油库油气回收Web监测平台设计

吴锋棒，王振中，修德欣，丁莉丽，张卫华

(中国石油化工股份有限公司 青岛安全工程研究院，山东 青岛 266071)

油库油气回收Web监测平台设计

吴锋棒，王振中，修德欣，丁莉丽，张卫华

(中国石油化工股份有限公司 青岛安全工程研究院，山东 青岛 266071)

针对储油库在储存、收发汽油过程中的油气排放总量控制问题，国家环境保护总局于2007年出台了GB 20950—2007《储油库大气污染物排放标准》，要求各地储油库在规定时限内完成油气回收改造。为了对各油库的油气回收装置运行情况进行统一监测，结合OPC，C/S结构，B/S结构等技术，在C#平台下开发了油库油气回收Web监测平台。测试表明，该系统具有良好的实时性、兼容性和可靠性，能够满足实际应用要求。

储油库 油气回收装置 监测 C#编程语言

近年来，随着国内经济的快速发展，对化石能源的消耗量大幅增加，空气污染的状况也日益严重。早在2007年，为了对储油库在储存、收发汽油过程中的油气排放总量进行控制，国家环境保护总局出台了GB 20950—2007《储油库大气污染物排放标准》，要求各地储油库在规定时限内完成油气回收改造[1]。目前，国内大部分城市的储油库已经完成了油气回收改造，并安装了油气回收装置。

为了对各地的油库油气回收装置进行日常监测和维护，工作人员经常会通过远程方式去逐个访问各油库油气回收系统上位机，对装置运行情况进行记录，并对故障情况进行统计和处理，该方式在装置较少时是可行的。但随着装置数量的迅速增加，通过人工访问的方式不仅耗时耗力，而且实时性较差，装置出现紧急故障时，维护人员无法及时获知，此外远程方式对网速的要求较高，在网络状况不良的情况下经常会出现无法访问的状况。为了改善这种情况，笔者结合OPC技术、C/S结构、B/S结构等技术，在.Net平台上开发了一种可实时对油库油气回收装置进行监测的Web平台。

1 总体设计

目前，实际应用的油库油气回收装置的控制核心通常为PLC，上位机监控软件主要为各类组态软件，如： 组态王、WinCC及MCGS等，根据客户具体要求，各不相同，但一般都支持OPC接口。为了使开发的系统具有良好的兼容性，决定使用OPC方式与装置的组态软件进行数据交互。但是，如果直接通过远程OPC访问的方式进行数据交互，需要对装置上位机系统进行较为繁琐的网络权限配置，不仅会降低系统的安全性，而且有可能对系统的其他功能造成影响。因此，系统在设计时，综合采用了OPC技术、C/S结构和B/S结构。

文中所开发的油库油气回收Web监测平台如图1所示，主要由3个部分构成。首先是运行在油库油气回收上位机上的客户端(Client端)，客户端通过OPC接口与组态软件进行数据交互，并将获取的数据打包通过C/S的方式传递给远程服务器上运行的服务器端(Server端)。服务器端收到数据包后，对数据包进行必要的校验，若校验通过，则存储到本地数据库中；若校验失败，则丢弃数据，等待客户端重新发送。这样一来，油气回收Web监测平台通过访问数据库，便可获取到各地油库油气回收装置的实时数据，然后在网页中进行显示、报警、分析、报表等操作。

图1 油库油气回收Web监测平台结构示意

2 系统概述

2.1 C/S与B/S结构

C/S指的是传统意义上的客户端/服务器(Client/Server)结构，它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，从而降低系统的通信开销，是早期软件开发的首选设计方式。B/S指的是浏览器/服务器(Browser/Server)结构，是随着Internet技术的兴起而形成的一种模式[2]。与C/S相比，B/S的优点主要有[3]：

1) 兼容性好。客户端无需安装任何专门软件或系统，只要有1台能上网的终端就能使用。在移动互联网高度普及的今天，甚至可以直接通过手机、平板等移动上网设备进行访问和操作。

2) 扩展性强。需要升级时，只需对服务器端的程序进行升级即可，不需要重新编写客户端程序。

因此，本文设计的平台中，对功能相对简单，无需经常升级的数据采集传输部分采用了C/S结构；而在功能较为复杂，需要经常升级维护的监测平台则采用了更为灵活的B/S结构。

2.2 C#与OPC技术

C#编程语言是微软公司专门为.Net平台设计的一种语言，是一种完全面向对象的可视化编程语言[4]。C#不仅可用于开发Winform和Web程序，而且具有较为丰富的控件支持，可以大幅缩短程序的开发周期，因而笔者选择C#作为监测平台的开发语言。

OPC即用于过程控制的对象连接与嵌入技术，是一种Windows应用程序和现场过程控制应用进行数据交互的标准接口，是一种高效、可靠、开放、具备互操作性的工业数据交互解决方案[5-6]。

笔者通过第三方开发工具包来实现C#与OPC服务器的数据交互，主要步骤如图2所示。

图2 C#与OPC服务器的数据交互示意

2.3 监测平台客户端

监测平台客户端的程序流程如图3所示。程序运行时，首先载入同目录下的配置文件，配置文件内包含了油气回收组态系统OPC服务器的名称、要采集的数据列表、采集周期、远程服务器地址等信息。然后，客户端连接组态系统OPC服务器，请求读取数据，并将读出的数据打包。最后，使用TcpClient类与服务器端建立可靠的TCP/IP连接，将数据包以文件流方式传输到服务器端，完成传输后，断开连接，等待下一采集周期的到来。

