油氣田設備實時數(shù)據(jù)采集與點位信息管理設計

摘

要：隨著油氣田設備管理精細化要求的提高和信息化建設的不斷完善，信息技術和綜合自動化系統(tǒng)的需求也在持續(xù)變化，越來越重視對設備的實時分析，要求及時地發(fā)現(xiàn)問題，制定改進措施。為了對生產(chǎn)作業(yè)過程進行有效的監(jiān)控，實現(xiàn)生產(chǎn)信息自動化收集、傳輸、整理、存儲和分析，為產(chǎn)量調配、故障分析、輔助決策等提供科學的手段。關鍵設備實時數(shù)據(jù)的采集，以及采集點位的管理，成為工程中的關鍵技術和重要環(huán)節(jié)。

關鍵詞：自動化

實時數(shù)據(jù)采集

iFix、Historian

點位信息管理

中圖分類號：U691.5

文獻標識碼：A

文章編號：1674-098X〔2021〕12〔a〕-0078-02

1

采集方案

ProficyHMI/SCADA是工業(yè)自動化軟件解決方案Proficy家族中的軟件組件，面向工廠操作可視化，進行監(jiān)督自動化，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。

ProficyiFIX是一款基于客戶端/效勞器的HMI/SCADA解決方案，能夠在企業(yè)各個層級之間采集并共享實時和歷史數(shù)據(jù)，實現(xiàn)過程、設備、資源監(jiān)控的可操作可視化。其過程可視化、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)督控制等功能為數(shù)字化運營管理奠定了堅實可靠的數(shù)據(jù)根底。iFIX為操作員和工程師提供強大、平安的工具，實現(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)境、設備、資源的精確監(jiān)控。從而，提高了對設備運行故障的響應速度。

2

數(shù)據(jù)鏈路

各生產(chǎn)現(xiàn)場的中控自動化控制系統(tǒng)，由各自的廠家通過開通OPC【1】授權的方式，為數(shù)據(jù)采集提供必要條件，通過OPC和TCP/IP協(xié)議，經(jīng)工控網(wǎng)把數(shù)據(jù)傳至網(wǎng)關內置或外置嵌入式微型技術機〔即接口機〕，再透過網(wǎng)關信息端，經(jīng)辦公網(wǎng)把數(shù)據(jù)存儲到iFIX工控機的數(shù)據(jù)庫，然后通過iFIX采集器，透過防火墻把數(shù)據(jù)傳回陸地Historian實時歷史數(shù)據(jù)庫【2】。

實時數(shù)據(jù)采用Historian實時數(shù)據(jù)庫存儲，以便追溯分析設備實時運行參數(shù)，挖掘數(shù)據(jù)潛在價值。另外，采用網(wǎng)關+防火墻的平安防護機制，實現(xiàn)中控網(wǎng)絡和辦公網(wǎng)的雙重物理隔離，提高系統(tǒng)平安性。

3

點位信息管理

點位信息管理模塊的目的，在系統(tǒng)中對現(xiàn)場的點位信息【3】進行跟蹤管理，方便用戶查看，為后期的實時數(shù)據(jù)應用提供根底數(shù)據(jù)。結合設備資產(chǎn)信息和實時點位信息的對應關系【4】，為資產(chǎn)管理提供有效手段。

3.1功能需求

〔1〕點位信息包括：所屬作業(yè)公司、所屬平臺、點位、中文描述、點位對應資產(chǎn)編號等。

〔2〕現(xiàn)場的儀控主管能夠管理轄內設施的點位信息，修改信息后，需要系統(tǒng)管理員審批才能最終生效;每次修改保存上一次的原始記錄，以便追溯。

在完善點位信息的根底上，關聯(lián)實時數(shù)據(jù)庫點名，進一步作分類管理。

3.2頁面設計

〔1〕菜單設計。

點位信息管理模塊，下級分別設置“點位信息申請〞、“點位信息審批〞、“點位信息列表〞和“定位信息映射〞，其他“生產(chǎn)日報點位〞、“設備狀態(tài)點位〞等屬于“點位信息分類〞，可根據(jù)實際情況擴展。

