油田生产节能监控系统及其信息化管理的设计与开发
张勇波，赵国海，杨华，戴永寿
（石油大学 信息与控制工程学院，山东 东营 257061）
摘要：本文给出了应用JSP技术实现油田节能监控系统的具体方法及其主要技术，并采用了模块化设计方法。实践表明，该系统提高了节能部门的自动化程度。 关键词：监控系统；模块化设计；JSP
Design and Development of Energy Saving System and Management of Information of Oil Field
ZHANG Yong-bo，ZHAO Guo-hai，YANG Hua，DAI Yong-shou,
( College of Information and Control Engineering，University of Petroleum，Dongying 257061，China )
Abstract：The paper introduces the specific methods and main technologies of an energy saving and monitoring system of oil field using JSP and the system adopts modularized design methods. It is proved that the degree of automation of energy saving department has been improved. Key words：Monitoring System；Modularized Design；Java Server Pages
1 引言
国内石油企业既是产能大户，同时又是耗能大户，管理层非常重视胜利油田企业的节能管理工作，把降低能耗，提高企业经济效益放在了重要位置。但节能管理部门原来的日常工作均是以手工为主，这样一来效率得不到提高，如果充分利用油田的现有计算机设备及网络环境，实现节能管理的动态、实时监测，可以有效控制能耗指标、降低成本和增加效益，大大提高企业的自动化程度。
2 系统设计与实现 2.1 系统的体系结构
要实现节能管理的自动化，必须实时掌握所有的节能点的节能情况，并将所有节能点连入监控网络。但原来节能系统中的管理层网与控制网相互，监控系统的信息局限于监控网络中，监控与管理两个系统之间通信不畅，无法对节能情况及时采取措施。对此我们采用JSP技术来组建分布式监控系统，系统体系结构如图1所示。
节能管理部门领导部门
管理层
网络交换机
数据采集 数据库 Web DCS、PLC
服务器 服务器 等系统 服务器
现场数据 图1 系统体系结构图
系统采用快速以太网络将生产现场的各类实时数据、画面和曲线等信息，连接入网络服务器中并实时发布。系统最底层为数据采集系统，从现场仪表、变送器及其它现场设备中采集数据并且执行控制命令，使用组态王软件实现。组态王可以连接众多的现场设备，可以实时采集现场数据和控制现场设备，我们采用它的SQL访问功能实现和其他ODBC数据库之间的数据传输，将数据保存至数据采集服务器中。第二层为实时信息处理系统，现场采集的数据及 DCS、PLC等其它监控系统的数据写入挂接在这一层的WEB服务器、数据库服务器，对数据进行统计、分析等处理，将实时数据、历史数据等以WEB的形式实时发布。
2.2 系统信息化管理模块设计
节能监控系统信息化管理部分包括用户管理模块、节能计划管理、信息管理、能耗计量、节能监测、节能项目管理等管理模块。其系统模块图如图2所示。
企业节能管理信息系统
节能计划管理 信息管理模块 耗用 能户设管项节文通制
备理目能档知度 管模管监管管管理块 理 测理理理
图2 信息化管理模块图
(1) 用户管理模块的主要功能是对系统用户信息及应用授权进行管理。该系统的用户管理模块按照应用模块的设计思想来设计，提供应用授权及管理的灵活性。在用户管理模块中用户被分为三类：软件管理用户、超级用户和定制用户。 (2) 节能计划管理模块分项目管理和节能监测两大子模块，实现各下层单位编制上报年度节能计划，上级审查批复列入计划的网络化办公。针对每条上传的计划，有可行性报告或项目申请书管理；针对每条下达的计划、有项目批复文件管理，包括能源消耗定额、监督、节能教育、培训等计划管理。实现油田企业重要节能指标的月度统计管理，建立一个将耗能与节能信息迅速、准确、全面系统地进行统计、研究、对比、分析的系统；为节能“四新”技术的大力实施提供科学依据；对各能源实物量的消耗与节约情况进行分类汇总。 (3) 信息管理模块分文档管理、通知管理和制度管理，主要实现工作总结和节能管理制度传 达，节能管理的建议、会议、通知、文档的网络传输与管理。
(4) 耗能设备管理模块主要为了实现及时掌握高耗能设备的应用情况及使用效率，并借助计算机统计、汇总、分析对比手段，及时发现问题，制定出改进措施并监督整改。 2.3 主要技术问题及解决方法 2.3.1 数据库的实时连接 为了提高代码的重用性，我们采用了JavaBean技术，通过在JSP中调用JavaBean实现数据库的连接。首先将用Java编写的数据库连接和执行数据库基本操作的程序进行编译，将编译后生成的*.class文件存放到系统的ClassPath下的相关目录下，或放于Tomcat的类存放路径下，这样通过JSP程序就可以调用这个JavaBean来实现对数据库的操作。其实现代码如下：
package dbconn; //JavaBean包 import java.sql.*;
public class dblinkBean { public dblinkBean(){} //构造函数
public void Setconnstr (String s){str_jdbcstr = s;} //设置数据库连接字符串 public void Setpasswd (String s){str_passwd = s;} //设置数据库登录密码 public void Setuserid (String s){str_userid = s;} //设置数据库登录用户名 public void dblink () //进行数据库连接 {try {Class.forName (\"oracle.jdbc.driver.OracleDriver\"); conn = DriverManager.getConnection (str_jdbcstr, str_userid, str_passwd); stmt= conn.createStatement ();}
