氣田信息化建設(shè)中工業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)功能特點(diǎn)及應(yīng)用

摘 要：工業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)氣田開采行業(yè)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、井場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸以及井場(chǎng)工作動(dòng)態(tài)的掌握起到了重要作用；在節(jié)約開采成本，提高管理水平和降低開采風(fēng)險(xiǎn)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。文章主要介紹了基于監(jiān)控組態(tài)軟件和SQL數(shù)據(jù)庫的作業(yè)區(qū)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過軟件組態(tài)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)作業(yè)區(qū)下屬井場(chǎng)、單井的實(shí)時(shí)過程監(jiān)控和顯示。

關(guān)鍵詞：信息化；數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)；實(shí)時(shí)監(jiān)控；監(jiān)控組態(tài)軟件；井站

作為我國(guó)重要能源來源之一的天然氣行業(yè)，地理位置和地理環(huán)境都比較復(fù)雜，天然氣井場(chǎng)也相應(yīng)分布范圍比較廣，位置比較差。目前大多數(shù)井站采用人工每日定時(shí)檢查設(shè)備運(yùn)行情況和采集數(shù)據(jù)的工作方式。由于單位作業(yè)區(qū)管轄范圍內(nèi)井場(chǎng)氣田的井站數(shù)量多且分布范圍很廣，多達(dá)幾十至上百平方公里，這種工作方式使得作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，設(shè)備監(jiān)控和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性差。導(dǎo)致管理層難以正確及時(shí)了解到現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)運(yùn)行情況，并根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)制定靈活有效的處理方案。所以，為了既滿足氣田現(xiàn)代化管理的需要，使決策者及時(shí)了解生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況，同時(shí)又滿足工作人員對(duì)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，氣田的自動(dòng)化、信息化建設(shè)尤為重要。

1 信息化建設(shè)項(xiàng)目介紹

氣田信息化建設(shè)通常是從站控系統(tǒng)、區(qū)域控制中心、地區(qū)調(diào)度管理中心、總調(diào)度指揮中心逐步進(jìn)行，在監(jiān)控層，數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)作為新的人機(jī)交互界面，最終將需要的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和監(jiān)控過程實(shí)時(shí)顯示出來，以供工作人員使用。旨在對(duì)作業(yè)區(qū)及所轄單井站、中心站以及集配氣站進(jìn)行信息化建設(shè)和改造，以提高作業(yè)區(qū)信息化水平和管理水平。實(shí)現(xiàn)單井站、集配氣站、作業(yè)區(qū)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和傳輸，視頻和圖片的實(shí)時(shí)監(jiān)控和傳輸，以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)和視頻圖片的斷線續(xù)傳功能，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控層生產(chǎn)數(shù)據(jù)和視頻圖片在同一監(jiān)控系統(tǒng)的融合，為上級(jí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和視頻圖片傳輸預(yù)留了通訊接口。通訊網(wǎng)絡(luò)采用自建光纖和ADSL網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)和辦公網(wǎng)絡(luò)的物理隔離，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?/p>

2 數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)介紹

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

作業(yè)區(qū)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)作為氣田整個(gè)工程的監(jiān)控核心，為各個(gè)站場(chǎng)自動(dòng)化專業(yè)化程度較高的控制系統(tǒng)提供了一整套解決方案。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)各部分軟、硬件結(jié)構(gòu)時(shí)，主要遵循了以下幾項(xiàng)設(shè)計(jì)原則：（1）安全、可靠、穩(wěn)定性原則：自動(dòng)化系統(tǒng)在氣田的生產(chǎn)控制和生產(chǎn)管理過程中起著十分關(guān)鍵的作用，因此系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定性是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首選原則。（2）開放性原則：采用開放性系統(tǒng)，在今后系統(tǒng)的升級(jí)、維護(hù)和二次開發(fā)過程中都有較大的靈活性，因此在設(shè)計(jì)過程中堅(jiān)持開放性原則。（3）技術(shù)先進(jìn)性原則：系統(tǒng)必須保證一定的先進(jìn)性，才能經(jīng)受時(shí)間的考驗(yàn)。（4）經(jīng)濟(jì)性原則：經(jīng)濟(jì)性原則不僅體現(xiàn)在設(shè)計(jì)過程中，而且會(huì)為系統(tǒng)維護(hù)降低成本。（5）操作、維護(hù)簡(jiǎn)單性原則：系統(tǒng)不僅要功能完善，而且應(yīng)該操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，這會(huì)為使用人員帶來很多益處。

