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油气田设备实时数据采集与点位信息管理设计
「随着油气田设备管理精细化要求的提高和信息化建设的不断完善,信息技术和综合自动化系统的需求也在持续变化,越来越重视对设备的实时分析,要求及时地发现问题,制定改进措施。为了对生产作业过程进行有效的监控,实现生产信息自动化收集、传输、整理、存储和分析,为产量调配、故障分析、辅助决策等提供科学的手段。关键设备实时数据的采集,以及采集点位的管理,成为项目中的关键技术和重要环节。(2020-9-24)」
关键词:自动化  实时数据采集  iFix、Historian  点位信息管理
  中图分类号:U691.5                                文献标识码:A                        文章编号:1674-098X(2019)12(a)-0078-02
  1  采集方案
  Proficy HMI/SCADA是工业自动化软件解决方案Proficy家族中的软件组件,面向工厂操作可视化,进行监督自动化,向高层分析程序发送可靠的生产数据,从而充分发挥信息的作用。
  Proficy iFIX 是一款基于客户端/服务器的 HMI/SCADA 解决方案,能够在企业各个层级之间采集并共享实时和历史数据,实现过程、设备、资源监控的可操作可视化。其过程可视化、数据采集和监督控制等功能为数字化运营管理奠定了坚实可靠的数据基础。iFIX 为操作员和工程师提供强大、安全的工具,实现对生产环境、设备、资源的精确监控。从而,提高了对设备运行故障的响应速度。
  2  数据链路
  各生产现场的中控自动化控制系统,由各自的厂家通过开通OPC[1]授权的方式,为数据采集提供必要条件,通过OPC和TCP/IP协议,经工控网把数据传至网关内置或外置嵌入式微型技术机(即接口机),再透过网关信息端,经办公网把数据存储到iFIX工控机的数据库,然后通过iFIX采集器,透过防火墙把数据传回陆地Historian实时历史数据库[2]。
  实时数据采用Historian实时数据库存储,以便追溯分析设备实时运行参数,挖掘数据潜在价值。另外,采用网关+防火墙的安全防护机制,實现中控网络和办公网的双重物理隔离,提高系统安全性。
  3  点位信息管理
  点位信息管理模块的目的,在系统中对现场的点位信息[3]进行跟踪管理,方便用户查看,为后期的实时数据应用提供基础数据。结合设备资产信息和实时点位信息的对应关系[4],为资产管理提供有效手段。
  3.1 功能需求
  (1)点位信息包括:所属作业公司、所属平台、点位、中文描述、点位对应资产编号等。
  (2)现场的仪控主管能够管理辖内设施的点位信息,修改信息后,需要系统管理员审批才能最终生效;每次修改保留上一次的原始记录,以便追溯。
  在完善点位信息的基础上,关联实时数据库点名,进一步作分类管理。
  3.2 页面设计
  (1)菜单设计。
  点位信息管理模块,下级分别设置“点位信息申请”、“点位信息审批”、“点位信息列表”和“定位信息映射”,其他“生产日报点位”、“设备状态点位”等属于“点位信息分类”,可根据实际情况扩展。
  点位信息申请:选择平台,自动关联作业公司,填写DCS位号,中文描述,选填资产编号、说明,保存提交申请。
  点位信息审批:用户(仪控主管)增删改点位信息后,这里有一条记录显示,管理员审核【通过】后则正式生效,选择【退回】则取消申请操作。
  点位信息列表:根据用户所属平台(可能有多个),列出各平台属下的点位信息,可进行删改操作,但最终结果需要通过审核后才生效。
  点位信息映射:管理员对点位信息列表中的点位和实时历史数据库的点名进行映射关联,为后续分类管理做好梳理工作。
  点位信息分类模块:默认在列表页列出权限内的点位信息,及最新实时数据。
  (2)新增点位申请。
  所属平台终端、点位作为必填项,所属平台终端下拉选择,作业公司自动关联组织关系。新增申请记录需要管理员审批通过后,才能进到点位信息列表。
  (3)点位信息审批。
  管理员选中需要审核的点位,点击[审核]按钮,弹出确认框。
  [确定]后,选中“通过”,表示同意新增/修改/删除申请;选中“退回”,表示申请被驳回,新增的点位将被彻底删除,待修改和待删除的被还原上一步通过状态的信息。
  (4)点位信息列表。
  列表说明
  a)状态:待新增、新增批准、待修改、修改批准、修改退回、待删除和删除退回;
  b)不可修改字段:平台终端、点位,主键不能修改;
  c)可修改字段:资产编号,中文描述,说明;
  d)是否采集:根据后面的点位映射管理进行自动更新。
  操作说明
  a)用户登录进系统,根据授权管理点位信息。
  b)点击[编辑],修改点表信息,保存后,记录状态为“待修改”,原记录写入日志临时表,通过审核,更新到正式表状态为“修改批准”,反之恢复原记录,修改状态为“修改退回”。
  c)点击[删除],删除选中点位,保存后,记录状态为“待删除”,原计量写入日志临时表。通过审核,正式从列表删除,状态改为“删除批准”,反之恢复原记录,修改状态为“删除退回”。
  d)用户的每个变更操作,系统将记录日志,保存原始记录到流水表中,记录修改人,修改日期,以备跟踪。
  (5)点位映射信息。
  由于现场设备点位与实时历史数据库Historian的点位是一对多关系,在中控系统中,不同参数代表不同参数,为了实现设备与实时数据进行关联管理,需对设备点位与实时库点位进行映射配置。
  列表中[Historian点位]的[设置]操作,主要是填写“Historian点名”和“OPC路径”,为下一步关联最新实时值,建立对应关系。
  (6)点位分类管理。
  a)用户[新增]分类点位信息,打开选择页面,可多选,[确定]后添加到分类列表,状态为“待新增”。
  b)用户[删除]分类点位信息,可多选,原“正常”状态改为“待删除”,原“待新增”状态则直接删除。
  c)用户[审核]分类点位信息,原“待新增”状态改为“正常”,原“待删除”状态则直接删除。
  4  结语
  油气田借助开放的OPC接口及先进的信息系统技术,打通底层控制系统的数据壁垒,实现了全自动全方位地获取生产现场控制系统数据,连接生产控制网络与企业办公网络,并通过网络传输至陆地实时数据库存储,将其持久化,实现现场实时数据的有效共享及利用。
  点位信息管理使现场的仪控主管能方便地对其辖内的设备资产信息进行集中整理归档。另外,陆地管理层也能有效地跟踪设备的运行状态和运行趋势。通过获取设备的实时运行参数,分析历史数据趋势,对设备的可靠性和设备故障规律分析,提供数据支持。
  参考文献
  [1] 王如涛,李泌,樊跃江.油田监控和数据采集系统的应用[A].石油行业计算机用户协会[C].2008.
  [2] 杨水林,朱艺峰.自动化过程数据向关系数据库转储技术的研究与应用[A].石油行业计算机用户协会[C].2008.
  [3] 范杰,孙永花,王西超,等.基于设备信息一体化的监控信息点表管理[J].价值工程, 2017(3):95-98.
  [4] 王文珍,张成利.油田综合信息自动化系统的研究[J].工矿自动化,2009(1):92-94.
(治冶)
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