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catch (Exception exception) {}} //执行数据库查询操作
public ResultSet executeQuery (String s){…} //执行数据库更新、插入及删除操作 public void executeUpdate (String s){…} public void closedb() //关闭数据库连接 {try {stmt.close (); conn.close ();} catch (Exception exception) {}}} 下面是在JSP文件中使用该JavaBean的代码：
//调用JavaBean,实现与数据库的连接，查询，更新等操作
<%
db.Setconnstr (\"jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl\"); db.Setuserid (\"user\");
db.Setpasswd (\"password\"); db.dblink (); %>
2.3.2汉字编码处理
Java采用Unicode码编码方式，中英文字符均采用16bit存储，而我们使用的Oracle数据库及文件都是基于 GB2312 编码的。因此当存取数据库及读写页面文件时，如果遇到中文需要对其进行编码转换，否则将会出现乱码问题。以下是我们处理该问题时用到的代码： //将\"ISO-8859-1\"编码向\"gb2312\"编码转换 public String parse_isotogb (String s){ if (s == null){return new String (\"\");}
try {byte abyte [] = s.getBytes (\"ISO-8859-1\");
s = new String (abyte, \"gb2312\");}
catch (Exception exception){out.print (exception.getMessage ())} return s;} //将\"gb2312\"编码向\"ISO-8859-1\"编码转换 public String parse_gbtoiso (String s){ if (s == null){return new String (\"\");}
try {byte abyte [] = s.getBytes (\"gb2312\"); s = new String (abyte, \"ISO-8859-1\");}
catch (Exception exception){out.print (exception.getMessage ())} return s;} 2.3.3大文本数据的存储问题 在该系统中遇到了大文本数据的存储问题，在Oracle数据库中VARCHAR2类型最多仅能存储4000个字符，因此我们选择了最多可以存储2GB的LONG型。以下是我们用到的代码：
<% Connection conn; //数据库连接对象 PreparedStatement ps=null; Reader str_reader;
Class.forName (\"oracle.jdbc.driver.OracleDriver\"); String url=\"jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl\";
conn=DriverManager.getConnection (url, \"user\//建立数据库连接 strUpdate=\"insert into table1 (id, nr) values ('1',?)\"; //构造SQL语句 ps =conn.prepareStatement (strUpdate);
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str_reader=new StringReader (str); //str为大文本数据 ps.setCharacterStream (1,str_reader, (int) str.length ()); ps.execute (); //执行SQL语句 %>
3 结束语
从实际应用情况看，该系统的建设加快了油田企业信息化建设，有利于加强节能管理工作，有利于推广好的做法和先进的管理经验，使油田的节能管理工作进一步走上制度化、规范化、信息科学化的轨道。
参考文献
［1］ 邵钟武，等. 数据采集系统. 石油大学出版社. 1994.1
［2］ 谢涛，等. 控制信息系统CIS的研究开发及应用. 工业控制计算机，2000，（4） ［3］ David，M Kroenke. 数据库处理（第七版）[M]. 北京：电子工业出版社，2001
［4］ 夏雨佳，陈坚，等. JDBC和ODBC在网络数据库开发中的应用研究[J]. 计算机工程
与应用，2000，（10）
［5］ 周星，等. JSP、JDBC与Web数据库[J]. 计算机应用，2001，21（8）：84－86
作者简介：张勇波（1977－），男，汉族，山东滨州人，石油大学（华东）信息与控制学院硕士研究生，主要研究方向：计算机测控。 第一作者
张勇波
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257061 山东省东营市0546-8395695zhangyb@hdpu.edu.cn 油田生产节能监控系统及其信息化管理的设计与开发
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