淺談?dòng)蛶?kù)信息化管理系統(tǒng)的建立與應(yīng)用

崔黎明

（大慶油田有限責(zé)任公司儲(chǔ)運(yùn)銷(xiāo)售分公司，黑龍江 大慶 163453）

1 油庫(kù)的信息化管理系統(tǒng)的目標(biāo)

對(duì)于大型原油庫(kù)一線(xiàn)操作員工而言，需要通過(guò)信息化管理系統(tǒng)，直觀、及時(shí)地了解崗位的生產(chǎn)狀況，對(duì)油庫(kù)、外輸管線(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)系統(tǒng)動(dòng)、靜態(tài)數(shù)據(jù)的進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢(xún)，使用崗位計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)崗位報(bào)表進(jìn)行編輯和上傳。同時(shí)，信息化管理系統(tǒng)要突出重點(diǎn)監(jiān)控位置，出現(xiàn)異常情況能夠及時(shí)報(bào)警，從而使員工根據(jù)相關(guān)規(guī)范迅速有效的采取行動(dòng)；現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的多級(jí)存儲(chǔ)、異地備份，便于對(duì)生產(chǎn)情況進(jìn)行綜合分析。

對(duì)于大型原油庫(kù)管理者而言，通過(guò)信息化管理系統(tǒng)，能夠?qū)Ω鱾€(gè)生產(chǎn)崗位進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，隨時(shí)查詢(xún)生產(chǎn)崗位的歷史數(shù)據(jù)和曲線(xiàn)，獲得及時(shí)、準(zhǔn)確、高度集成的生產(chǎn)運(yùn)行信息，全面、真實(shí)地了解公司運(yùn)作情況，為決策提供必要的數(shù)據(jù)和情報(bào)支持。

因此，信息化管理系統(tǒng)應(yīng)該至少包括以下功能。

（1）庫(kù)區(qū)生產(chǎn)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。輸油管道、原油列車(chē)的出入庫(kù)計(jì)量數(shù)據(jù)，管線(xiàn)壓力、溫度，流量，電壓、電流、電位實(shí)時(shí)顯示；原油儲(chǔ)罐實(shí)時(shí)液位數(shù)據(jù)、出入庫(kù)計(jì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示；設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，溫度、壓力、運(yùn)轉(zhuǎn)/備用狀態(tài)等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示；各生產(chǎn)單位計(jì)量間、輸油泵房、閥組間、化驗(yàn)崗、罐區(qū)視頻監(jiān)控，實(shí)時(shí)查看各生產(chǎn)崗位的生產(chǎn)、設(shè)備運(yùn)行狀況。

（2）庫(kù)區(qū)安全情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。油庫(kù)消防系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括儲(chǔ)罐感溫電纜、光柵光纖感溫器、火焰探測(cè)器、可燃?xì)怏w氣體探測(cè)器等關(guān)鍵位置；油庫(kù)內(nèi)員工情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括油庫(kù)庫(kù)區(qū)內(nèi)現(xiàn)有員工人數(shù)、出入庫(kù)時(shí)間、特種作業(yè)的作業(yè)許可等數(shù)據(jù)；油庫(kù)內(nèi)安防情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括攝像頭、周界報(bào)警系統(tǒng)、員工門(mén)禁系統(tǒng)等。

（3）各項(xiàng)數(shù)據(jù)的歷史存儲(chǔ)和查閱功能，能夠查詢(xún)過(guò)往歷史數(shù)據(jù)，并以報(bào)表、曲線(xiàn)、柱狀圖等形式顯示數(shù)據(jù)的趨勢(shì)。

（4）報(bào)警功能：可以設(shè)定報(bào)警參數(shù)值，監(jiān)控目標(biāo)異常時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警提醒崗位員工及時(shí)處理，并在系統(tǒng)內(nèi)對(duì)異常情況進(jìn)行記錄和上傳。

（5）將各功能整合至一個(gè)管理平臺(tái)內(nèi)，形成集實(shí)時(shí)監(jiān)控、信息管理、輔助決策為一體的綜合生產(chǎn)指揮平臺(tái)。

2 油庫(kù)信息化管理系統(tǒng)的建設(shè)

為實(shí)現(xiàn)上述功能，油庫(kù)信息化管理系統(tǒng)可分為三層進(jìn)行建設(shè)。

（1）儀表層。通過(guò)溫度儀表、壓力儀表、液位計(jì)、流量計(jì)等現(xiàn)場(chǎng)儀表，采集生產(chǎn)設(shè)施的關(guān)鍵數(shù)據(jù)；通過(guò)攝像頭，采集生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的視頻監(jiān)控信號(hào)；連接各類(lèi)生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)接口，采集設(shè)備數(shù)據(jù)；通過(guò)庫(kù)區(qū)內(nèi)信號(hào)傳輸線(xiàn)路，以電流、電壓信號(hào)的方式，將數(shù)據(jù)傳送至控制層進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

