CN104865916A - 一种天然气供应数据处理方法 - Google Patents

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黄晓光
潘良
陆鸣伟
顾虎
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • G05B19/41875—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by quality surveillance of production
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Abstract

本发明公开了一种天然气供应数据处理方法，该数据包括压力和流量数据，通过PLC/RTU系统从现场仪表采集，站控系统上位机HMI和/或SCADA系统通过与PLC/RTU通讯后进行显示，并储存在各自数据库中，在数据处理服务器中对所述数据进行筛查、分析与计算，具体步骤包括原始数据的获取、甄别并剔除数据库中无效数据、判断并剔除出基本的异常数据。为燃气供应商提供一种安全的、先进的、高效的自动调峰技术，有效协调天然气公司上、下游管网的供需状况，实现有计划、有预判、经济优化的天然气供应保障。

Description

一种天然气供应数据处理方法
技术领域
本发明属于燃气技术设备技术领域，特别涉及一种天然气供应数据处理方法。
背景技术
天然气供应中，天然气压力与流量历史数据是生产调度、运行安全最重要的参数，这两种类型数据，有可能在采集、传输、存储过程中会出现异常数据，给生产安全和运营带来隐患。
天然气的压力和流量数据采集是储存在站控系统上位机(HMI)或是SCADA系统数据库中，由于上位机软件和SCADA系统软件均采用的是实时存储数据库，不具备对数据的异常进行分析和处理，因此，其历史数据库中的数据也往往有很多异常或差错的数据。
发明内容
本发明的目的是提供一种天然气供应数据处理方法。
本发明的技术方案是，一种天然气供应数据处理方法，该数据包括压力和流量数据，通过PLC/RTU系统从现场仪表采集，站控系统上位机HMI和/或SCADA系统通过与PLC/RTU通讯后进行显示，并储存在各自数据库中，在数据处理服务器中对所述数据进行筛查、分析与计算，具体步骤包括原始数据的获取、甄别并剔除数据库中无效数据、判断并剔除出基本的异常数据，
所述的原始数据的获取，包括；
数据处理服务器从上位机HMI和/或SCADA系统中获取其保存的历年原始数据；
数据处理服务器通过导入组件，将包括TXT、EXCEL、Acess、My SQL、SQL和Orcale格式的SCADA数据库数据导入系统平台之中；
所述的甄别并剔除数据库中无效数据，包括；
上位机和/或SCADA系统中对存储的无效数据进行标示，通过该标示将该部分无效数据剔除；
所述的判断并剔除出基本的异常数据，包括：
1)根据燃气场站运行工艺参数进行甄别，剔除明显与工艺运行参数不符的数据；
1.针对压力数据，通过与工艺场站设计的最大压力进行比较，如果系统得到的压力数据大于该最大压力，则认为该段时间内数据异常，进行剔除；
2.针对流量数据，通过与工艺场站设计的最大流量进行比较，如果系统得到的流量数据大于该最大流量，则认为该段时间内数据异常，进行剔除；
3.通过压力、流量数据比较的自定义公式，根据工艺运行情况，自行进行设定和剔除；
2)对明显的数据波动进行判断，对不符合天然气工艺运行的数据进行筛选，由人工进行判断是否剔除；
1.针对压力数据，进行压力变化率的计算，计算公式如下：
v = P 1 - P 2 t
其中，v为压力变化速率，P1为t时间前的压力值，P2为t时间后的压力值；
2.针对流量数据，进行流量变化率的计算，计算公式与原理与压力变化率一致；
3)在压力/流量不变化情况，判断数据库采集是否正常，如不正常，应筛选出相应时间段数据，并以燃气场站工艺参数中温度为参考，剔除无用的压力/流量数据；
1.判断压力与流量保持不变的情况，若在一设定时间段内不变化，则判断数据采集可能异常，对该时间段数据进行筛选；
2.以该段时间内场站工艺参数中的温度做参考，如果温度有变化，则认为数据采集正常，压力/流量数据正常，如果温度无变化，则认为数据采集异常，直接剔除该段时间内的压力/流量值；
4)以燃气场站工艺参数中的通信中断信号为参考，剔除通信中断信号后与正常前的压力/流量数据。
RTU是REMOTE TERMINAL UNIT的简称，即远方数据终端，用于监视、控制与数据采集的应用。具有遥测、遥信、遥调、遥控功能。
