0 引言
随着油田开发的不断深入,计量仪表、自动化仪表已经广泛应用于油田的日常管理中,从计量间到联合站,油气水的每一个处理环节,都利用仪表进行计量,监测和控制。某采油厂的仪表数量已达一万余台,各种仪表总类己达七十三种,各种仪表的使用状况、检定结果、仪表流动情况和安装地点等难以掌握,严重影响了仪表管理水平的提高。
现在有一些采油厂虽然编制了仪表计算机管理软件,改进了原来的工作方式,但是人工键盘输入方式存在容易出错和输入速度慢的问题,极大捷、准确的条形码技术的应用成为必要。另外,仪表信息共享,是亟待解决的问题。
1 条形码简介
条形码(bar CODe)是由一组规则排列的宽度不同的条、空及其对应字符组成的标记,用以表示一定的信息。条形码技术己广泛应用于食品杂货的储存、销售业、商品流通、图书管理和工业自动化生产线上。但在我国机械制造业上少见应用条形码技术,在仪表管理和生产方面,更未见涉及。自从40年代美国工程师乔·伍德兰和贝尔尼·希弗研究食品标记代码,并研究出自动识别设备开始,如今已公布的条形码系统有150多种。如:UPC/EAN码、三九条码、交替二五码、库德巴码、九三码等。它们各有特点,适用于不同的领域。
2 系统开发
系统采用浏览器/服务器(简称B/S)三层体系结构,如图1所示:
表示层:是前端用户接口,即WEB浏览器,负责向服务器发出HTML请求。
应用层:由WEB服务器和各种服务器端的应用程序组成,负责处理用户请求和对数据库的访问,本系统采用的是ASP应用程序。
数据层:即数据库服务器选用ORACLE数据库。所有仪表综合信息均统一安装于WEB服务器上。
2.1 系统的组成和功能
系统采用模块化的设计方法,选择面向对象的、易于扩展的Delphi编程语言环境、大型客户/服务器ORACLE数据库平台。系统整体划分为六大模块(油表管理、水表管理、气表管理、自动化仪表、综合报表和计量标准)各个功能模块可以相互独立地工作,并可以独立进行功能扩展。
系统具有三个主要功能:①充分利用计算机网络技术,实现仪表综合信息共享;②根据三九编码的要求,编制仪表信息条形码,通过识别编码即可区分仪表的类别、仪表名称、规格、型号编号等信息;③根据实际需要查询和打印仪表综合信息,为科学化管理仪表提供依据。
2.2 用条形码表示仪表
三九条码在图书馆、大学、医院和政府机构中被广泛采用,能够识别0~9十个阿拉伯数字,A~Z26个大写字母,(-)、(.)、(/)、(+)、(%)、($)、空格等特殊字符,以及表示起始和终止符的星号(*),也能识别数字与字符混合型代码。三九条码的编码规则是:(1)每五条线表示一个字符;(2)粗线表示1,细线表示0;(3)线条间的间隙宽的表示1,窄的表示0;(4)五条线加上它们之间的四条间隙就是九位二进制编码,而且这九位中必定有三位是1,所以称为三九码;(5)条形码的首尾各一个*标识开始和结束。
仪表上的条形码,应在数据完整的基础上力求简单。因此,首先我们要对仪表信息进行归纳整理,其中仪表的的类别、厂、矿、队、仪表名称、规格、型号编号为确定唯一的仪表所必需的,同时也满足了现场工作的需要。三九条码识别精度高,而且还是一种长度可变的码制,与仪表信息相一致。所以我们采用三九码对仪表信息进行编码,打印出仪表信息标签,如图2所示。
2.3 仪表检定信息自动采集过程
以检定气表的气流量计检定装置为例。气表经条形码扫描设备确认后,被检气表的基础信息如规格、型号、送检单位和上次检定精度等数据即可通过计算机网络从信息中心服务器调出,方便本次标定的进行。
气流量计检定系统采用负压式检定方式检定气流量计。风机运行后,空气流过测试管段和被检流量计,进入进气室,流经临界流文丘里喷嘴组后,经出气室流入储气罐。根据检定流量的大小,微机系统自动控制选择阀组和喷嘴,按不同的喷嘴组合方式确定所需的检定流量。系统自动控制喷嘴组前、后的气体压差,使喷嘴气体流速达到临界流(音速),同时采集喷嘴前的气体压力和温度,计算出标准的累积流量,与采集到的被检流量计的指示值进行比较和计算,即可得到被检流量计在不同流量点的基本误差和重复性误差,整个检定过程自动化。
在自动打印气表检定合格证后,检定气表的基础数据及检测数据一起提交上网,方便管理人员查询。
2.4 数据库调优
系统采用了独立的服务器数据库,这样不仅可以利用数据库本身的功能完成对数据完整性、一致性和规则的维护,而且可独立地对数据进行操作而不会影响系统的整体功能。
(1)采用人工加锁技术,保证数据查询、修改的一致性和完整性
ORACLE使用锁来控制对数据的并发控制,锁机制可防止多用户存取数据时相互之间产生毁坏性的影响。对数据库采用人工加锁功能。在记录级和表级用人工锁取代自动锁。保证了生产数据的一致性(某个用户正在查询或修改的数据不被其它用户改变,直到此用户完成他的数据操作)和完整性(数据库的数据和结构反映按照正确顺序发生的变动)。
(2)为提高数据的查询速度,减少磁盘的输入和输出,建立了簇表
把同一个表建立索引和建立簇相比,建立簇后的DML(INSETT,UPDATE和DELETE)比建立索引后的DML语句的性能差。这种不利因素与空间的使用方式和为寻找记录所必须访问的快数有关。本系统通过引用完整性约束连接使用两个以上表中的数据,DML相对来说应用的较少,于是在为连接表数据而使用的列上建立簇表,减少处理查询所必须访问的数据块,从而提高查询速度和连接速度,减少磁盘的输入输出,改善了在簇表上连接的访问时间。簇键椎(即相关的值)只被存储一次,而不管不同表中有粪少条记录包含该值。所以,跟非簇表比较,在簇中垫储相关表数据所要求的存储空间较少。
(3)通过对系统安全性设置,实现了大修、井况调查、报废工艺设计网络管理
系统通过用户访问控制技术,对访问的申请、批准、执行、撤消全过程进行控制。系统实现时采用“角色判定法”,即为每一个资源对象建立一张访问控制列表,表明其对各种角色赋予的权限;也给每个用户赋一个或几个预定的角色。角色决定一个用户是否有权对某一特定资源执行查询访问,以确保用户的合法性。通过验证用户的合法名称及口令,各生产职能部门只有根据被授予的角色,访问权限范围内的实时数据及页面。
3 结论
基于条形码技术的仪表综合管理系统的技术关键,通过采用条码自动识别技术,使仪表标定间的仪表综合信息快速准确地传递到信息中心服务器上,实现了仪表信息共享,达到了仪表综合信息实时采集、实时传输和局域网网上浏览的目的。仪表综合管理系统已经在杏北油田仪表管理中应用,基本满足了对仪表综合信息科学管理的要求。该系统在现场投入使用后,取得了良好的经济效益和社会效益。
参考文献
1 郑振楣·分布式数据库,北京,科学出版社,1999.7
作者：哈尔滨工程大学自动化学院 李天舒
大庆油田有限责任公司第四采油厂 王 玮 王永东 鲍庆山 魏显峰
