自動化SCADA監(jiān)控系統(tǒng)的報警優(yōu)化

蔣建群

【摘要】面向生產(chǎn)操作一線的數(shù)字化集成智能化分析油氣物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)，需要通過采用通信工程的核心通信技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)控分析技術(shù)融合形成大數(shù)據(jù)分析物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控體系，同時結(jié)合油氣行業(yè)實際需要形成有針對性的油氣生產(chǎn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。緊密圍繞油氣生產(chǎn)單元和過程控制需要，形成實時自動化控制SCADA監(jiān)控系統(tǒng)。針對SCADA監(jiān)控系統(tǒng)可能存在的誤報等情況，利用計算機分析技術(shù)與通信技術(shù)融合，形成行業(yè)內(nèi)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及人工智能自動化處理參數(shù)優(yōu)化，提高報警的準確性和重要性，有效保障監(jiān)控的及時準確要求，實現(xiàn)信息從采集到分析再到應(yīng)用多個層級的快速反應(yīng)和故障巡查，達到節(jié)省人力的目的，提升系統(tǒng)應(yīng)用的高效性和成本控制的目的。

【關(guān)鍵詞】SCADA系統(tǒng);報警參數(shù);優(yōu)化研究;自動化技術(shù)

一、自動化采集監(jiān)控基本情況

石油系統(tǒng)范圍內(nèi)自動化采集和監(jiān)控普遍應(yīng)用的是前端現(xiàn)場測試單元RTU模塊，測控中心監(jiān)控和數(shù)據(jù)集成單元的組成架構(gòu)。目前該系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計能夠滿足現(xiàn)場油水井的數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程回傳，實現(xiàn)對RTU的遠程操控，并能夠?qū)⑶岸藬?shù)據(jù)進行采集后的回傳歸檔。數(shù)據(jù)庫后臺能夠?qū)Σ杉降臄?shù)據(jù)進行按模式要求的存儲和整理，并可通過WEB頁面進行展示，能夠在一定程度上滿足管理者數(shù)據(jù)查詢需要，滿足現(xiàn)場操作人員對于單井的監(jiān)控需要，在一定程度上能夠降低人員工作強度，提升工作效率，滿足油田數(shù)據(jù)采集的需求，實現(xiàn)油田數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的自動化，但對于采集到的數(shù)據(jù)分析工作開展不夠，不能夠準確實現(xiàn)報警工作。

二、報警優(yōu)化設(shè)置研究

1、報警管理系統(tǒng)

當前油水井動態(tài)自動化監(jiān)控普遍采用的SCADA分布式架構(gòu)模式，能夠?qū)?shù)據(jù)進行及時的采集，但對于采集到的數(shù)據(jù)進行報警處理的能力不足，主要原因在于對于專家經(jīng)驗數(shù)據(jù)模型的建立不足，對于采集到的圖像數(shù)據(jù)沒有進行物體間算法比對，準確率、識別率準確度不夠，造成誤報警的問題頻發(fā)，無法從根本上替代人工檢查的目的，降低了計算機監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的價值，需要對當前存在問題應(yīng)用計算機算法進行完善和升級改造，以提高報警的準確率和及時處置。

2、報警參數(shù)現(xiàn)狀及存在的問題分析

自動化監(jiān)控參數(shù)具有多樣性，由于各井區(qū)設(shè)備流程工藝組成多種多樣，數(shù)據(jù)類型繁雜，由于建設(shè)時期的不同采用的通訊接口不同，數(shù)據(jù)回傳繁雜，難以從數(shù)據(jù)后臺直接進行復(fù)用，造成設(shè)局報警錯誤頻出。

自動報警參數(shù)由于缺乏基于系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)功能，往往參數(shù)的設(shè)置難以做到因井施策，而是采用統(tǒng)一的標準進行設(shè)定，這就會造成在實際應(yīng)用的過程中出現(xiàn)報警問題的偏差，難以實現(xiàn)精準報警的目的，缺乏科學(xué)有效性和合理性，導(dǎo)致大量錯誤報警的出現(xiàn)，增加了監(jiān)控人員的分析工作和處理時間，在一定程度上來看降低了工作效率，設(shè)備模型的建立難以與實際情況相對應(yīng)，缺乏靈活性和針對性。

