2.2 前置数据采集站
全厂1000多台计量表分布在厂区的各个地方，怎样把这么多一次表的数据采集上来？我们根据计量表的分布情况，因地制宜建设5个仪表间，每个仪表间作为前置数据采集站，使其附近的计量一次表通过新铺设的仪表电缆把输出的数字量（或脉冲量、或模拟量），传送到该前置数据采集站，进行计数、累计，然后通过HUB，经光纤到石油二厂的主干网。
前置数据采集系统由前端信号采集、数据处理、网络通讯和组态软件四部分组成：
①前端信号采集部分。
由于现场计量表的类型较多，其一次信号各不相同，再加上炼油厂环境干扰较强，因此对现场数据的采集则成为前置数据采集系统关键技术所在。一般来说有这样几个方案可供选择：一是现场的各路一次信号由电缆送到仪表间，经信号整形放大，汇集到PCL系列数据采集卡（研华工控产品），对整形放大后的数字量进行计数和累计；二是由安装在现场的多个ADAM系列计数模块，就地收集计量一次表的量值数据，这些计数模块由一对双绞线串联起来，直接上传到数据处理部分工控机的RS - 485口；三是现场的各路一次信号由电缆送到仪表间，经信号整形放大，送给OPTO 22公司生产的SNAP I/O单元（数字量输入模块为SNAP – IDC5，模拟量输入模块为SNAP -- AIRTD），再送单元处理器SNAP – B3000，单元处理器的作用是对本单元的I/O点定时扫描，并进行高速计数，预处理后的数据以网络方式输出。
②数据处理部分。
和信号采集部件相匹配的数据处理机有两种方案：一种是采用研华工控机，对PCL系列数据采集卡和ADAM系列计数模块传送上来的现场数据进行计算和管理；另一种是采用和前端信号采集部分配套的SNAP – LCM4控制器（OPTO 22公司产品），对由SNAP – B3000传送上来的现场数据进行计算和管理。
③网络通讯部分。
这里网络设备的作用，仅仅是把经过该前置数据采集系统进行初步处理过的数据，上传到石油二厂的主干网，可选用Cisco、3COM或D -- Link的HUB（自适应10/100Mbps）。
④组态软件部分。
目前流行的商品化工控组态软件，有InTouch、FIX、MCGS、TRACE MODE、虎翼2000等，OPTO22公司也推出了编程组态软件FactoryFloor，应该说这几种工控软件，都能够较好地满足前置数据采集站的应用要求，可以根据系统的具体构成去选择。
2.3 网络环境
随着抚顺石化的重组，抚顺石化分公司对下属企业的网络平台，进行了统一规划，并已经完成实施。具体对石油二厂来说：采用“交换式快速千兆以太网”，网络主干为千兆，分支是百兆，最终10兆到桌面。整个网络拓扑为星型结构，以计算中心主机房为中心节点向外辐射，中心节点采用Cisco的4006G，各骨干节点采用Cisco的2948G或3COM的3500，二级节点根据其具体的功能需求选择为3COM的2500或1100，终端网络设备选择为Hub500或Hub40。过程控制数据，包括生产装置DCS和微机监控系统数据，以及公用工程数据等，可以将专用微机设置为路由器方式，采用TCP/IP协议，与生产管理信息系统中的数采服务器建立TCP链路，实现实时数据的传输。石油二厂的“信息高速公路”,覆盖了厂领导、八处一室、站、所、车间办公室和装置仪表室，并由石油二厂计算中心主机房内的Cisco4006G通过光缆实现和抚顺石化分公司的联网。这种覆盖全厂的“信息高速公路”，为建设石油二厂可视化计量管理信息系统，提供了十分难得和良好的网络环境。
2.4 数据处理和发布
该系统采用Browser/Server体系结构, 增加一台微机服务器（HP LH/6000）专门用来完成全厂计量数据的收集、处理、加工、存储和管理，提供瞬时流量和累计流量，显示运行状态和历史趋势，打印操作记录和班日报表，同时还要完成下面第2.5节所确定的能量平衡和物料平衡的软件功能。计量数据的发布，是通过浏览器来实现的。在Intranet这种极强的分布式工作环境中, 浏览器起着控制的作用。由于系统的开发和维护等所有工作都集中在服务器端,就使应用系统的构建、集成和维护变得十分容易和方便。针对不同用户，如厂领导层、职能处室层、计量管理层和车间管理层等，被授与不同权限，只需了解和使用客户端软件,即Web浏览器,就可以用一个统一和友好的界面，去查询权限内所提供的信息资源,而不需要去学习和掌握那些纷繁复杂的各种软件。
2.5 能量平衡和物料平衡
物料平衡和能量平衡，是一个石化企业生产管理最基本和最主要的执行环节，大体上包括：
①罐区的成品油和半成品油，依据交库量、前日库存量、当日库存量、出厂量，和加工装置生产能力之间的平衡；
②罐区付给装置的原料和装置收到罐区付过来的原料，以及装置生产的产品回送给罐区和罐区收到装置生产的产品之间量的平衡；
③全厂产能和用能之间量的平衡；
④落实到具体操作，就要去做原油平衡、蜡油平衡、渣油平衡、瓦斯平衡、蒸汽平衡和水平衡等。