點位信息申請：選擇平臺，自動關聯(lián)作業(yè)公司，填寫DCS位號，中文描述，選填資產(chǎn)編號、說明，保存提交申請。

點位信息審批：用戶〔儀控主管〕增刪改點位信息后，這里有一條記錄顯示，管理員審核【通過】后那么正式生效，選擇【退回】那么取消申請操作。

點位信息列表：根據(jù)用戶所屬平臺〔可能有多個〕，列出各平臺屬下的點位信息，可進行刪改操作，但最終結果需要通過審核后才生效。

點位信息映射：管理員對點位信息列表中的點位和實時歷史數(shù)據(jù)庫的點名進行映射關聯(lián)，為后續(xù)分類管理做好梳理工作。

點位信息分類模塊：默認在列表頁列出權限內的點位信息，及最新實時數(shù)據(jù)。

〔2〕新增點位申請。

所屬平臺終端、點位作為必填項，所屬平臺終端下拉選擇，作業(yè)公司自動關聯(lián)組織關系。新增申請記錄需要管理員審批通過后，才能進到點位信息列表。

〔3〕點位信息審批。

管理員選中需要審核的點位，點擊[審核]按鈕，彈出確認框。

[確定]后，選中“通過〞，表示同意新增/修改/刪除申請;選中“退回〞，表示申請被駁回，新增的點位將被徹底刪除，待修改和待刪除的被復原上一步通過狀態(tài)的信息。

〔4〕點位信息列表。

列表說明

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

b〕不可修改字段：平臺終端、點位，主鍵不能修改;

c〕可修改字段：資產(chǎn)編號，中文描述，說明;

d〕是否采集：根據(jù)后面的點位映射管理進行自動更新。

操作說明

a〕用戶登錄進系統(tǒng)，根據(jù)授權管理點位信息。

b〕點擊[編輯]，修改點表信息，保存后，記錄狀態(tài)為“待修改〞，原記錄寫入日志臨時表，通過審核，更新到正式表狀態(tài)為“修改批準〞，反之恢復原記錄，修改狀態(tài)為“修改退回〞。

c〕點擊[刪除]，刪除選中點位，保存后，記錄狀態(tài)為“待刪除〞，原計量寫入日志臨時表。通過審核，正式從列表刪除，狀態(tài)改為“刪除批準〞，反之恢復原記錄，修改狀態(tài)為“刪除退回〞。

d〕用戶的每個變更操作，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〕點位映射信息。

由于現(xiàn)場設備點位與實時歷史數(shù)據(jù)庫Historian的點位是一對多關系，在中控系統(tǒng)中，不同參數(shù)代表不同參數(shù)，為了實現(xiàn)設備與實時數(shù)據(jù)進行關聯(lián)管理，需對設備點位與實時庫點位進行映射配置。

列表中[Historian點位]的[設置]操作，主要是填寫“Historian點名〞和“OPC路徑〞，為下一步關聯(lián)最新實時值，建立對應關系。

〔6〕點位分類管理。

a〕用戶[新增]分類點位信息，翻開選擇頁面，可多項選擇，[確定]后添加到分類列表，狀態(tài)為“待新增〞。

b〕用戶[刪除]分類點位信息，可多項選擇，原“正常〞狀態(tài)改為“待刪除〞，原“待新增〞狀態(tài)那么直接刪除。

c〕用戶[審核]分類點位信息，原“待新增〞狀態(tài)改為“正常〞，原“待刪除〞狀態(tài)那么直接刪除。

4

結語

油氣田借助開放的OPC接口及先進的信息系統(tǒng)技術，打通底層控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壁壘，實現(xiàn)了全自動全方位地獲取生產(chǎn)現(xiàn)場控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，連接生產(chǎn)控制網(wǎng)絡與企業(yè)辦公網(wǎng)絡，并通過網(wǎng)絡傳輸至陸地實時數(shù)據(jù)庫存儲，將其持久化，實現(xiàn)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的有效共享及利用。

點位信息管理使現(xiàn)場的儀控主管能方便地對其轄內的設備資產(chǎn)信息進行集中整理歸檔。另外，陸地管理層也能有效地跟蹤設備的運行狀態(tài)和運行趨勢。通過獲取設備的實時運行參數(shù)，分析歷史數(shù)據(jù)趨勢，對設備的可靠性和設備故障規(guī)律分析，提供數(shù)據(jù)支持。

參考文獻

【1】王如濤，李泌，樊躍江.油田監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應用[A].石油行業(yè)計算機用戶協(xié)會[C].2021.

【2】楊水林，朱藝峰.自動化過程數(shù)據(jù)向關系數(shù)據(jù)庫