(shè)備，以罐區(qū)設(shè)備的連接關(guān)系為基礎(chǔ)，結(jié)合各設(shè)備的可用狀態(tài)及約束條件，調(diào)用調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)服務(wù)器中推理引擎得到優(yōu)化的作業(yè)路線若干條。

所述推理引擎的開發(fā)大致如下：為了提高計(jì)算效率，在MATLAB中進(jìn)行了基于BSTN網(wǎng)的算法包的開發(fā)。為了便于應(yīng)用，將算法包打包成DLL形式。在Visual Studio開發(fā)套件中添加引用，約定好雙方的接口。接口形式如下表1：

表1

上述約束條件分為如下幾種：

1)經(jīng)過節(jié)點(diǎn)最少

所謂“節(jié)點(diǎn)”，包括：閥門、管線連接點(diǎn)。此種方式，讓操作工的操作動(dòng)作最少。

2)長度最短

以管線長度最短為約束目標(biāo)，此種方式，會降低摩擦阻力帶來的能耗損失。

e調(diào)度人員選擇合適的調(diào)度作業(yè)路線，提交至管理人員審核，管理人員以圖形化的方式，通過對作業(yè)流程審核后，可以實(shí)現(xiàn)作業(yè)流程的在線下達(dá)。

上述步驟a中，各設(shè)備基本屬性如下表2：

表2

本發(fā)明以一種網(wǎng)絡(luò)算法-擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)任務(wù)網(wǎng)(ESTN)實(shí)現(xiàn)調(diào)度優(yōu)化，并將計(jì)算推理的時(shí)間限制在5秒以內(nèi)。本發(fā)明方法以圖形化的方式進(jìn)行調(diào)度指令審核，并實(shí)現(xiàn)在線下達(dá)，可減少調(diào)度誤差，提高工作效率。

本發(fā)明成品油罐區(qū)輸油作業(yè)調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1、2所示。在調(diào)度中心的機(jī)房配置一臺服務(wù)器，運(yùn)行“成品油罐區(qū)輸油作業(yè)調(diào)度優(yōu)化”服務(wù)器版，通過采集來自罐區(qū)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)推理分析當(dāng)前各設(shè)備的可用狀態(tài)，調(diào)度人員使用C/S客戶端進(jìn)行調(diào)度作業(yè)的規(guī)劃和審核，其他人員可以通過B/S客戶端，以登錄網(wǎng)頁的形式查看作業(yè)的執(zhí)行狀況。

調(diào)度模塊分為作業(yè)流程規(guī)劃、作業(yè)流程審核與下達(dá)兩個(gè)階段。

作業(yè)流程規(guī)劃：由調(diào)度人員指定起始設(shè)備、經(jīng)過設(shè)備、終點(diǎn)設(shè)備，以最短路徑、經(jīng)歷最少節(jié)點(diǎn)、單線/雙線為約束，設(shè)備的可用狀態(tài)為輸入，通過調(diào)用調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)服務(wù)器中推理引擎，得到最優(yōu)調(diào)度路線，即作業(yè)流程。

一名調(diào)度人員可以選擇合適的作業(yè)路線，點(diǎn)擊“提交審核”，提交至管理人員審核。管理人員通過對作業(yè)流程審核后，可以實(shí)現(xiàn)作業(yè)流程的下達(dá)。

所開發(fā)的客戶端，既有B/S架構(gòu)的，便于用戶在企業(yè)使用辦公網(wǎng)上的任一電腦，即可了解罐區(qū)調(diào)度作業(yè)執(zhí)行情況，適用于管理人員；又有C/S架構(gòu)的，使用戶能查看調(diào)度作業(yè)的詳細(xì)運(yùn)行狀況，適用于調(diào)度員、工藝員。

上述方式中未述及的有關(guān)技術(shù)內(nèi)容采取或借鑒已有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。

需要說明的是，在本說明書的教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員所作出的任何等同替代方式，或明顯變型方式，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。