塑！兰生！翌！！ 嘈眇翔塑蛔 石化装置智能监测系统设计 Ｉｎｔｅ¨ｉｇｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒＩｎｇｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｆｂｒｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａＩｄｅｖｉｃｅｓ龙红叶‘。
熊峰１，胡小梅１，李力生２ ＬＯＮＧＨ０ｎｇ－ｙｅ‘，ＸＩＯＮＧＦｅｎｇ‘，ＨＵＸｉａｏ．ｍｅｉｌ。
ＬＩＬ．．ｓｈｅｎａ２ （１．上海大学上海市机械自动化与机器人重点实验室．上海２０００７２；２．上海高桥捷派克石化工程建设有限公司。
上海２００１３７） 摘要：石化装置智能监测系统对保证设备正常运行、提高设备使用和维护效率具有重要的意义。
针 对石化设备的运行特点，规划了合理的智能监测业务流程和系统功能；根据整个系统的实施 特色，设计了典型的ＡＳＰ．ＮＥＴ三层架构，系统具有良好的先进性、可扩展性和维护性；依据 系统开发的经验。
提出了系统应该达到的目标和设计过程，通过在上海某石化企业的应用， 实现了石化装置的智能监测。
关键词：业务流程与功能；三层架构；系统设计 中圈分类号：ＴＰ３９１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１
００９—０１３４（２０１１）７（下）一００６４—０５ Ｄｏｉ：１０．３９６９／Ｊ．１ｓｓｎ．１００９一０１３４．２０１１．７（下）．１９ ０引言 石化行业作为六大高耗能、高排放的行业之
一，节能减排工作任重道远。
目前各石化企业节能减排工作的重点大都集中于改变资源状况、改进原料路线、提高产能规模和优化系统流程等，对通过提高装置设施运维水平以确保长周期平稳运行来实现节能减排方面研究较少。
随着各行各业都进入高科技信息化时代，石化运维也针对当前石化运维服务逐步从传统的注重专业技术能力和应急响应向“全天候、多专业”的“一站式”服务转换发展的趋势，充分发挥自身专业齐全和技术实力雄厚的优势，总结和提炼多年来为各行业内石化生产企业提供多种不同专业领域的运维服务的实践经验，积极开展了运维服务标准化的研究工作。
根据石化工程建设公司设备运保业务管理的特点，建立石化工程建设公司一体化设备报修综合管理信息平台，对关键业务流程和数据进行统一管理，而石化装置的智能监测系统是设备一体化管理的重要组成部分，是保证设备正常运行、提高设备使用和维护效率的关键环节。
石化装置智能监测系统在设计上采用模块化的 理念，采用Ｂ／Ｓ开发模式，充分利用了ＡＳＰＮＥＴ和Ｓｅｎｒｅｒ数据库的特点，在技术上采用先进的Ｍｉｃｒｏｓｌ硪ｍｅｔＲ眦诮№１１（技术框架，实现了集成式的、共享式的、开放式、易于维护和扩充的信息化系统。
１系统业务流程设计 石化装置智能监测系统主要包括两个模块，即生产标准模块和状态数据分析模块。
１．１生产标准管理模块１．１．１生产标准模块的业务流程 生产标准管理是一项科学的系统工程，在严格的规章制度和执行程序规范下，各步骤既分工明确又相互联系、相互依存。
业务流程图如图１所示。
生产标准管理的流程如下： １）用户根据自己的实际情况进行登陆，进入系统； ２）进入系统之后，系统自动判断用户的身份，不同的用户具有不同的操作权限； ３）用户完成自己的操作之后，退出系统。
