油氣田設備實時數據采集與點位信息管理設計

陳小泉 黃柳君 鄧增利 龐國強 匡勝 蘇鑫

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的需求也在持續變化，越來越重視對設備的實時分析，要求及時地發現問題，制定改進措施。為了對生產作業過程進行有效的監控，實現生產信息自動化收集、傳輸、整理、存儲和分析，為產量調配、故障分析、輔助決策等提供科學的手段。關鍵設備實時數據的采集，以及采集點位的管理，成為項目中的關鍵技術和重要環節。

關鍵詞：自動化? 實時數據采集? 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（2019）12（a）-0078-02

1? 采集方案

Proficy HMI/SCADA是工業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，進行監督自動化，向高層分析程序發送可靠的生產數據，從而充分發揮信息的作用。

Proficy iFIX 是一款基于客戶端/服務器的 HMI/SCADA 解決方案，能夠在企業各個層級之間采集并共享實時和歷史數據，實現過程、設備、資源監控的可操作可視化。其過程可視化、數據采集和監督控制等功能為數字化運營管理奠定了堅實可靠的數據基礎。iFIX 為操作員和工程師提供強大、安全的工具，實現對生產環境、設備、資源的精確監控。從而，提高了對設備運行故障的響應速度。

2? 數據鏈路

各生產現場的中控自動化控制系統，由各自的廠家通過開通OPC[1]授權的方式，為數據采集提供必要條件，通過OPC和TCP/IP協議，經工控網把數據傳至網關內置或外置嵌入式微型技術機（即接口機），再透過網關信息端，經辦公網把數據存儲到iFIX工控機的數據庫，然后通過iFIX采集器，透過防火墻把數據傳回陸地Historian實時歷史數據庫[2]。

實時數據采用Historian實時數據庫存儲，以便追溯分析設備實時運行參數，挖掘數據潛在價值。另外，采用網關+防火墻的安全防護機制，實現中控網絡和辦公網的雙重物理隔離，提高系統安全性。

3? 點位信息管理

點位信息管理模塊的目的，在系統中對現場的點位信息[3]進行跟蹤管理，方便用戶查看，為后期的實時數據應用提供基礎數據。結合設備資產信息和實時點位信息的對應關系[4]，為資產管理提供有效手段。

3.1 功能需求

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

（2）現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。

在完善點位信息的基礎上，關聯實時數據庫點名，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“生產日報點位”、“設備狀態點位”等屬于“點位信息分類”，可根據實際情況擴展。

點位信息申請：選擇平臺，自動關聯作業公司，填寫DCS位號，中文描述，選填資產編號、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】后則正式生效，選擇【退回】則取消申請操作。

點位信息列表：根據用戶所屬平臺（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據庫的點名進行映射關聯，為后續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，及最新實時數據。

（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，作業公司自動關聯組織關系。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還原上一步通過狀態的信息。

（4）點位信息列表。

列表說明

a）狀態：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：資產編號，中文描述，說明;

d）是否采集：根據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，根據授權管理點位信息。

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，更新到正式表狀態為“修改批準”，反之恢復原記錄，修改狀態為“修改退回”。

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

d）用戶的每個變更操作，系統將記錄日志，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。

由于現場設備點位與實時歷史數據庫Historian的點位是一對多關系，在中控系統中，不同參數代表不同參數，為了實現設備與實時數據進行關聯管理，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，打開選擇頁面，可多選，[確定]后添加到分類列表，狀態為“待新增”。

b）用戶[刪除]分類點位信息，可多選，原“正常”狀態改為“待刪除”，原“待新增”狀態則直接刪除。

c）用戶[審核]分類點位信息，原“待新增”狀態改為“正常”，原“待刪除”狀態則直接刪除。

4? 結語

油氣田借助開放的OPC接口及先進的信息系統技術，打通底層控制系統的數據壁壘，實現了全自動全方位地獲取生產現場控制系統數據，連接生產控制網絡與企業辦公網絡，并通過網絡傳輸至陸地實時數據庫存儲，將其持久化，實現現場實時數據的有效共享及利用。

點位信息管理使現場的儀控主管能方便地對其轄內的設備資產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和運行趨勢。通過獲取設備的實時運行參數，分析歷史數據趨勢，對設備的可靠性和設備故障規律分析，提供數據支持。

參考文獻

[1] 王如濤，李泌，樊躍江.油田監控和數據采集系統的應用[A].石油行業計算機用戶協會[C].2008.

[2] 楊水林，朱藝峰.自動化過程數據向關系數據庫轉儲技術的研究與應用[A].石油行業計算機用戶協會[C].2008.

[3] 范杰，孫永花，王西超，等.基于設備信息一體化的監控信息點表管理[J].價值工程， 2017（3）：95-98.

[4] 王文珍，張成利.油田綜合信息自動化系統的研究[J].工礦自動化，2009（1）：92-94.