2.2 監(jiān)控組態(tài)軟件

信息化建設(shè)工程數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)是基于監(jiān)控組態(tài)軟件制作完成。本軟件，是企業(yè)信息化有力的生產(chǎn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理平臺(tái)，為“數(shù)字化”氣田的“可視化”、仿真和信息分析與管理提供了有效的工具，可以完整的進(jìn)行現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)世界的虛擬與仿真，為氣田“模型化”提供基礎(chǔ)海量數(shù)據(jù)平臺(tái)，有效保證了氣田進(jìn)行綜合生產(chǎn)管理與運(yùn)營(yíng)的高效、安全。

本軟件特點(diǎn)如下：（1）生產(chǎn)數(shù)據(jù)調(diào)度：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理量可以達(dá)到20萬點(diǎn)以上，數(shù)據(jù)吞吐量可以達(dá)到30萬點(diǎn)/秒，數(shù)據(jù)歸檔服務(wù)器支持Windows、UNIX、Linux等操作系統(tǒng)，并且支持?jǐn)?shù)據(jù)冗余備份，極大提高了數(shù)據(jù)的安全性和數(shù)據(jù)處理效率，支持分布式報(bào)警、事件，支持網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)斷線存儲(chǔ)，恢復(fù)功能，并提供聲音報(bào)警通知。（2）通訊保障：能同時(shí)和國(guó)內(nèi)外各種工業(yè)控制廠家的設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊，可以支持各種網(wǎng)絡(luò)通訊方式，如撥號(hào)、電臺(tái)、以太網(wǎng)等，能適應(yīng)多條通訊鏈路并行通信，保證通訊鏈路的冗余，解決了因?yàn)榈乩矸稚?dǎo)致通訊網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的隱患。（3）集成應(yīng)用：支持B/S和C/S混合模式，構(gòu)成的系統(tǒng)支持與視頻監(jiān)控、多媒體、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、報(bào)警管理、大型GIS系統(tǒng)嵌套等無縫集成。（4）開放性：開放的數(shù)據(jù)接口，強(qiáng)大的組件容器可以很好的和第三方軟件結(jié)合，數(shù)據(jù)庫開放C、C++、DBI、COM、OPC、ODBC、OLEDB等主流通訊接口，適應(yīng)系統(tǒng)擴(kuò)展的要求。（5）過程可視化技術(shù)：靈活方便的圖形設(shè)計(jì)環(huán)境，支持工程模板創(chuàng)建、數(shù)據(jù)模型、畫面模型，保證了多人合作的時(shí)候整體工程的風(fēng)格統(tǒng)一、同步修改。工程模型的導(dǎo)入與導(dǎo)出、方便快速進(jìn)行工程組態(tài)，方便的漸進(jìn)色調(diào)色板，畫面分層，構(gòu)建絢麗畫面。支持2D、3D等圖形模擬，保證了不會(huì)因?yàn)閯?dòng)態(tài)圖形效果造成系統(tǒng)資源的過度消耗。

2.3 系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

2.3.1 作業(yè)區(qū)信息化建設(shè)工程數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控層生產(chǎn)數(shù)據(jù)和視頻圖片在同一監(jiān)控系統(tǒng)的融合；（2）增加井場(chǎng)3D工藝流程畫面，更加形象、直觀地展示了現(xiàn)場(chǎng)地實(shí)際流程；（3）增加視頻圖片定時(shí)抓拍功能，方便查看井站歷史狀況；（4）增加被動(dòng)入侵連鎖功能，在布防狀態(tài)下，當(dāng)有被動(dòng)入侵時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)及時(shí)進(jìn)行抓圖并進(jìn)行抓圖彈框，大大提高井站生產(chǎn)安全性；（5）具有對(duì)井站進(jìn)行遠(yuǎn)程語音喊話功能等。