１．１．２生产标准模块的功能 主要功能：根据设备说明书和已有的运维经 收稿日嗣：２０１０—１０—２５ 基金项目：国家自然科学基金（５０８０５０８９）Ｉ上海市科委科技攻关计划（０９Ｄｚｌｌ２２９００．１０Ｄｚｌｌ２６１００）ｌ上海市重点学
科建设资助（Ｙ０１０２） 作者简介：龙红叶（１９８３一），女，湖南邵阳人，硕士，主要从事机械电子、机械设计、计算机开发技术和企业信息化等研究工作。
【６４】第３３卷第７期２０１１—７（下） 圈圈圈 ＿ｏ－＿＿·ｊ＿＿｜·岫 ！专 —Ｉ畛酬脚㈨由…国：｜曼 型兰兰！翌竺 椿田引引曰一馘阳引…倒｜圉一博㈨旧”体怫㈨慷
一 除此以外，系统报表能输出到ｗ０ＲＤ或 ＥｘｃＥＬ、打印等功能。
旺至暑【＝ ２）导入：当需要增加多台设备的生产标准信息时（由于单个增加非常繁琐）．工程师可以通过Ｅｘｃｅｌ表 格进行批量导入， Ｚ÷－ １２状态数据分析模块１２１状态数据分析模块的业务流程 状态数据分析模块足对实时数据进行处理，是一项非常严谨而又仔细的事情，每个环节必须认真地操作。
可以用图３来表示．具体实施过程如下： 图ｌ生产标准管理模块的业务流程蹦 １）用户进行登陆，进入系统－２）进入系统后，用户根据自己的需要对数据 验建立设备的正常工作参数库、预警参数库和停 进行查看或者及时的实施处理； 修故障模式库，为状态数据分析提供次策依据。
３）操作完成后，退出系统。
具体的生产标准管理的功能图如图２所示。
１
２２状态数据分析模块的功能 每个功能的概况可以用以下说明： 主要功能：按照一定的频率以手工或自动的 １）管理（１）查询：工程师根据设备位号、作业区，装置名称，设备名称、设备状态信息（可以选择单个字段或者同时选择多个字段）进行查询自己所需要的设备生产标准信息。
（２）修改：确定查询后．可以确定修改信息数据一经确认录入，就不得擅自修改，只有得到授权的工程师才能对数据库内的数据进行修改。
（通过权限控制）（３）朋除：确定查询佶息后．可以确定删除信息。
只有得到授权的工程师才能对数据库内的数据进行删除。
（通过权限控制）。
方式采集设备运行过程中的主要参数，根据蛮时监控采集的设备数据分析设备运行是否正常，若出现预警，计算最大预警运行时问和故障预判断，修改采集频率和采样额宰等佶息，发送设备预警或停修报告。
具体实现如下，如图４所示。
１）设备监控信息管理（查询、增加、修改和删除）：记录设备的一些基本信息，查看设备的主要参数（异常的振动烈度、轴承温度、机械密封泄鼐值等）井进行处理ｔ２）预警性能分析：记录设备的所有预警采集数据，按照专家系统进行预判断；３）设备预警最大运行时间判断：对单个设备 第３３卷第７期２０１１７（下）１６５ｌ 磊亡糖藤登陆 霎磊裳霎卜＜絮燹薹二浏瓣 南粤』ｌ进入实时数据管理界面 圈 跫台！擗：续 停修确认进入维修过程 上回嚣蓑爹最新状惫少 ＼∥／ ＼／。
萄Ｉ葡因 待预警过程 退出系统 圆 ∥专．家豸；统 修改生 蛆＼是否“：确 ；斗｜／Ｉ预螫确认 产标准避磁系统 采集提醒修改采样频率计算最大运行时间 停修报表ｌ 与停修梭准对比 圜 Ｉ预警报表 退．．出．．系．．统．．》．。
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∥’《－．．．《．’．．退．．出．系．．统．，√图３状态数据分析模块的业务流程图 监控数据的运行趋势进行分析判断，得出设备在预警确定前运行的最长时间； ４）设备状态故障预判断：对单个设备实时数据进行分析，若达到停修状态，启动设备强制停修报告； ５）设备停修报告：记录没备所属的事业部、 【６６】第３３卷第７期２０１１—７（下） 状态数据分析模块 黎Ｉｌ囊ｌｌ篓没 设 设 预ｆｌ采ｌＩ采 警ｌｌ集ｌＩ样 最 停ｌＩ撤 修ＩＩ表 备 备 备 宴 实 实 大确ＩＩ输预认ＩＩ出 时 时 时 警 数 数 数 琏●４ 据 据 据 行 录 查 处 时 入 询 理 闷 图４状态数据分析模块的功能图 装置名称、设备位号、设备名称、设备达到预修