HMI是Human Machine Interface的缩写，“人机接口”，也叫人机界面。人机界面(又称用户界面或使用者界面)是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。
PLC是指可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
本发明针对天然气行业关注的压力和流量这两种类型数据，有可能在采集、传输、存储过程中出现异常数据的情况，通过一定的方法对其历史数据进行筛查、分析、计算，得出较为真实准确的数据。通过上述的处理后得出较为真实、准确的压力、流量历史数据，可正确反映现场工艺设备的运行状况；为后续的调压调流系统的仿形曲线提供强大的数据基础。最终能够提供给客户指导其进行生产优化的仿形曲线；该仿形曲线可指导天然气调压调流系统按照该曲线进行调节，为燃气供应商提供一种安全的、先进的、高效的自动调峰技术，有效协调天然气公司上、下游管网的供需状况，实现有计划、有预判、经济优化的天然气供应保障。
附图说明
图1是本发明的数据处理系统构成框图。
具体实施方式
在燃气行业，压力、流量的数据主要是通过PLC/RTU系统从现场仪表采集，站控系统上位机(HMI)或SCADA系统通过与PLC/RTU通讯后进行显示，并储存在各自数据库中。由于上位机(HMI)和SCADA系统数据存储采用实时存储，一旦有异常情况，存储在数据库中的数据就会存在一定的差错，因此当需要调用数据库中的历史数据进行研究和使用时，如果不将差错的数据进行处理，研究和使用效果将大大折扣；
一般来讲，数据库中数据存在差错的原因有如下几点：
1.压力、流量仪表出现故障，传递错误信号；
2.PLC/RTU控制器出现故障，传递错误信号；
3.压力与流量数据传输的链路出现故障，数据未存储或储存保持不变；
4.上位机(HMI)系统或是SCADA系统故障，数据无法存入数据库中。
针对这些差错，通过数据处理服务器对数据库的历史数据进行筛查、分析和计算，从而得到较为准确可靠的数据。数据源流向指示图见附图1。
为保证数据的准确性，需要在数据处理服务器中采用一定的算法对压力、流量数据进行筛查、分析与计算：
1.原始数据的获取；
数据处理服务器需要从上位机(HMI)、SCADA系统中获取其保存的历年原始数据。该数据处理服务器通过其导入组件，将不同类型的SCADA数据库数据导入系统平台之中，目前支持TXT、EXCEL、Acess、My SQL、SQL、Orcale等多种格式，基本覆盖了各种类型的燃气SCADA系统的数据库。
2.甄别并剔除数据库中无效数据；
部分上位机和SCADA系统中对存储的无效数据有标示(例如：西门子SCADA软件WINCC在无效数据后面有“i.”标示)，因此通过该标示可将该部分无效数据剔除；
3.判断并剔除出基本的异常数据：
1)根据燃气场站运行工艺参数进行甄别，剔除明显与工艺运行参数不符的数据；
a.针对压力数据，通过与工艺场站设计的最大压力进行比较，如果系统得到的压力数据大于该最大压力，则认为该段时间内数据异常，进行剔除；
b.针对流量数据，通过与工艺场站设计的最大流量进行比较，如果系统得到的流量数据大于该最大流量，则认为该段时间内数据异常，进行剔除；
c.通过压力、流量数据比较的自定义公式，根据工艺运行情况，自行进行设定和剔除。
2)对明显的数据波动进行判断，对不符合天然气工艺运行的数据进行筛选，由人工进行判断是否剔除；
a.针对压力数据，进行压力变化率的计算，计算公式如下：
v = P 1 - P 2 t
其中，v为压力变化速率，P1为的t时间前的压力值，P2为t时间后的压力值。
一般来讲，t时间设为1分钟较为合理；如果压力变化率V大于工艺设定值，则认为该段时间数据异常，需筛选出来，由人工判断是否剔除；
b.针对流量数据，进行流量变化率的计算，计算公式与原理与压力变化率一致。
3)在压力/流量不变化情况，判断数据库采集是否正常，如不正常，应筛选出相应时间段数据，并以燃气场站工艺参数---温度为参考，剔除无用的压力/流量数据；
a.判断压力与流量保持不变的情况，一般定义为1小时内(可设定)不变化，则判断数据采集可能异常，对该时间段数据进行筛选；
b.以该段时间内场站另一工艺参数---温度(温度应该是一直变化)做参考，如果温度有变化，则认为数据采集正常，压力/流量数据正常；如果温度无变化，则认为数据采集异常，直接剔除该段时间内的压力/流量值；
4)以燃气场站工艺参数-----通信中断信号为参考，应剔除通信中断信号后与正常前的压力/流量数据；
通过以上手段，保证经数据处理服务器处理过的压力、流量数据基本正确，为后继仿形曲线提供基础。

