CN111176220A - 油库数据可视化管理系统 - Google Patents

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刘全桢
陆燕
张健中
丁莉丽
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Sinopec Qingdao Safety Engineering Institute
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Abstract

本发明实施例提供一种油库数据可视化管理系统，该系统包括：采集层，用于实时采集油库运行数据信息；数据层，用于将所述采集层采集的油库运行数据信息匹配至预存的油库三维模型中相应设备位置，并将整合的数据可视化油库三维模型发送至监控端；以及应用层，设置在所述监控端，用于接收并显示所述数据层发送的所述数据可视化油库三维模型。通过采集层实时采集油库的运行数据信息。通过数据层将采集层采集的油库运行数据信息匹配至预存的油库三维模型中相应设备位置，再通过应用层显示数据层提供的整合的数据可视化油库三维模型。即可以实现全方位的、直观的、立体数据化展示油库的设备。

Description

油库数据可视化管理系统
技术领域
本发明涉及数据可视化管理，具体地涉及一种油库数据可视化管理系统。
背景技术
随着经济持续发展，市场对成品油需求量不断扩大，油库作为油品销售存储的中间环节，对其日常生产安全和信息管理提出更高的要求，传统油库自动化控制已经不能满足日常生产需要，因此近年来国内致力于提升油库的运营效率、安全系数和管理水平的自动化智能化技术在油库迅速发展。目前油库自动化系统的上位系统主要还是以二维模式展示，不能实现设备可视化、立体报警定位等要求，另外地下隐蔽的设备管线无法进行直观的统计和展示，对后期油库的施工、改造、检维修以及事故应急排查带来一定的影响。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种油库数据可视化管理系统，该系统通过将油库的运行数据信息匹配至预存的油库三维模型中的相应设备位置，提供数据可视化的油库三维模型。可以实现通过更加直观的方式展现油库各设备的运行状态。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种油库数据可视化管理系统，该系统包括：
采集层，用于实时采集油库运行数据信息；
数据层，用于将所述采集层采集的油库运行数据信息匹配至预存的油库三维模型中相应设备位置，并将整合的数据可视化油库三维模型发送至监控端；以及
应用层，设置在所述监控端，用于接收并显示所述数据层发送的所述数据可视化油库三维模型。
可选的，所述采集层包括以下一者或多者：
压力采集模块，用于采集油库现场一次仪表的压力信号；
温度采集模块，用于采集油库现场一次仪表的温度信号；
流量采集模块，用于采集油库现场一次仪表的流量信号；以及
液位采集模块，用于采集油库现场一次仪表的液位信号。
可选的，所述数据层包括：通讯数据整合模块，该通讯数据整合模块执行以下操作：
通过采集层数据提取子系统，实时获取采集层实时采集的油库运行数据信息以提供实时数据；以及
通过后台管理子系统，提取油库中设备、管线的数据信息以及实时监控视频信息以提供后台数据；
整合所述实时数据和所述后台数据，并将整合的数据信息发送至该数据层中的功能模块组；
其中，所述采集层数据提取子系统通过硬件PLC数据接口与所述采集层连接；
所述设备、管线的属性信息包括：设备及管线的属性、文档及图片。
可选的，所述数据层还包括：
三维引擎模块，用于控制操作所述预存的油库三维模型。
可选的，所述功能模块组包括：
三维可视化模块，用于执行以下操作中一者或多者：
将所述采集层采集的油库运行数据信息构成的实时数据匹配至预存的油库三维模型中相应设备位置，并建立三维可视化实时数据发送至所述应用层；
将所述后台管理子系统提取的所述油库中设备、管线的属性信息以及监控视频信息构成的后台数据匹配至预存的油库三维模型中相应设备位置，并建立三维可视化后台数据发送至所述应用层；
接收用户发送的实时数据查询指令，根据该实时数据查询指令将相应数据发送至所述应用层。
可选的，所述功能模块组还包括：
报警响应模块，用于执行以下操作中的一者或多者：
实时监测所述通讯数据整合模块提供的所述实时数据和/或所述后台数据，并进行数据异常报警；
触发数据异常报警后进行数据异常位置定位，并进行报警信息推送；以及
确定数据异常位置后，发送切换至数据异常位置监控画面的指令至所述应用层。
可选的，所述功能模块组还包括：
工艺流程模块，用于执行以下操作中的一者或多者：
建立油库总工艺流程、罐区流程和/或装车区流程的工艺过程以及相关参数的三维可视化数据并发送至所述应用层；和/或