时采集点的位置、采集点的最大值、采集点的类型（震动、温度）、预修时间（最迟维修响应时间）。
这时设备采集提醒标志清零； ６）设备状态查询：按装置名称、设备名称、设备位号、采集时间段提供设备的运行数据查询； ７）设备采集提醒：设备采集提醒标志不为零时进行定期提醒；设备采集数据缺失提醒；８）报表输出：预警设备的运行数据统计（异常标注）、当前时间下的设备最长运行时间、预修时间点。
２系统技术架构分析 在ＡＳＰ．ＮＥＴ２．０中典型的三层架构包括Ｗ曲表示层（包括页面及后台代码）、业务逻辑层ＢＬＬ（包括业务接口、业务实体、业务逻辑），数据访问层ＤＡＯ。
三层架构示意图如图５所示。
数据访问层（ＤＡＬ）执行从数据库获取数据或向数据库发送数据的功能。
在分布式应用程序结构中，相应功能使用ＡＤＯ．ＮＥＴ数据适配器和ＳＱＬ服务器存储过程来完成。
本层从业务逻辑层接收请求，从数据访问层获取数据或向其发送数据。
本系统使用存储过程获取数据，选用ＡＤＯ．ＮＥＴ向数据库发送数据，最后将数据库查询结果返回到业务逻辑层，作为ＡＤＯ．ＮＥＴ数据集。
业务逻辑层（ＢＬＬ）包含业务对象本身以及应用于它们的规则。
这也是主要业务对象所在的位置。
它们实现业务实体或系统对象。
系统的业务规则将在这些对象中编码。
它从ｗｅｂ表现层接受请求，根据编码的业务规则处理请求，从数据访问层获取数据或将数据发送到数据访问层，将处理结 型兰些！翌竺３２２系统的概念。
逻辑结构设计阶段 “一ｒ—ｌ这个阶段主要对馥据库的表、数据结构、字段进行搜集，并整理成完整的表，然后将对表与 二二正二袁之间的关系理请。
３２３系统的物理结构设计阶段●■ｌ系统针对生产标准管理和状态教据分析的数据库的结构特点和使用特点，在软件工程技术、 ＿誓－＿卜—－计算机网络技术、ＧＩｓ技术和数据库技术的支持下 二二］［二进行开发建设。
系统功能结构如图６所示。
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一 幽５石化装置智能监两痞统软件颦构图 果传递回ｗｅｂ表现层。
ｗｅｂ表现层（ｖｅｂｌａｙｅｒ）是指在应用程序中实 现的客户端，包含以下功能：管理、№ｂ页的呈现和行为，向业务逻辑层发送用户输入，从业务逻辑层接收结果等。
３系统设计 ３１系统设计的目标从信息技术角度来看，石化装置智能般测系 统的功能和应用需达到以下目标：１）实用性，真正投入应用；２）易使用性；３） 安全可靠性ｔ４）先进性；５）灵话性和可扩展性－６）较高的响应性能；７）易维护性，８）保护原有投资。
３２系统设计的过程 系统设计是一个有序有原则的设计过程，从数据库的设计一直到数据库系统的维护都傲了周密的规划。
３２１系统需求分析阶段 率系统主要足研究石化设备的智能检测。
而本系统主要分为两个模块，一个是生产标准模块，主要负责记录设备的标准参数佶息；一个是状态数据分析模块，记录设备宴时数据．井对所有设备进行总体统计分析和单个设备进行状态变化分析，为设备故障进行预判断。
＊自＃＊￥ 图６石化装置智能监捐系统功能阿 按照管理功能来分，系统主要分为四个模块．即系统管理模块、数据入库模块、数据查询分析模块、数据管理模块。