Claims (1)

1.一种天然气供应数据处理方法，该数据包括压力和流量数据，通过PLC/RTU系统从现场仪表采集，站控系统上位机HMI和/或SCADA系统通过与PLC/RTU通讯后进行显示，并储存在各自数据库中，其特征在于，在数据处理服务器中对所述数据进行筛查、分析与计算，具体步骤包括原始数据的获取、甄别并剔除数据库中无效数据、判断并剔除出基本的异常数据，
所述的原始数据的获取，包括；
数据处理服务器从上位机HMI和/或SCADA系统中获取其保存的历年原始数据；
数据处理服务器通过导入组件，将包括TXT、EXCEL、Acess、My SQL、SQL和Orcale格式的SCADA数据库数据导入系统平台之中；
所述的甄别并剔除数据库中无效数据，包括；
上位机和/或SCADA系统中对存储的无效数据进行标示，通过该标示将该部分无效数据剔除；
所述的判断并剔除出基本的异常数据，包括：
1)根据燃气场站运行工艺参数进行甄别，剔除明显与工艺运行参数不符的数据；
针对压力数据，通过与工艺场站设计的最大压力进行比较，如果系统得到的压力数据大于该最大压力，则认为该段时间内数据异常，进行剔除；
针对流量数据，通过与工艺场站设计的最大流量进行比较，如果系统得到的流量数据大于该最大流量，则认为该段时间内数据异常，进行剔除；
通过压力、流量数据比较的自定义公式，根据工艺运行情况，自行进行设定和剔除；
2)对明显的数据波动进行判断，对不符合天然气工艺运行的数据进行筛选，由人工进行判断是否剔除；
针对压力数据，进行压力变化率的计算，计算公式如下：
v = P 1 - P 2 t
其中，v为压力变化速率，P1为t时间前的压力值，P2为t时间后的压力值；
针对流量数据，进行流量变化率的计算，计算公式与原理与压力变化率一致；
3)在压力/流量不变化情况，判断数据库采集是否正常，如不正常，应筛选出相应时间段数据，并以燃气场站工艺参数中温度为参考，剔除无用的压力/流量数据；
判断压力与流量保持不变的情况，若在一设定时间段内不变化，则判断数据采集可能异常，对该时间段数据进行筛选；
以该段时间内场站工艺参数中的温度做参考，如果温度有变化，则认为数据采集正常，压力/流量数据正常，如果温度无变化，则认为数据采集异常，直接剔除该段时间内的压力/流量值；
4)以燃气场站工艺参数中的通信中断信号为参考，剔除通信中断信号后与正常前的压力/流量数据。
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