合理確定數(shù)據(jù)采集點 。 隨著技術(shù) 的進步 ，數(shù)據(jù)如何采集 已經(jīng)不是問題 ， 關(guān)鍵是確定需要采集哪些數(shù)據(jù) ， 采用何種方式進行采集。 油水井 、 計量間 、 配水 間、 注入站 的數(shù)據(jù)采集 ， 既要結(jié)合開發(fā)部門的需要 ， 也應(yīng)考慮生產(chǎn)實際管理需要 ， 減少不必要的數(shù)據(jù)采集，加強數(shù)據(jù)采集設(shè)備的接口一致性，減少后期試配的難度。

3、報警參數(shù)級別設(shè)置技術(shù)

報警參數(shù)的量程設(shè)定應(yīng)該基于以往數(shù)據(jù)的最大值和最小值進行冗余設(shè)置，確保設(shè)備在正常運行的過程中能夠進行分級報警，減少高頻報警情況的發(fā)生。同時，結(jié)合大數(shù)據(jù)終端歷史專家?guī)斓慕?jīng)驗進行數(shù)據(jù)回放和判斷，解決數(shù)據(jù)模型應(yīng)用錯誤的問題，對數(shù)據(jù)進行修訂，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場處理問題的同步性，實現(xiàn)計算機算法與單井的實際相融合、互相學(xué)習(xí)，不斷修正的目的，實現(xiàn)最終的優(yōu)化與試配。

同時，報警參數(shù)級別控制技術(shù)還要充分考慮不同設(shè)備回傳數(shù)據(jù)的清洗工作，將錯誤數(shù)據(jù)、臟數(shù)據(jù)進行初步的甄別，建立系統(tǒng)層級的架構(gòu)管理模塊，在設(shè)備回傳數(shù)據(jù)與后臺入庫數(shù)據(jù)之間建立數(shù)據(jù)池的二級架構(gòu)模塊，實現(xiàn)后端采集數(shù)據(jù)模式相統(tǒng)一，前端數(shù)據(jù)清潔入庫的目的，增強后端大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的功能，將前端行為動作交給二級架構(gòu)進行專門的清洗，確保各層級工作的合理性和計算機能力的充分利用。

4、加強基于專家經(jīng)驗的人機互動技術(shù)

計算機分析模型的建立往往是一個不變模型和變量的組成，難以完全適應(yīng)單井的具體需求，這就需要專業(yè)技術(shù)人員的加入，摸索出單井的具體情況，得出單井的一些實際分析，并制定切實可行的“藥方”，同時與操作人員一同摸索出單井的變化規(guī)律，通過人為干預(yù)的方式確定單井的報警機制，并將該機制定位為該井的最優(yōu)模式。然后計算機將已經(jīng)形成的規(guī)律性內(nèi)容，通過人工智能算法與計算機內(nèi)部已經(jīng)設(shè)定的算法進行比對、學(xué)習(xí)、重復(fù)、修正，形成適合該井的算法，實現(xiàn)一井一策的管理要義，有效將各項報警參數(shù)進行最優(yōu)處理，提升報警監(jiān)控的有效率，降低人員的參與程度，解放生產(chǎn)力，提升整體設(shè)備的自動化程度，降低人工勞動強度，實現(xiàn)分析報警與處理報警的雙高效。

三、結(jié)束語

SCADA系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化報警效率的提升和準確性的提高，使設(shè)備運行過程中的故障分析錯誤大大減少，提升監(jiān)控的有效性，有利于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的回傳和遠程決策的快速反應(yīng)。

需要注意的一點是，不論數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還是視頻監(jiān)控系統(tǒng) ， 要保證正常運行 ， 需要高水平的技術(shù)人員進行 日常的維護 ， 可以采用 內(nèi)部成立維修 隊伍的方式 ， 也可以外包服務(wù)的方式，需要持續(xù)加強對于設(shè)備設(shè)施和計算機程控技術(shù)的應(yīng)用和掌握，才能從根本上實現(xiàn)對于自動化控制技術(shù)和報警參數(shù)優(yōu)化的理解和應(yīng)用。

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