2.3.2 作業(yè)區(qū)信息化建設(shè)工程數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)功能

（1）實(shí)現(xiàn)安全高效的生產(chǎn)遠(yuǎn)程數(shù)字化管理；（2）有效控制生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)所要求的統(tǒng)一、協(xié)調(diào)；（3）提高生產(chǎn)效率，降低成本。

作業(yè)區(qū)通過該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)井場(chǎng)信息數(shù)據(jù)的采集、傳輸與發(fā)布。數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過不斷完善，為天然氣開發(fā)和生產(chǎn)管理提供了及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的井場(chǎng)數(shù)據(jù)信息。完善了油氣田的信息化建設(shè)，方便了生產(chǎn)管理和綜合研究。

2.4 系統(tǒng)功能展示

2.4.1 井站總覽。按管網(wǎng)圖分布部署井站，清晰展示出各井站所在位置，方便操作工查看各個(gè)井站生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巡檢各個(gè)井站，實(shí)時(shí)顯示各井站通訊狀態(tài)、輸氣狀況，重要參數(shù)均設(shè)有對(duì)應(yīng)面板，點(diǎn)擊參數(shù)即可查看和設(shè)置。

2.4.2 通訊拓?fù)洹Ｖ庇^展示出攝像機(jī)、RTU-集氣站——作業(yè)區(qū)的通信鏈路走向及通訊狀態(tài)，通訊狀態(tài)由鏈路顏色變化進(jìn)行顯示，采用紅綠對(duì)比效果明顯，每個(gè)設(shè)備都有自己的設(shè)備信息。

2.4.3 3D工藝流程。3D圖形象顯示了站內(nèi)的實(shí)際工藝流程，實(shí)時(shí)生產(chǎn)運(yùn)行狀況參數(shù)就顯示在管道旁，形象直接。點(diǎn)擊參數(shù)數(shù)據(jù)即可查看該參數(shù)在一段時(shí)間內(nèi)的變化曲線，更加方便了解各個(gè)參數(shù)的運(yùn)行情況，有利于安全生產(chǎn)。

2.4.4 被動(dòng)入侵抓圖。在布防狀態(tài)下，有人闖入井站會(huì)立刻觸發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)的被動(dòng)入侵抓圖及彈框連鎖功能，以迅速捕獲井站狀況，大大提高生產(chǎn)安全性。

2.4.5 遠(yuǎn)程關(guān)井操作。通過井安操作面板實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程關(guān)井，操作權(quán)限受用戶級(jí)別和權(quán)限所屬位置限制，需要管理員權(quán)限并且權(quán)限歸屬于作業(yè)區(qū)才能實(shí)現(xiàn)關(guān)井功能。

2.4.6 數(shù)據(jù)在線分析。建立實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)，使用曲線及棒狀圖，更清晰地顯示出數(shù)據(jù)參數(shù)的變化情況，為操作員分析問題提供途徑，全面提升自動(dòng)化應(yīng)用與管理水平。

2.4.7 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控。建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用，滿足生產(chǎn)管理精細(xì)化的要求，全面提升自動(dòng)化應(yīng)用與管理水平。

2.4.8 實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。融入的“實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控”功能實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控和實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控的結(jié)合，加強(qiáng)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備管理，提高現(xiàn)場(chǎng)的安全性能。

作者簡(jiǎn)介：歐宏（1970-），男，學(xué)士學(xué)位，畢業(yè)于西南石油學(xué)院石油天然氣加工專業(yè)，現(xiàn)從事油氣田電子信息系統(tǒng)安裝服務(wù)。