图3 远程监控客户端工作流程示意

2.4 监测平台服务器端

监测平台服务器端的程序流程如图4所示。服务器端启动时，首先载入配置文件，读取远程装置的名称与IP地址列表；然后开启TCP连接侦听，检测来自客户端的传输请求。一旦收到请求后，建立TCP连接，接收数据包并对其完整性进行必要的校验，若数据包完整有效，则将数据内容存入数据库中；若数据包无效，则丢弃，等待客户端再次进行发送[7-8]。为了让服务器端能够同时处理来自多个客户端的请求，采用了多线程网络通信技术，使每次数据传输请求都在不同的线程中进行处理，处理完毕后即销毁相应线程，防止客户端之间的相互干扰。

图4 远程监控服务器端程序流程示意

2.5 监测平台Web端

监测平台Web端的功能模块如图5所示。Web端目前主要有5个功能模块，分别为状态总览、详细列表、报警记录、历史曲线及报表输出。状态总览页面可以显示所有油库油气回收装置的当前工作状态，如离线、自动、报警、停止等若干种情况。详细列表页面可以查看油库油气回收装置运行的关键参数，如压力、温度、累计处理量等。报警记录和历史曲线页面用于查看装置的历史报警记录和参数曲线。报表输出页面可以直接将所有装置的统计结果输出为电子表格，进行存档或打印[9-10]。

图5 监测平台Web端功能模块示意

用户在浏览器中输入网址后，首先会弹出登录页面，输入正确的用户名和密码即可登入系统。打开特定的功能页面后，网页将连接数据库查询数据并将其按预定形式显示在页面上。为了保证数据的实时性，网页会每隔一段时间自动刷新一次。

3 应用效果

为了验证油库油气回收Web监测平台的稳定性和可靠性，笔者在若干油库的上位机安装了开发的客户端程序，并在控制中心的服务器上部署了服务器端程序和Web站点。

4 结 论

笔者基于C#开发了一种油库油气回收装置Web监测平台，该平台包括安装于油库油气回收装置上位机中的客户端、安装于控制中心服务器上的服务端及部署在控制中心服务器上的Web站点三部分。客户端采用OPC技术与各类组态软件进行数据交互，然后采用B/S的方式将数据发送给服务器端。服务器端采用了多线程网络通信技术，可同时连接多个客户端，服务器端收到数据后，直接存入数据库中。用户登入Web站点后，Web程序通过查询数据库来将内容呈现出来。经过在若干油库的实际应用测试表明，该Web监测平台性能可靠、实时性强，且客户端无须安装任何软件，操作人员可以随时随地登录系统进行查询和分析，与原有的人工查询方式相比，具有较大的优越性，能够有效地提高工作效率。

[1] 国家环境保护总局.GB 20950—2007 储油库大气污染物排放标准[S].北京： 中国环境科学出版社，2007.

[2] 袁静，胡昌华，龙勇，等.基于C/S+B/S双模式的分布式远程诊断专家系统[J].计算机工程，2006(12)： 196-198.

[3] 崔嵛，董华，张启波，等.基于C/S+B/S混合模式的城市重大危险源管理系统的研究[J].中国安全科学学报，2007(12)： 163-168，196.

[4] 齐立波. C#入门经典[M].北京： 清华大学出版社，2008.

[5] 蔡思文，祁耀斌.OPC客户端设计及其在监控系统的应用[J].微计算机信息，2007(13)： 106-108.

[6] 黄娟. 基于C#的OPC数据通信的设计与实现[J].工业控制计算机，2013(11)： 14-15.

[7] 孙晓梦，王志斌.基于TCP的多线程Socket通信实例[J].辽东学院学报(自然科学版)，2013(03)： 178-182.

[8] 何晓东.基于TCP协议的C#多线程数据采集程序的设计与实现[J].电脑知识与技术，2012(36)： 8624-8625.

[9] 蒋斌斌，陈廉青，谢巧云，等.基于XML的Web监控技术及其在电力调度系统中的应用[J].微型电脑应用，2004(02)： 21-23，66.

[10] 耿方，朱晓民，李炜.基于Web的实时监控系统的研究与实现[J].电信工程技术与标准化，2011(11)： 75-79.

[11] 龚红霞，肖玉.在线水中油分监测控制系统在动力凝结水装置的应用[J].化工自动化及仪表，2013，40(09)： 1093-1094，1098.

[12] 张印强，程明霄.基于冗余技术的烟气排放连续监测系统[J].化工自动化及仪表，2011，38(09)： 1090-1093.

Design of Web Monitoring and Detecting Platform for Oil-vapor Recovery in Bulk Gasoline Terminals

Wu Fengbang， Wang Zhenzhong， Xiu Dexin， Ding Lili， Zhang Weihua

(Research Institute of Safety Engineering， Sinopec， Qingdao， 266071， China)

Contraposing the problem of total gas-vapor emission amount control during storing， receiving and dispatching in bulk gasoline terminal， GB 20950—2007 “Emissionstandardofairpollutantsforbulkgasolineterminals” was proposed in 2007 by state environmental protection administration. According to this standard， oil-vapor recovery unit should be installed in every bulk gasoline terminal before deadline. In order to realize uniform monitoring and detecting of these units remotely in an integrated platform， an online Web monitor platform was designed based on OPC technology， C/S structure， B/S structure， etc. Actual test shows this platform is characterized by good compatibility， strong real timeliness and good reliability. It meets the practical requirements for application.

bulk gasoline terminal； gas-vapor recovery unit； monitoring and detecting； C sharp

吴锋棒(1981—)，男，2007年毕业于中国石油大学化学工程专业，现就职于中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，从事储运安全环保研究工作，任研发副主任师。

TP277

B

1007-7324(2015)01-0046-03

稿件收到日期： 2014-10-15，修改稿收到日期： 2014-11-15。