（2）控制層。通常利用PLC 在邏輯控制方面的優(yōu)勢(shì)，以PLC 作為控制層的核心，采用模擬量輸入模塊、數(shù)字量輸入模塊、電壓、頻率信號(hào)輸入模塊，向下接收儀表層傳輸?shù)母黝?lèi)信號(hào)；PLC 自身將各類(lèi)模擬信號(hào)、頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，分門(mén)別類(lèi)，向上傳輸至管理層，進(jìn)行顯示和控制。

（3）管理層。管理層是油庫(kù)工作人員與信息化管理系統(tǒng)互動(dòng)的界面，通?？刹捎糜?jì)算機(jī)+管理軟件的形式，將各類(lèi)管理功能集成到同一個(gè)操作平臺(tái)上，利用計(jì)算機(jī)在計(jì)算、圖像處理、便于操作和數(shù)據(jù)管理等方面的優(yōu)勢(shì)，將PLC 和計(jì)算機(jī)二者相結(jié)合構(gòu)成結(jié)構(gòu)完整可靠的控制系統(tǒng)。同時(shí)，通過(guò)制定符合自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)接口,完成與其他自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，使油庫(kù)的監(jiān)控和管理能夠科學(xué)規(guī)范化，減少油庫(kù)工作人員的主觀性操作，減低風(fēng)險(xiǎn)，確保油庫(kù)安全的作業(yè)、提高員工的工作效率，提高油庫(kù)控制管理的自動(dòng)化水平。

3 原油庫(kù)的信息化管理系統(tǒng)的存在問(wèn)題與解決

由上述描述可見(jiàn)，大型原油庫(kù)需要的信息化監(jiān)控系統(tǒng)涉及到的檢測(cè)部件很多，而且涉及面廣。某油庫(kù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套信息化管理系統(tǒng)，在油庫(kù)的實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，發(fā)現(xiàn)了很多問(wèn)題。

（1）為實(shí)現(xiàn)信息化管理系統(tǒng)的全部功能，管理平臺(tái)的人機(jī)界面是建立在工控機(jī)的軟件上的，操作較為復(fù)雜。為了能夠讓員工完全掌握新設(shè)備的操作和維護(hù)方法，需要相當(dāng)時(shí)間的培訓(xùn)，對(duì)員工自身學(xué)習(xí)能力的要求較高，部分年齡較大的員工會(huì)比較不適應(yīng)。

（2）集成度越高的設(shè)備和系統(tǒng)，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)檢查的難度就越大，所消耗的時(shí)間也越多；采用先進(jìn)技術(shù)的設(shè)備價(jià)格比較昂貴，故障維修和零件更換的成本較高。

為保證自身技術(shù)機(jī)密不外泄，設(shè)備廠(chǎng)家往往會(huì)對(duì)關(guān)鍵程序、電路等內(nèi)容進(jìn)行加密，發(fā)生突發(fā)性故障時(shí)，需要設(shè)備廠(chǎng)家進(jìn)行維修，在溝通和交通環(huán)節(jié)耗費(fèi)大量時(shí)間，故障維修的及時(shí)性很難保證。而且當(dāng)設(shè)備廠(chǎng)家發(fā)生經(jīng)營(yíng)變動(dòng)、生產(chǎn)線(xiàn)變更等情況，不能繼續(xù)提供售后服務(wù)時(shí)，設(shè)備的維護(hù)難度大大提升。

（3）為提高信息化管理系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，方便各層管理者使用，系統(tǒng)的部分界面鏈接到辦公網(wǎng)絡(luò)，可以通過(guò)辦公室電腦對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。在提高了管理系統(tǒng)應(yīng)用性的同時(shí)，設(shè)備與數(shù)據(jù)的安全性受到了影響，如果辦公網(wǎng)絡(luò)被外部網(wǎng)絡(luò)攻擊,將面臨許多風(fēng)險(xiǎn)：攻擊者通過(guò)使網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)備（如服務(wù)器、路由器或防火墻）崩潰或過(guò)載來(lái)中斷平滑的信息流；通過(guò)竊聽(tīng)、偽裝成授權(quán)實(shí)體或采用強(qiáng)力攻擊手段（如使用猜測(cè)密碼的計(jì)算機(jī)程序）進(jìn)行信息竊??；破壞或篡改存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或正通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

