紫金橋軟件在大慶油田天然氣生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)中的應用

1、紫金橋軟件在大慶油田天然氣生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)中的應用 作者：李曉英，王樹國，王兵，王波 出處：閱讀： 發(fā)布時間：2005-12-7 15:17:00 供稿：紫金橋軟件技術有限公司1、引言大丿犬油m有限責任公司天然氣分公司主耍擔負著油m的油氣集輸和油氣初加工任務，是全國最大的溶解氣處丑 加工基地，從地理位置講天然氣分公司的生產(chǎn)基地比較分散，方圓17里，生產(chǎn)原料依托于采油廠，加工的產(chǎn)品 又供應到其他系統(tǒng)，因此油、氣、燒等輸送管線戰(zhàn)線綿長，裝置運行復雜，生產(chǎn)信息量大，h前現(xiàn)場大部分4 產(chǎn)信息都以手工記錄、電話上報的模式操作，這種現(xiàn)狀對天然氣的綜合管理會有很大的影響；若把分散的各彳 裝置的運行參數(shù)、生產(chǎn)

2、數(shù)據(jù)及儀表計量等集輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息全部集中到一個智能化的實時監(jiān)控平臺中，實幼 站隊到人隊、人隊到分公司的實時數(shù)據(jù)采集的電了化、無紙化辦公；實現(xiàn)現(xiàn)場實時在線監(jiān)測裝置和儀表計量 運行狀況，為天然氣生產(chǎn)管理指揮提供強有力的技術保證。實時數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)與應用將及時、準 確、高效、方便地為領導宏觀調控及天然氣系統(tǒng)今后的數(shù)據(jù)挖掘提供第一手資料，實現(xiàn)天然氣生產(chǎn)和集輸?shù)膖 動化運行管理，提高生產(chǎn)管理效率。實時數(shù)據(jù)采集監(jiān)控傳輸系統(tǒng)的開發(fā)將進一步完善油m數(shù)字化建設，改進歹 然氣生產(chǎn)信息管理的模式，真止達到油m數(shù)據(jù)信息資源的共享。2、天然氣生產(chǎn)及集輸現(xiàn)狀ii前犬然氣生產(chǎn)裝習及集輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，已經(jīng)通過底層控制

3、器即智能采集器采集到控制崗的上位機工作站的勺 時歷史數(shù)據(jù)庫中存儲，并將采集的數(shù)據(jù)重新組態(tài)形成現(xiàn)場模擬的人機界面。以便崗位工人對設備運行狀況進傘 實時監(jiān)控，并定時手工抄寫裝置運行參數(shù)及集氣、汕、坯等生產(chǎn)量、外銷量的數(shù)據(jù)，電話上報其上級相關部 門。在這種數(shù)據(jù)采集模式下的生產(chǎn)信息管理流程模式是：a、崗位值班人員每小時收集基礎數(shù)據(jù)大隊調度匯總成報表生產(chǎn)運行部；b、大隊調度匯總成表大隊計劃統(tǒng)計員匯總表計劃規(guī)劃部大隊統(tǒng)計員計劃規(guī)劃部；c、崗位人員收集基礎數(shù)據(jù)小隊技術員匯總大隊工藝技術員匯總汕氣生產(chǎn)部；整個牛產(chǎn)數(shù)據(jù)管理過程全部人丄操作，整個數(shù)據(jù)流向完全同其職能管理相一致，只是其中的部分制表工作山t 算機完成

4、。3、實時數(shù)采監(jiān)控系統(tǒng)壞境的設計與實施根據(jù)i前天然氣生產(chǎn)集輸現(xiàn)狀，在原有數(shù)據(jù)采集的基礎上重新開發(fā)實施了實時數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)通過砂 場數(shù)據(jù)采集監(jiān)控網(wǎng)、系統(tǒng)優(yōu)化數(shù)字化平臺網(wǎng)二級網(wǎng)絡系統(tǒng)如圖一，形成犬然氣生產(chǎn)、集輸系統(tǒng)的數(shù)字化、信卡 化、網(wǎng)絡化監(jiān)控平臺，實現(xiàn)了遠程數(shù)據(jù)信息共享和生產(chǎn)管理的實時調控，支持遠程移動辦公和異地查詢。圖一天然氣實時數(shù)采監(jiān)控結構局部簡圖3.1系統(tǒng)環(huán)境的設計與實施3.1.1硬件環(huán)境利用現(xiàn)場原有的工控機，對硬件配置檔次比較底的機器，進行部分配件的升級，機器內存要求在128m以上； 在信息中心配備一臺服務器（內存在128以上，硬盤20g以上，cpu最好采用雙cpu）客戶端:能夠