由于数采系统使水、电、汽、油、液化气、瓦斯、风、氮气、氢气等计量数据时实上网，再构造一套基本符合实际的数学模型，这就使得全厂的物料日平衡，成为可能。通过物料平衡，提供了准确可靠的库存数据、产品收率、油罐组分跟踪、消耗和损失，进而能够做出运行效率评估，辅助管理者做出符合生产实际的决策。
3 可视化的管理系统
何谓可视化的管理信息系？简言之，既是把管理信息系统（MIS）和地理信息系统（GIS）结合起来，在GIS的平台上，去实现MIS的功能。
地理信息系统(Geographic Information System )简称GIS，是一项以计算机软硬件为基础，涉及地理学、测量学、地图学等多门学科的综合技术。围绕着这项技术的研究、开发和应用，形成了一门交叉性、边缘性的学科，是管理和研究空间数据的技术系统，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。通过对多因素的综合分析，它可以迅速地获取满足应用需要的信息，并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。通常对GIS可以从4种不同的途径来理解：
①面向功能的定义。GIS是采集、存储、检查、操作、分析和显示地理数据的系统。
②面向应用的定义。这种方式根据GIS应用领域的不同，将GIS分为各类应用系统，例如土地信息系统、城市信息系统、规划信息系统、空间决策支持系统等。
③工具箱定义方式。GIS是一组用来采集、存储、查询、变换和显示空间数据的工具的集合。这种定义强调GIS提供的用于处理地理数据的工具。
④基于数据库的定义。GIS是这样一类数据库系统，它的数据有空间次序，并且提供一个对数据进行操作的操作集合，用来回答对数据库中空间实体的查询。
GIS的概念出现在60年代，当时国外从空间数据的地学处理入手，开始了对其技术与方法的研究。到了70年代，由于计算机处理能力的飞速发展和环境、资源等问题日益突出，GIS技术开始进入实用，出现了实际的GIS应用系统。80年代则是GIS大发展的时期，技术逐渐走向成熟，专业制造商开始出现，商业化的实用系统进入市场，应用领域迅速扩大。
考虑到计量仪表运行状况在大型炼油厂所处的特殊位置，在GIS系统平台开发的计量信息管理，实现档案数据和地图数据的自动关联，对计量设备的运行进行可视化管理。软件平台采用MapInfo Professionnal 6.0和MapBasic 6.0。
（1）石油二厂1000多台计量仪表，根据用户不同的需求，准确地分层次地显示在地理分布图上：
①按总体布局显示；
②按单位（装置、车间、处、室、站、所）显示；
③按介质（水、电、汽、油、液化气、瓦斯、风、氮气、氢气）显示。
（2）水、电、汽、油、液化气、瓦斯、风、氮气、氢气等不同介质的计量仪表使用不同颜色的不同图标，重要计量仪表图标的尺寸稍大，在运计量表和停用计量表有明显的区别标志，地图可以无级放大缩小，方便用户快捷地浏览希望显示的区域。
（3）档案数据和地图数据自动关联：通过输入用户定义的查询条件，来查询符合条件的对象的属性信息，对应地图相应位置的计量表做闪烁显示，自动显示该计量表确切的地理位置（文字描述和管线示意图定位），自动显示该计量表的三维构图，自动显示该计量表的档案数据（包括设备型号、规格参数、生产厂家、安装时间、附属设备、检修记录、更换配件等）。
（4）根据数据库，系统自动计算出计量仪表的使用率、完好率和准确率，并对应该定期检修和到期强制更新的计量仪表，自动及时提供相关的数据信息。
（5）对设备的巡检、大修、小修和检定进行视觉管理，制定出最佳的巡检和维护线路，编制设备运行维护计划，使设备处于良好运行状态，保证计量精度，延长设备的使用寿命。
4 结束语
石油二厂可视化管理信息系统，作为继传统管理信息系统后出现的更先进更直观的信息管理技术，是仪表自动化领域的一种探索和尝试。它将数据和地图有机地结合起来，更能满足用户对计量仪表的实际管理要求，非常直观，一目了然。根据所提供的完整计量数据和实时现场工况，去指挥生产，调整操作，使班组、车间和总厂能够实施真正意义上的成本核算，不仅提高了决策能力和管理水平，还会带来可观的经济效益，树立起一个现代企业的崭新形象。总之，石油二厂可视化管理信息系统的开发和应用，为下一步石油二厂CIMS的建设，积累了宝贵的经验，打下了坚实的基础，创造了难得的条件。
[参考文献]
[1]陆德民主编. 石油化工自动控制设计手册. 北京：化学工业出版社，2000。
[2] 蔡武昌，孙淮清，纪纲. 流量测量方法和仪表的选用. 北京：化学工业出版社，2001。
[3] 修文群等. 地理信息系统GIS数字化城市建设指南. 北京：希望电子出版社，2001。
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