建立所述油库中管道物质流动状态的三维可视化数据并发送至应用层。
可选的，所述功能模块组还包括：
设备管理模块，用于执行以下操作中的一者或多者：
以三维方式定位油库中设备和管线的空间位置；
接收用户发送的后台数据查询指令，根据该后台数据查询指令将相应数据发送至所述应用层。
可选的，该系统还包括：
二三维联动显示模块，两端分别连接所述数据层和所述应用层，用于对所述数据层提供相应数据进行相应二三维联动后发送至所述应用层进行显示。
可选的，所述应用层包括：PC及监控大屏，其中，所述PC用于根据用户指令控制所述监控大屏显示用户所需数据。
通过上述技术方案，可以将整个系统分为采集层、数据层和应用层三个部分。其中，通过采集层实时采集油库的运行数据信息。通过数据层将采集层采集的油库运行数据信息匹配至预存的油库三维模型中相应设备位置，再通过应用层显示数据层提供的整合的数据可视化油库三维模型。即可以实现全方位的、直观的、立体数据化展示油库的设备。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明实施例提供的一种油库数据可视化管理系统基本结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种油库数据可视化管理系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
在本发明实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”、“内、外”、“远、近”是指参考附图的方向，因此，使用方向用语是用来说明并非来限制本发明。
图1示出了本发明实施例提供的一种油库数据可视化管理系统基本结构示意图，如图1所示，该系统可以包括采集层、数据层和应用层；具体地，该采集层实时采集油库运行数据信息。该数据层与采集层通过接口连接，用于将采集层采集的油库运行数据信息匹配至预存在数据层内的油库三维模型中相应设备位置，并将整合的数据可视化油库三维模型发送至监控端。例如，油库中包含多个设备，该采集层实时采集多个设备的运行数据信息。数据层获取到采集层采集的多个设备的运行数据信息后，将相应运行数据信息匹配至油库三维模型(即多个设备组成的三维模型)中相应设备位置。以此，提供数据可视化的油库三维模型。设置在监控端的应用层将数据产能发送的数据可视化油库三维模型展示给监控人员，方便监控人员直观有效地查看油库运行状态。
图2示出了本发明实施例提供的一种油库数据可视化管理系统结构示意图，如图2所示，采集层可以包括压力采集模块、温度采集模块、流量采集模块及液位采集模块，分别用于采集油库现场一次仪表的压力、温度、流量及液位生产数据信号并送入后台控制端。数据层是整个系统的核心，主要作用是将原有的二维信息转化、整合形成三维可视化信息。具体地，该数据层可以包括通讯数据整合模块，该通讯数据整合模块可以提供两种方式的数据通讯方式：
第一，可以通过PLC数据接口连接的上位系统(比如SCADA系统)读取采集层中多个采集模块采集的实时数据；即通过采集层数据提取子系统，实时获取采集层实时采集的油库运行数据信息以提供实时数据。
第二，利用油库原有的后台管理系统(比如ERP系统等)提取设备、管线的属性信息和监控视频的实时数据通信；即通过后台管理子系统，提取油库中设备、管线的数据信息以及实时监控视频信息以提供后台数据。其中，设备、管线的属性信息包括：设备及管线的属性、文档及图片。
该通讯数据整合模块将采集层数据提取子系统和后台管理子系统提供的实时数据和后台数据进行整合，并将整合的数据信息发送至数据层中的功能模块组，即将整合的数据信息分别发送至三维可视化模块、报警响应模块、工艺流程模块以及设备管理模块。
数据层的功能模块组中可以包括：三维引擎模块，用于控制操作所述预存的油库三维模型。其中，该三维模型为预存至数据层中。且该三维模型可以利用MAX和Maya的第三方软件进行构建与真实世界已知的油库三维模型，呈现油库1:1仿真环境，可以实现地上库区和底下管线全方位的立体展示。然后经过转化封装的油库三维模型导入该系统中的数据层中并通过三维引擎模块进行控制操作。
该三维可视化模块可以实现油库运行状态数据和实时监控数据的三维可视化，并在三维场景中将油库实时数据与设备进行位置匹配，以三维可视化的方式展示SCADA系统读取提供的实时数据及ERP系统提供的后台数据。例如，SCADA系统读取并提供了有库罐区的监测数据信息，三维可视化模块将SCAD系统读取并提供的罐区监测数据信息匹配至罐区相应位置，以三维可视化的方式进行展示数据可视化的油库三维模型中的罐区三维模型。其中，该展示方式可以通过将三维可视化模块提供的数据可视化油库三维模型发送至应用层，并通过应用层进行显示。