5、支持ie瀏覽器5.0以上即可.3.1.2網(wǎng)絡環(huán)境由于天然氣系統(tǒng)的特殊性，也決定了天然氣分公司網(wǎng)絡環(huán)境的復雜性，天然氣分公司的局域網(wǎng)基本上借助于為 汕廠的網(wǎng)絡環(huán)境，并且有些裝直區(qū)、計量站隊偏遠，無法接入汕山公司局域網(wǎng)，所以我們在裝置區(qū)鋪設了光 纖，搭建了分公司無線網(wǎng)，由無線網(wǎng)轉接到汕公司局域.3.1.3軟件環(huán)境由于裝直和集輸計量現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)安裝的時間不同，裝置和儀表類型的不同，所以底層采用的軟件環(huán)境也不同，頭 了能夠將不同軟件環(huán)境采集的數(shù)據(jù)存儲到同一個數(shù)據(jù)庫環(huán)境中，我們選用了功能強人的紫金橋工控組態(tài)軟件作 為上位機t作站上層和公司中心服務器端的軟件開發(fā)環(huán)境.3.1.4安全措施該系統(tǒng)是一個龐人的生

6、產(chǎn)運營監(jiān)測管理系統(tǒng)，我們在保證系統(tǒng)具有強大功能的同時，更要保證系統(tǒng)的安全性，因為上位機若遭到病毒或黑客的攻擊，不但數(shù)采監(jiān)控傳輸功能被破壞,嚴重的會造成裝置停機等生產(chǎn)事故，市于網(wǎng) 絡的復雜性，我們進行了如下的安全保護設計：3.1.4.1系統(tǒng)抗病毒能力設計采川網(wǎng)絡版防病毒軟件來保護網(wǎng)絡操作系統(tǒng)安全運行，建立嚴格的網(wǎng)絡安全機制（包括防火墻技術、虛擬網(wǎng)經(jīng) 技術）對系統(tǒng)病毒的傳播有抑制作用。3.1.4.2網(wǎng)絡系統(tǒng)安全設計為維護網(wǎng)絡系統(tǒng)安全在無線網(wǎng)與汕田局域網(wǎng)之間加入硬件防火墻加以防范，主要采川vlan劃分子網(wǎng)和防火 墻技術。公司網(wǎng)絡內部，川戶訪問互聯(lián)或外部川戶通過互聯(lián)網(wǎng)訪問本系統(tǒng)時采川防火墻軟件來有效地

7、防止嘿客”訪問， 防止信息流失和整個信息系統(tǒng)遭到破壞。另外代理服務器proxy server也提供了可擴展的防火墻安全特 性，使網(wǎng)絡系統(tǒng)被他人入侵時能及時采取措施。3.1.4.3信息查詢安全設計由于天然氣生產(chǎn)和集輸系統(tǒng)有很多信息需要保密，所以在服務器層開發(fā)時，根據(jù)天然氣管理的要求，按著用f 的級別和權限，設定不同的、唯一的密碼。不同級別的用戶只能訪問與其級別相適應的網(wǎng)絡資源和數(shù)據(jù)、圖開 信息。4、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集網(wǎng)4.1數(shù)據(jù)采集層模塊及功能：數(shù)據(jù)采集通訊軟件（完成數(shù)據(jù)的讀取和校驗）、通訊狀態(tài)報警軟件、實時數(shù)據(jù)庫 二次壓縮軟件（對大量的計算結果、現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)進行二次壓縮存儲）、時鐘同步軟件