１）系统管理模块：包括用户管理、日志管理和数据备份恢复。
其中，用户管理实现增加、硼除用户，赋予和修改用户的信息或权限等功能；日志管理实现系统臼志显示、统计、查询和打印等功能；数据备份提供数据库的备份功能．以肪止突发事故对数据库造成的破坏；数据恢复实现根据数据库的备份信息自动对数据库进行恢复的功能。
２）数据入库模块：包括人库数据检查、数据人库、属性数据入库。
入库检查根据数据库标准对数据的完整牲、拓扑关系的正确性、属性字殷的完整性、属性数据的合理性进行检查啦理，保证最终输入到数据库中的数据的准确性；数据入库实现各种数据的批量入库和单独入库，属性数据入库定现相关属性信息的批量入库功能。
３）效据查询分析模块：主要实现设备实时数据的查询．并与标准数据库进行对比，以便对卖时数据进行实时处理，统计分析异常设备情况，绘翩异常ｊ殳备的曲线图等功能。
４）数据管理模块：包括数据更新和数据提取。
其中，数据更新提供属性数据的修改功能，提供 第３３卷第７期２０１１—７（下）【６７ｌ 务Ｉ篷止訇矽化 矢量空问数据的任线编辑功能等；数据提取提供从数据库中下载空间数据和属性数据的功能。
３２４系统的物理结构设计阶段 系统总体技术方案没计在充分考虑ｔ实际应用环境厦麻用需求的基础上，结合国内已有的一些大型资源环境数据库的建库经验柬完成。
数据库总体技术方案设计巾．展终以大型关系数据库ＭｌｃｒｏｓｏｆｔＳＯＬＳｅⅣｅｒ２００５为核心．以ＭｊｃｒｏｓｏＲｓｔｕｄ】ｏ２００８编写页面一数据库管理系统采用Ｂ／ｓ模式，整个数据库系统的技术路线如图７所示。
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一 图７石化装置智能监测的技术圈 ４结论 本文采用了ＡｓＰＮＥＴ开发平舟，应川Ｂ／ｓ开发模式，实现了石化装置智能监测系统的设计与开发，对设备状志进行自动化监铡。
系统充分利用了ＡｓＰＮＥＴ和ｓｅ“ｃｒ数据库的优点，使系统的设计、开发、安全性和可维护性都有了很大的提高。
在设计中，结合软件工程的思想，采用模块化的理念，支持前后台并发执行的方式【疗问数据库，本系统除了包括系统管理、数据人库、数据查询分析和数据管理横块外，还开发了报表中心和系统报表预警这样具有特色的模块。
系统在某石化企业应用过程中，运行稳定、可靠、撮作简单、功能完善，完牟适应现代石化管理的要求，增强了企业的竞争力。
参考文献： 【ｌ】沈军基丁ＡｓＰＮＥｌｌ２Ｏ技术的ｗｅｂ数据库多层架构设计与实现明电予测量技术２００８（２）：７６－７９ 【２】曹ｉ刚．朱晓华，丁晶晶城镇产业布局基础空间信息数据库系统的没计与实现２０１０（１）：１７３一１７９ 【别朱粗辉高校仪器设备采购系统及其业务流程设计知识重甩技术研究ｆ盯开发研究与醴计技术２００７盯）：１０８８—１０９２ 【４Ｊ刘勇，尚有林，郭跟成面向对象系统分析和没计在数据库系统开发中的应用策略Ⅲ洛阳大学学报２０吣（２）：２｝２８ ［５】杨晓楠，廿正华，员丁敏，黄新苏数据库开发系统设计结构、功能、特点【Ｊ】业务纵横，２（１００（４）：１９－２０ 【６】苏鹏浅谈ｗＥＢ数据库系筑开发Ⅲ应用技术２００９（２）： ７３—７５ 【７】高茂华肆于ｗｅｂ的高校设备管理信息系统【Ｄ】广采丁
业大学２００５ＨＪ：Ｏｌ一６３ ｊ＾‘｜＾‘＾＾｝｛缸｛缸｛ｋｊＩｊｋ｜ｋ｛ｋ＾＾‘＾＾‘●＾｝｛＾‘｛Ｉｊｋｊｋｊ＾‘ｊ缸｛＾‘｛＾‘ｊ＾‘｛＾‘｛缸 【上接第“页】 图１５两Ｈ标优化后的ＰＨ路径２
Ｉ舶ｌ第３３卷第７期２０１１—７（下） ％样＾＃图】６两只标优化后的曲率２