油氣田設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與點(diǎn)位信息管理設(shè)計(jì)

陳小泉 黃柳君 鄧增利 龐國(guó)強(qiáng) 匡勝 蘇鑫

摘? ?要：隨著油氣田設(shè)備管理精細(xì)化要求的提高和信息化建設(shè)的不斷完善，信息技術(shù)和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的需求也在持續(xù)變化，越來(lái)越重視對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)分析，要求及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，制定改進(jìn)措施。為了對(duì)生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程進(jìn)行有效的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息自動(dòng)化收集、傳輸、整理、存儲(chǔ)和分析，為產(chǎn)量調(diào)配、故障分析、輔助決策等提供科學(xué)的手段。關(guān)鍵設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集，以及采集點(diǎn)位的管理，成為項(xiàng)目中的關(guān)鍵技術(shù)和重要環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化? 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集? iFix、Historian? 點(diǎn)位信息管理

中圖分類(lèi)號(hào)：U691.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）12（a）-0078-02

1? 采集方案

Proficy HMI/SCADA是工業(yè)自動(dòng)化軟件解決方案Proficy家族中的軟件組件，面向工廠操作可視化，進(jìn)行監(jiān)督自動(dòng)化，向高層分析程序發(fā)送可靠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，從而充分發(fā)揮信息的作用。

Proficy iFIX 是一款基于客戶(hù)端/服務(wù)器的 HMI/SCADA 解決方案，能夠在企業(yè)各個(gè)層級(jí)之間采集并共享實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程、設(shè)備、資源監(jiān)控的可操作可視化。其過(guò)程可視化、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)督控制等功能為數(shù)字化運(yùn)營(yíng)管理奠定了堅(jiān)實(shí)可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。iFIX 為操作員和工程師提供強(qiáng)大、安全的工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境、設(shè)備、資源的精確監(jiān)控。從而，提高了對(duì)設(shè)備運(yùn)行故障的響應(yīng)速度。

2? 數(shù)據(jù)鏈路

各生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的中控自動(dòng)化控制系統(tǒng)，由各自的廠家通過(guò)開(kāi)通OPC[1]授權(quán)的方式，為數(shù)據(jù)采集提供必要條件，通過(guò)OPC和TCP/IP協(xié)議，經(jīng)工控網(wǎng)把數(shù)據(jù)傳至網(wǎng)關(guān)內(nèi)置或外置嵌入式微型技術(shù)機(jī)（即接口機(jī)），再透過(guò)網(wǎng)關(guān)信息端，經(jīng)辦公網(wǎng)把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到iFIX工控機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)，然后通過(guò)iFIX采集器，透過(guò)防火墻把數(shù)據(jù)傳回陸地Historian實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)[2]。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采用Historian實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，以便追溯分析設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，挖掘數(shù)據(jù)潛在價(jià)值。另外，采用網(wǎng)關(guān)+防火墻的安全防護(hù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)中控網(wǎng)絡(luò)和辦公網(wǎng)的雙重物理隔離，提高系統(tǒng)安全性。

3? 點(diǎn)位信息管理

點(diǎn)位信息管理模塊的目的，在系統(tǒng)中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的點(diǎn)位信息[3]進(jìn)行跟蹤管理，方便用戶(hù)查看，為后期的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。結(jié)合設(shè)備資產(chǎn)信息和實(shí)時(shí)點(diǎn)位信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系[4]，為資產(chǎn)管理提供有效手段。

3.1 功能需求

（1）點(diǎn)位信息包括：所屬作業(yè)公司、所屬平臺(tái)、點(diǎn)位、中文描述、點(diǎn)位對(duì)應(yīng)資產(chǎn)編號(hào)等。

（2）現(xiàn)場(chǎng)的儀控主管能夠管理轄內(nèi)設(shè)施的點(diǎn)位信息，修改信息后，需要系統(tǒng)管理員審批才能最終生效;每次修改保留上一次的原始記錄，以便追溯。

在完善點(diǎn)位信息的基礎(chǔ)上，關(guān)聯(lián)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)名，進(jìn)一步作分類(lèi)管理。

3.2 頁(yè)面設(shè)計(jì)

（1）菜單設(shè)計(jì)。

點(diǎn)位信息管理模塊，下級(jí)分別設(shè)置“點(diǎn)位信息申請(qǐng)”、“點(diǎn)位信息審批”、“點(diǎn)位信息列表”和“定位信息映射”，其他“生產(chǎn)日?qǐng)?bào)點(diǎn)位”、“設(shè)備狀態(tài)點(diǎn)位”等屬于“點(diǎn)位信息分類(lèi)”，可根據(jù)實(shí)際情況擴(kuò)展。

點(diǎn)位信息申請(qǐng)：選擇平臺(tái)，自動(dòng)關(guān)聯(lián)作業(yè)公司，填寫(xiě)DCS位號(hào)，中文描述，選填資產(chǎn)編號(hào)、說(shuō)明，保存提交申請(qǐng)。

點(diǎn)位信息審批：用戶(hù)（儀控主管）增刪改點(diǎn)位信息后，這里有一條記錄顯示，管理員審核【通過(guò)】后則正式生效，選擇【退回】則取消申請(qǐng)操作。