在完成数据可视化油库三维模型的匹配整合后，该三维可视化模块，还可以接收用户发送的实时数据查询指令，根据该实时数据查询指令将相应数据发送至所述应用层。例如，用户发送油库罐区中油罐A-D的液位信息和压力信息，锁定数据可视化油库三维模型中罐区中油罐A-D的位置，三维引擎模块可以将视角转换至油库罐区并锁定油罐A-D的位置，进行视角拉近操作，在应用层上只显示油罐A-D的数据可视化三维模型，并通过亮色显示油罐A-D的液位信息和压力信息或通过方框标记的方式标记油罐A-D的液位信息和压力信息。以便用户可以直观地查看所需数据。
数据层的功能模块组中还可以包括：报警响应模块，用于执行以下操作中的一者或多者：实时监测所述通讯数据整合模块提供的所述实时数据和/或所述后台数据，并进行数据异常报警；触发数据异常报警后进行数据异常位置定位，并进行报警信息推送；以及确定数据异常位置后，发送切换至数据异常位置监控画面的指令至所述应用层。具体地，该报警响应模块在接收到数据通讯整合模块发送的实时数据和/或后台数据后，将实时数据和/或后台数据与相应阈值进行比较实时检测实时数据和/或后台数据中是否存在异常数据，并在检测到异常数据后发送异常报警。还可以在触发数据异常报警后进行数据异常位置定位，并进行报警信息推送。例如，在报警响应模块检测到油库罐区油罐A出现超压异常，进行油罐A超压异常报警，并将该油罐的位置信息以及超压异常报警信息进行整合，整合后进行报警信息推送。将该报警推送信息发送至应用层，应用层显示报警推送信息并进行系统桌面报警。监控人员在在应用层查看到该报警推送信息后，可以根据在点击查看该报警推送信息后直接在应用产能显示数据异常位置在数据可视化油库三维模型中的位置，进一步地，三维引擎模块控制查看视角至数据异常位置，方便监控人员直接观看。不仅如此，还可以通过将画面切换至监控画面直接观看数据异常位置的实时监控画面。
数据层的功能模块组中还可以包括：用于执行以下操作中的一者或多者：建立油库总工艺流程、罐区流程和/或装车区流程的工艺过程以及相关参数的三维可视化数据并发送至所述应用层；和/或建立所述油库中管道物质流动状态的三维可视化数据并发送至应用层。具体地，在未建立数据可视化油库管理系统前，油库的工艺流程需要大量工作人员赶至现场进行流程把控指挥，工作人员劳动强度大。为减少工作人员劳动强度，同时实现油库现场工艺流程的统一监测管理，可已将立油库总工艺流程、罐区流程和/或装车区流程的工艺过程以及相关参数的三维可视化数据并发送至应用层，并通过应用层，还可以通过采集油库管道物质流动的数据，将油库管道物质流动的数据匹配至相应工艺流程的相应设备位置，建立工艺流程的三维可视化模型发送至应用层。以三维方式对工艺流程操作过程中相应管道中物质流动过程进行展示和模拟，可实时查看油库即时状态下邮箱管线的介质流动方向。
数据层的功能模块组中还可以包括：设备管理模块，用于执行以下操作中的一者或多者：以三维方式定位油库中设备和管线的空间位置；接收用户发送的后台数据查询指令，根据该后台数据查询指令将相应数据发送至所述应用层。具体地，该设备管理模块在接收到用户发送的后台数据查询指令后，根据该数据查询指令查询的相应设备和/或管线以三维方式定位油库中设备和/或管线的空间位置，以查询浏览油库主要设备和/或管线的属性、文档、图片等数据信息。同样的，三维引擎模块根据该数据查询指令控制数据可视化油库三维模型的查看视角供用户直观地查看所需画面。
该设备管理模块还可以接收用户在应用层输入的关键字，根据该关键字控制三维引擎模块将三维场景自动跳转至所选设备或管线，并显示设备或管线的详细信息，实现对设备属性信息的统计，还可以针对统计结果建立不同类型的图表进行展示。此前，可以通过设备管理模块将设备及管线进行分类，方便通过类别检索。实现设备及管线分模块、分类、分专题的显示与查询。
该应用层可以包括PC及监控大屏，该PC用于接收用户的控制指令，并将该控制指令发送至功能模块组中相应模块。该监控大屏可以在PC发送的用户指令至功能模块组后，接收功能模块组的反馈信息并进行显示。该系统还可以包括二三维联动显示模块，两端分别连接所述数据层和所述应用层，用于对所述数据层提供相应数据进行相应二三维联动后发送至所述应用层进行显示。在用户需要查看二维图像时，用户可以通过PC发送相应指令，二三维联动显示模块根据该指令进行相应联动操作并将数据发送至监控大屏进行显示。
整套管理系统可以与油库自动化系统无缝衔接，通过与原有系统的接口对接实现原有数据的三维可视化管理。实时数据主要通过接口直接从PLC后台模块从读取，避免了数据的二次处理。实时数据进入通讯整合模块前首先通过数据监控程序隔离，一旦发现三维可视化渲染模块报错或崩溃，自动结束三维进程并重启程序，实现稳定性实时监控，保障三维可视化模块的稳定运行。同时，三维可视化模块的关闭与重启对二维SCADA系统的正常运行不造成任何影响。实时数据通过数据通讯整合模块可分别进入三维可视化模块、报警响应模块、工艺流程模块以及设备管理模块，最终在上位机和监控大屏上实现实时数据三维可视化展示和查询、异常报警三维定位、工艺流程三维可视化展示以及设备管理数据查询等功能。另外三维引擎模块通过搭建的场景模型和制作的培训课件，可以实现三维场景操作控制。