8、（執(zhí)行數(shù)壯 提供者與實時數(shù)據(jù)庫服務器間嚴格的時鐘同步）。如果在同一地點存在多個控制裝直，可以通過局域網(wǎng)將各裝直數(shù)據(jù)集中到一個操作站上，統(tǒng)-向公司的實時婁 據(jù)庫傳送。4.2上位機丁作站的監(jiān)控組態(tài)組態(tài)形象地講，就象我們平時搭積木，用現(xiàn)成的積木塊搭建自己想需要的建筑；監(jiān)控組態(tài)軟件是血向實時監(jiān)護 和數(shù)據(jù)采集的軟件平臺t具，它是伴隨著集散型控制系統(tǒng)的出現(xiàn)而產(chǎn)生的，應用組態(tài)軟件中提供的各種控件呂 源形成我們所需的監(jiān)控界血和數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。天然氣有60多個計算機操作崗，60多套測控系統(tǒng)中底層數(shù)據(jù)采集存儲軟件種類繁多，由多個廠家開發(fā)。數(shù)據(jù) 采集傳輸協(xié)議也各不相同。底層實時數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建：天然氣生產(chǎn)、集輸系統(tǒng)包括天

9、然原汕穩(wěn)定、提他、天然氣淺冷、深冷、增壓、儲運、 液化氣、813計最等裝置；上位機工作站實時數(shù)據(jù)庫是實時監(jiān)控系統(tǒng)的基礎，它是現(xiàn)場控制狀況網(wǎng)上實時發(fā)不 的橋梁，所以首先在每個上位機工作站上安裝所選的紫金橋丁控組態(tài)軟件平臺，并按此軟件實時數(shù)據(jù)庫的規(guī)范 創(chuàng)建采集點和現(xiàn)場監(jiān)控模擬顯示界血，將底層其它控制軟件形成的數(shù)據(jù)轉換到實時數(shù)據(jù)庫中。5、天然氣實時數(shù)采監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)上實時發(fā)布的整體設計與實現(xiàn)t控機的實時數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建好之后,在信息中心的中心服務器端安裝我們所選的具有網(wǎng)上發(fā)布功能的組態(tài)軟件平 臺，并創(chuàng)建與上位機工作站相映的實時數(shù)據(jù)庫，通過本軟件的通訊功能模塊將上位機的數(shù)據(jù)傳送到服務器的實時 數(shù)據(jù)庫中，同時根據(jù)

10、現(xiàn)場生產(chǎn)、集輸控制流穢和管理所需的信息創(chuàng)建發(fā)布圖形界血，所發(fā)布的信息只要有瀏覽器，便對以實時查看現(xiàn)場裝置運行和集輸情況。5.1丄要功能實現(xiàn)概況服務器端運行的組態(tài)軟件平臺是天然氣生產(chǎn)、集輸數(shù)采監(jiān)控傳輸系統(tǒng)的核心，是網(wǎng)絡通訊的樞紐。它是采集砂 場信息和網(wǎng)上發(fā)布的橋梁，它與現(xiàn)場上位機工作站端的通訊協(xié)議采川tcp/ip協(xié)議，是c/s模式。服務器端具有web發(fā)布功能，通過系統(tǒng)iis實現(xiàn)web訪問，在服務器端應用組態(tài)軟件的畫圖工具，創(chuàng)建現(xiàn) 場流程圖、管理報表及具他信息界面，在與服務器端的實時數(shù)據(jù)庫相連，就町以將現(xiàn)場信息實時地以圖形和菇 表的形式發(fā)布到網(wǎng)上，非現(xiàn)場管理人員通過瀏覽器根據(jù)自己的權限和級別實現(xiàn)復

11、雜信息檢索，監(jiān)控自己所管幕 的現(xiàn)場狀況，這種圖形信息網(wǎng)上發(fā)布功能是傳統(tǒng)關系型數(shù)據(jù)庫兒乎無法克服的，發(fā)布的同時還將保持高度并為 處理能力，web訪問用戶數(shù)不受限制，我們這套系統(tǒng)在服務器端共創(chuàng)建8多個采集點包括了人部分裝置運 行參數(shù)和所有表示量的數(shù)據(jù)，按單位分組存儲，流程圖500多幅，所河813計量表的靜態(tài)信息都以單獨界面 的形式開關地顯示在每塊表的旁邊。為了給今后其它以關系型數(shù)據(jù)庫開發(fā)的應川系統(tǒng)軟件提供第一手資料，也為了保證了天然氣分公司數(shù)據(jù)源的卩f 一性和可靠性，我們川服務器端組態(tài)軟件提供的odbcget工具，將實時歷史數(shù)據(jù)町以實時或定時轉儲到關 系型數(shù)據(jù)庫中，轉儲時對以將所選的采集點（以ip