點(diǎn)位信息列表：根據(jù)用戶(hù)所屬平臺(tái)（可能有多個(gè)），列出各平臺(tái)屬下的點(diǎn)位信息，可進(jìn)行刪改操作，但最終結(jié)果需要通過(guò)審核后才生效。

點(diǎn)位信息映射：管理員對(duì)點(diǎn)位信息列表中的點(diǎn)位和實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的點(diǎn)名進(jìn)行映射關(guān)聯(lián)，為后續(xù)分類(lèi)管理做好梳理工作。

點(diǎn)位信息分類(lèi)模塊：默認(rèn)在列表頁(yè)列出權(quán)限內(nèi)的點(diǎn)位信息，及最新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

（2）新增點(diǎn)位申請(qǐng)。

所屬平臺(tái)終端、點(diǎn)位作為必填項(xiàng)，所屬平臺(tái)終端下拉選擇，作業(yè)公司自動(dòng)關(guān)聯(lián)組織關(guān)系。新增申請(qǐng)記錄需要管理員審批通過(guò)后，才能進(jìn)到點(diǎn)位信息列表。

（3）點(diǎn)位信息審批。

管理員選中需要審核的點(diǎn)位，點(diǎn)擊[審核]按鈕，彈出確認(rèn)框。

[確定]后，選中“通過(guò)”，表示同意新增/修改/刪除申請(qǐng);選中“退回”，表示申請(qǐng)被駁回，新增的點(diǎn)位將被徹底刪除，待修改和待刪除的被還原上一步通過(guò)狀態(tài)的信息。

（4）點(diǎn)位信息列表。

列表說(shuō)明

a）狀態(tài)：待新增、新增批準(zhǔn)、待修改、修改批準(zhǔn)、修改退回、待刪除和刪除退回;

b）不可修改字段：平臺(tái)終端、點(diǎn)位，主鍵不能修改;

c）可修改字段：資產(chǎn)編號(hào)，中文描述，說(shuō)明;

d）是否采集：根據(jù)后面的點(diǎn)位映射管理進(jìn)行自動(dòng)更新。

操作說(shuō)明

a）用戶(hù)登錄進(jìn)系統(tǒng)，根據(jù)授權(quán)管理點(diǎn)位信息。

b）點(diǎn)擊[編輯]，修改點(diǎn)表信息，保存后，記錄狀態(tài)為“待修改”，原記錄寫(xiě)入日志臨時(shí)表，通過(guò)審核，更新到正式表狀態(tài)為“修改批準(zhǔn)”，反之恢復(fù)原記錄，修改狀態(tài)為“修改退回”。

c）點(diǎn)擊[刪除]，刪除選中點(diǎn)位，保存后，記錄狀態(tài)為“待刪除”，原計(jì)量寫(xiě)入日志臨時(shí)表。通過(guò)審核，正式從列表刪除，狀態(tài)改為“刪除批準(zhǔn)”，反之恢復(fù)原記錄，修改狀態(tài)為“刪除退回”。

d）用戶(hù)的每個(gè)變更操作，系統(tǒng)將記錄日志，保存原始記錄到流水表中，記錄修改人，修改日期，以備跟蹤。

（5）點(diǎn)位映射信息。

由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備點(diǎn)位與實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)Historian的點(diǎn)位是一對(duì)多關(guān)系，在中控系統(tǒng)中，不同參數(shù)代表不同參數(shù)，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)管理，需對(duì)設(shè)備點(diǎn)位與實(shí)時(shí)庫(kù)點(diǎn)位進(jìn)行映射配置。

列表中[Historian點(diǎn)位]的[設(shè)置]操作，主要是填寫(xiě)“Historian點(diǎn)名”和“OPC路徑”，為下一步關(guān)聯(lián)最新實(shí)時(shí)值，建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。

（6）點(diǎn)位分類(lèi)管理。

a）用戶(hù)[新增]分類(lèi)點(diǎn)位信息，打開(kāi)選擇頁(yè)面，可多選，[確定]后添加到分類(lèi)列表，狀態(tài)為“待新增”。

b）用戶(hù)[刪除]分類(lèi)點(diǎn)位信息，可多選，原“正?！睜顟B(tài)改為“待刪除”，原“待新增”狀態(tài)則直接刪除。

c）用戶(hù)[審核]分類(lèi)點(diǎn)位信息，原“待新增”狀態(tài)改為“正?！?，原“待刪除”狀態(tài)則直接刪除。

4? 結(jié)語(yǔ)

油氣田借助開(kāi)放的OPC接口及先進(jìn)的信息系統(tǒng)技術(shù)，打通底層控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)全方位地獲取生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，連接生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)辦公網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至陸地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，將其持久化，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的有效共享及利用。

點(diǎn)位信息管理使現(xiàn)場(chǎng)的儀控主管能方便地對(duì)其轄內(nèi)的設(shè)備資產(chǎn)信息進(jìn)行集中整理歸檔。另外，陸地管理層也能有效地跟蹤設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行趨勢(shì)。通過(guò)獲取設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，分析歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)，對(duì)設(shè)備的可靠性和設(shè)備故障規(guī)律分析，提供數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)

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