1.背景

隨著油氣田生產(chǎn)規(guī)模逐步加大，以人工記錄并用電話和傳真進(jìn)行信息傳輸?shù)姆绞揭言诤艽蟪潭壬现萍s了采輸生產(chǎn)的發(fā)展，不能適應(yīng)信息及時(shí)傳輸和快速?zèng)Q策的需要。因此，利用通訊、網(wǎng)絡(luò)工程、數(shù)據(jù)倉庫、企業(yè)計(jì)算以及信息處理等多個(gè)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)行源頭數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集與傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)，以便進(jìn)行更深層次的挖掘與利用已成必然。

在數(shù)字化氣田的指導(dǎo)理念下，川西采氣廠需要構(gòu)建一套功能完善、性能穩(wěn)定的調(diào)度管理系統(tǒng)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)的規(guī)模，功能和地理位置等條件，形成以流量計(jì)算機(jī)、數(shù)字儀表和手持PDA等多種采集方式的遠(yuǎn)程數(shù)字站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)川西氣田主要站點(diǎn)（氣井）的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理。

2.調(diào)度中心

調(diào)度中心系統(tǒng)采用三維力控科技有限公司的pSpace企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，此數(shù)據(jù)庫為完全的分布式結(jié)構(gòu)，可任意組建應(yīng)用模式，支持C/S和B/S應(yīng)用，它可以提供豐富的企業(yè)級(jí)信息系統(tǒng)客戶端應(yīng)用和工具，大容量支持企業(yè)級(jí)應(yīng)用，內(nèi)部實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)壓縮率，可實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的大量存儲(chǔ)，靈活的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)可滿足各種需求，具備廣泛的安全性和可跟蹤性。

以企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為核心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

該數(shù)據(jù)庫是一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)接口的、可二次開發(fā)的平臺(tái)。其能完成來自DCS、FCS、RTU、流量積算儀、流量計(jì)算機(jī)及其它各種具有或不具有標(biāo)準(zhǔn)通訊接口的控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、壓縮，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的檢索、統(tǒng)計(jì)、分析、建模，并進(jìn)行曲線、圖表顯示。可以實(shí)現(xiàn)流程性工業(yè)中典型的應(yīng)用功能，如工藝流程圖展現(xiàn)、歷史曲線分析、歷史報(bào)警分析、報(bào)表管理等。同時(shí)，該數(shù)據(jù)庫能為其他管理軟件提供高效的數(shù)據(jù)接口，也可以將整理后的數(shù)據(jù)通過pSpace直接寫入ORACLE，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與其他管理軟件的雙向通訊。

3. 遠(yuǎn)程數(shù)字站點(diǎn)

數(shù)據(jù)傳輸方案

川西采氣廠的100余座遠(yuǎn)程站點(diǎn)分布在成、綿、德3市的各個(gè)地區(qū)，分布范圍廣闊。在此實(shí)際條件下，首要通訊方案采用GPRS無線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳方式，在現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字站點(diǎn)采用工業(yè)級(jí)GPRS無線通訊DTU做為數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳設(shè)備，由于各個(gè)站點(diǎn)移動(dòng)無線信號(hào)覆蓋較好，大部分站點(diǎn)數(shù)據(jù)刷新周期小于5秒。

現(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)（流量計(jì)算機(jī)、數(shù)字儀表、PDA）通過RS232/RS422/RS485與氣田設(shè)備采集點(diǎn)連接，接入中國移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)，通過ADSL與數(shù)據(jù)中心數(shù)采機(jī)的固定IP建立TCP/IP連接。該網(wǎng)絡(luò)對(duì)氣田信息采集點(diǎn)的接入地點(diǎn)、時(shí)間、數(shù)量沒有限制，可以隨時(shí)增減。可以滿足山區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)和跨地區(qū)接入的需求。

GPRS無線組網(wǎng)典型結(jié)構(gòu)圖

流量計(jì)算機(jī)站

規(guī)模較大的配氣站采用流量計(jì)算機(jī)做為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控設(shè)備，通過流量計(jì)算機(jī)的RS-232接口將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過無線數(shù)傳DTU傳回?cái)?shù)據(jù)中心。因已建成的各個(gè)流量計(jì)算機(jī)站采用不同的流量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，因此數(shù)據(jù)中心需要根據(jù)不同的系統(tǒng)開發(fā)相應(yīng)的通信程序，力控目前支持多種流量計(jì)算機(jī)站的數(shù)據(jù)接口，可以滿足不同系統(tǒng)的需要。

數(shù)字儀表站

規(guī)模較小的配氣站采用數(shù)字儀表做為數(shù)據(jù)采集監(jiān)控設(shè)備，通過儀表的RS232接口將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過無線數(shù)傳DTU傳回?cái)?shù)據(jù)中心，替代原來由氣站工作人員手工抄表的方式。各個(gè)站點(diǎn)采用不同的廠家不同型號(hào)的數(shù)字儀表，因此數(shù)據(jù)中心需要根據(jù)不同的儀表開發(fā)相應(yīng)的通訊程序。力控目前支持上千種儀表的數(shù)據(jù)接口，如比較常用的愛拓利、VEMM、蒼南、浙江天信等。

PDA站點(diǎn)

在一些不具備實(shí)施自動(dòng)化數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的站點(diǎn)，仍使用機(jī)械式儀表的站點(diǎn)，采用手持PDA做為數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳終端，由場(chǎng)站工作人員手工將測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)寫入PDA，再由PDA通過移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳回?cái)?shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。這種方式改造系統(tǒng)投資小，效果明顯。避免了煩鎖的人工抄表以及減少誤報(bào)率。

4. 結(jié)語

整個(gè)SCADA系統(tǒng)運(yùn)行至今已有一年，調(diào)度中心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)接收正常，數(shù)據(jù)刷新周期小于5秒。

通過SACADA客戶端或IE瀏覽器，可在各站點(diǎn)的工藝流程圖上對(duì)溫度、壓力、差壓、瞬時(shí)流量、累積流量等工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)可以查看個(gè)站點(diǎn)的月報(bào)，日?qǐng)?bào)和產(chǎn)量報(bào)表，瀏覽各站點(diǎn)參數(shù)的實(shí)時(shí)趨勢(shì)和歷史趨勢(shì)，設(shè)置各參數(shù)的上下限報(bào)警，還備有日志記錄，可查詢系統(tǒng)啟停記錄、用戶登錄記錄、參數(shù)設(shè)置更改記錄和報(bào)警記錄，同時(shí)該系統(tǒng)還納入了中石化西南分公司門戶系統(tǒng)，初步實(shí)現(xiàn)了建設(shè)數(shù)字化氣田的要求。