12、為單位），實時成批地轉儲到關系型數(shù)據(jù)庫不同的數(shù)據(jù)表 屮，也對以通過川數(shù)據(jù)轉儲模塊，先建立實時數(shù)據(jù)庫與關系型數(shù)據(jù)庫之間的綁定，在通過編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉儲， 轉儲到關系型數(shù)據(jù)庫。服務器端自動檢測通信信道狀態(tài)，網(wǎng)絡通信量的統(tǒng)計、異常事件的處理和記錄等功能，實時性地診斷通訊狀於 和鏈路鏈接情況，形成報告，顯示在服務器端的單獨窗口中；鏈路自動恢復處理，保證了發(fā)生鏈路中斷時發(fā) 的報文不被丟失。服務器端與上位機t作站間同時進行多點通訊，對每臺上位機t作站（底層數(shù)據(jù)庫，以機器的ip為通訊節(jié) 點）的訪問周期nj以根據(jù)用戶需要、采集點的多少和網(wǎng)絡環(huán)境口行設置，我們一般設置每三秒鐘輪回采集現(xiàn) 數(shù)據(jù)一次，保證了人的數(shù)據(jù)實

13、時性。5.2系統(tǒng)發(fā)布界血的設計與實現(xiàn)天然氣數(shù)采監(jiān)控管理系統(tǒng)主要用于生產(chǎn)管理，系統(tǒng)內容含蓋了天然氣分公司所有的運行信息、計量信息、外岡 管網(wǎng)等信息，系統(tǒng)設計主菜單按生產(chǎn)單位及處理站、計量間分層劃分，子菜單以生產(chǎn)管理內容劃分，系統(tǒng)主芋 血如圖二運行信息：反映各生產(chǎn)加工處理裝直的各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)、裝直運行狀況、天然氣外輸情況、天然氣量、輕坯外解 及庫存情況等，同時可以提供裝直的班、日、周、旬、月、季、年度的綜合統(tǒng)計數(shù)據(jù)。如圖（三、四） 外網(wǎng)信息：反映各站隊與供氣方（采汕廠），供水方（水庫），和商品氣外輸情況的各種管網(wǎng)流程圖信息。 計量信息：計量管理以公司的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)庫為基礎，生成裝直（小隊）、人隊、公

14、司三級計量管理數(shù)據(jù)，i- 量主要包括輕坯計量；采汕廠來氣、來汕計最；返輸氣、商品氣計最；水庫來水計量等等。供計最管理部門方 有關人員訪問，生成各類計量報表、計算產(chǎn)品的計量缺損、評價計量系運轉效果。如圖（五）±1圖二天然氣實時數(shù)采監(jiān)控系統(tǒng)主界血圖三、三人隊提留灌區(qū)流程圖圖四、三人隊生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表圖五、三大隊所管轄的部分計量管網(wǎng)6、應用效果實時數(shù)采監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)打破了過去主要以手工記錄數(shù)據(jù)和電話上報數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)模式；實現(xiàn)了裝置采集與網(wǎng) 發(fā)布同步的功能；將原來只能在操作崗工控機上看到的數(shù)據(jù)直接發(fā)布到網(wǎng)上，相關人員在有瀏覽器的地方，n 以隨時查詢到天然氣任一裝置整體及分解流程圖、外網(wǎng)流程圖、油氣繪的管網(wǎng)流程圖、班報信息、關鍵項的萬 史趨勢圖分析、裝置各參數(shù)、裝置運行狀況、報警信息、儀表計量等信息，并對裝置運行、計量集輸進行實廬 監(jiān)控，減少或避免了事故的發(fā)牛，降低公司在商品氣、繪的損火等等。7、結束語實時數(shù)