该系统还可实现设备的检维修培训，另外为虚拟事故应急演练奠定了基础。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种油库数据可视化管理系统，其特征在于，该系统包括：
采集层，用于实时采集油库运行数据信息；
数据层，用于将所述采集层采集的油库运行数据信息匹配至预存的油库三维模型中相应设备位置，并将整合的数据可视化油库三维模型发送至监控端；以及
应用层，设置在所述监控端，用于接收并显示所述数据层发送的所述数据可视化油库三维模型。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集层包括以下一者或多者：
压力采集模块，用于采集油库现场一次仪表的压力信号；
温度采集模块，用于采集油库现场一次仪表的温度信号；
流量采集模块，用于采集油库现场一次仪表的流量信号；以及
液位采集模块，用于采集油库现场一次仪表的液位信号。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据层包括：通讯数据整合模块，该通讯数据整合模块执行以下操作：
通过采集层数据提取子系统，实时获取采集层实时采集的油库运行数据信息以提供实时数据；以及
通过后台管理子系统，提取油库中设备、管线的数据信息以及实时监控视频信息以提供后台数据；
整合所述实时数据和所述后台数据，并将整合的数据信息发送至该数据层中的功能模块组；
其中，所述采集层数据提取子系统通过硬件PLC数据接口与所述采集层连接；
所述设备、管线的属性信息包括：设备及管线的属性、文档及图片。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据层还包括：
三维引擎模块，用于控制操作所述预存的油库三维模型。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述功能模块组包括：
三维可视化模块，用于执行以下操作中一者或多者：
将所述采集层采集的油库运行数据信息构成的实时数据匹配至预存的油库三维模型中相应设备位置，并建立三维可视化实时数据发送至所述应用层；
将所述后台管理子系统提取的所述油库中设备、管线的属性信息以及监控视频信息构成的后台数据匹配至预存的油库三维模型中相应设备位置，并建立三维可视化后台数据发送至所述应用层；
接收用户发送的实时数据查询指令，根据该实时数据查询指令将相应数据发送至所述应用层。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述功能模块组还包括：
报警响应模块，用于执行以下操作中的一者或多者：
实时监测所述通讯数据整合模块提供的所述实时数据和/或所述后台数据，并进行数据异常报警；
触发数据异常报警后进行数据异常位置定位，并进行报警信息推送；以及
确定数据异常位置后，发送切换至数据异常位置监控画面的指令至所述应用层。
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述功能模块组还包括：
工艺流程模块，用于执行以下操作中的一者或多者：
建立油库总工艺流程、罐区流程和/或装车区流程的工艺过程以及相关参数的三维可视化数据并发送至所述应用层；和/或
建立所述油库中管道物质流动状态的三维可视化数据并发送至应用层。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述功能模块组还包括：
设备管理模块，用于执行以下操作中的一者或多者：
以三维方式定位油库中设备和管线的空间位置；
接收用户发送的后台数据查询指令，根据该后台数据查询指令将相应数据发送至所述应用层。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括：
二三维联动显示模块，两端分别连接所述数据层和所述应用层，用于对所述数据层提供相应数据进行相应二三维联动后发送至所述应用层进行显示。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述应用层包括：PC及监控大屏，其中，所述PC用于根据用户指令控制所述监控大屏显示用户所需数据。
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CN117829884A (zh) * 2024-03-04 2024-04-05 山东港源管道物流有限公司 一种智慧油库建设运营管理系统
CN117829884B (zh) * 2024-03-04 2024-05-14 山东港源管道物流有限公司 一种智慧油库建设运营管理系统

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