（4）信息化管理系統(tǒng)和油庫(kù)內(nèi)設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)連為一體，可以提高油庫(kù)內(nèi)自動(dòng)化生產(chǎn)水平，一定程度上減少所需要的員工數(shù)量，但同時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)涉及諸多設(shè)備共聯(lián)，某個(gè)設(shè)備、某個(gè)儀表的異常狀態(tài)，可能會(huì)通過(guò)管理平臺(tái)轉(zhuǎn)移、放大，造成其他設(shè)備的故障，變相提高了自控系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。

針對(duì)上述存在問(wèn)題，通過(guò)摸索與實(shí)踐，油庫(kù)采取了以下解決方案：

（1）實(shí)現(xiàn)分級(jí)管理。按照不同崗位的性質(zhì)，在同一管理平臺(tái)內(nèi)，分為操作崗位、調(diào)度崗位、管理崗位三級(jí)。操作崗位簡(jiǎn)化了交互界面，與本崗位無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)一律不顯示，突出重點(diǎn)數(shù)據(jù)，強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性，數(shù)據(jù)異常時(shí)采用聲光報(bào)警、員工手動(dòng)確認(rèn)的形式，確保異常能夠得到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和處理。

（2）設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)信息化管理系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)兼容性，自主運(yùn)維、集中運(yùn)維為主，外部運(yùn)維為輔。在進(jìn)行新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)時(shí)，不一定要緊盯最先進(jìn)的技術(shù)，在底層設(shè)計(jì)上，可以采取較為成熟、成本較低、運(yùn)行平穩(wěn)的方案，設(shè)備和零件的接口靈活，可替代性高，減少對(duì)單一品牌或技術(shù)的依賴(lài)。如此，企業(yè)可以自行負(fù)責(zé)大部分的運(yùn)維工作，運(yùn)維人員容易管控，可根據(jù)企業(yè)自身需要進(jìn)行能力培訓(xùn)，在實(shí)踐中掌握設(shè)備的維護(hù)手段，完成企業(yè)所需的各項(xiàng)相應(yīng)工作，加快維修速度，降低運(yùn)維成本。

（3）采用高性能防火墻，隔離各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)。為提高系統(tǒng)應(yīng)用的安全性，通過(guò)采用高性能防火墻，用于實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)（辦公網(wǎng)）、生產(chǎn)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的安全隔離，每臺(tái)防火墻提供3 個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，一個(gè)口用于連接辦公網(wǎng)，一個(gè)口用于連接數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器交換機(jī)，一個(gè)接口用于連接生產(chǎn)網(wǎng)，通過(guò)對(duì)防火墻的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)辦公網(wǎng)和生產(chǎn)網(wǎng)的隔離，以及辦公網(wǎng)及生產(chǎn)網(wǎng)對(duì)核心數(shù)據(jù)庫(kù)的隔離，保證了網(wǎng)絡(luò)資源的安全性。

（4）信息化管理系統(tǒng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)的相對(duì)獨(dú)立。信息化管理系統(tǒng)與各設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)都需要通過(guò)儀表對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過(guò)安全柵、配電器等設(shè)備，將同一儀表信號(hào)分為兩份，分別傳入信息化管理系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)，使二者顯示的數(shù)值保持一致，但并不直接發(fā)生數(shù)據(jù)交換、產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)，在通過(guò)信息化管理系統(tǒng)查看各自控系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的同時(shí)，避免其中一方發(fā)生故障影響另一方的運(yùn)行。

（5）數(shù)據(jù)的有效利用。信息化管理系統(tǒng)會(huì)采集和存儲(chǔ)各類(lèi)數(shù)據(jù)，例如，儀表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等等。管理崗位和調(diào)度崗位需要接收各個(gè)操作崗位的上傳數(shù)據(jù)，隨著時(shí)間積累，數(shù)據(jù)量逐漸增加，而存儲(chǔ)能力有限。

4 結(jié)語(yǔ)

以國(guó)內(nèi)近年來(lái)的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)和發(fā)展態(tài)勢(shì)，為降低成本，適應(yīng)勞動(dòng)力總量逐步減少的現(xiàn)實(shí)，工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度將會(huì)逐步提高，邁向無(wú)人化、智能化的高集成形態(tài)。一個(gè)高效而可靠的信息化管理系統(tǒng)，其儀表層可以作為未來(lái)超高自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)；通過(guò)對(duì)管理層軟件和功能的研討，為將來(lái)人類(lèi)員工生產(chǎn)、管理形態(tài)的轉(zhuǎn)型，提供前期必要的摸索。雖然現(xiàn)在的信息化管理系統(tǒng)還存在一些問(wèn)題，但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)的日益完善，一定能夠極大地提升生產(chǎn)效率和管理水平。