1.背景
隨著(zhù)油氣田生產(chǎn)規模逐步加大,以人工記錄并用電話(huà)和傳真進(jìn)行信息傳輸的方式已在很大程度上制約了采輸生產(chǎn)的發(fā)展,不能適應信息及時(shí)傳輸和快速決策的需要。因此,利用通訊、網(wǎng)絡(luò )工程、數據倉庫、企業(yè)計算以及信息處理等多個(gè)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù),進(jìn)行源頭數據的自動(dòng)化采集與傳輸,實(shí)現遠程數據中心存儲,以便進(jìn)行更深層次的挖掘與利用已成必然。
在數字化氣田的指導理念下,川西采氣廠(chǎng)需要構建一套功能完善、性能穩定的調度管理系統,并根據現場(chǎng)站點(diǎn)的規模,功能和地理位置等條件,形成以流量計算機、數字儀表和手持PDA等多種采集方式的遠程數字站點(diǎn),實(shí)現對川西氣田主要站點(diǎn)(氣井)的實(shí)時(shí)監控管理。
2.調度中心
調度中心系統采用三維力控科技有限公司的pSpace企業(yè)級實(shí)時(shí)數據庫,此數據庫為完全的分布式結構,可任意組建應用模式,支持C/S和B/S應用,它可以提供豐富的企業(yè)級信息系統客戶(hù)端應用和工具,大容量支持企業(yè)級應用,內部實(shí)現高數據壓縮率,可實(shí)現歷史數據的大量存儲,靈活的擴展結構可滿(mǎn)足各種需求,具備廣泛的安全性和可跟蹤性。
以企業(yè)級實(shí)時(shí)數據庫為核心的系統結構圖
該數據庫是一個(gè)具有標準接口的、可二次開(kāi)發(fā)的平臺。其能完成來(lái)自DCS、FCS、RTU、流量積算儀、流量計算機及其它各種具有或不具有標準通訊接口的控制系統的實(shí)時(shí)數據的采集、存儲、壓縮,實(shí)時(shí)數據和歷史數據的檢索、統計、分析、建模,并進(jìn)行曲線(xiàn)、圖表顯示??梢詫?shí)現流程性工業(yè)中典型的應用功能,如工藝流程圖展現、歷史曲線(xiàn)分析、歷史報警分析、報表管理等。同時(shí),該數據庫能為其他管理軟件提供高效的數據接口,也可以將整理后的數據通過(guò)pSpace直接寫(xiě)入ORACLE,實(shí)現數據與其他管理軟件的雙向通訊。
3. 遠程數字站點(diǎn)
數據傳輸方案
川西采氣廠(chǎng)的100余座遠程站點(diǎn)分布在成、綿、德3市的各個(gè)地區,分布范圍廣闊。在此實(shí)際條件下,首要通訊方案采用GPRS無(wú)線(xiàn)數據遠傳方式,在現場(chǎng)數字站點(diǎn)采用工業(yè)級GPRS無(wú)線(xiàn)通訊DTU做為數據遠傳設備,由于各個(gè)站點(diǎn)移動(dòng)無(wú)線(xiàn)信號覆蓋較好,大部分站點(diǎn)數據刷新周期小于5秒。
現場(chǎng)站點(diǎn)(流量計算機、數字儀表、PDA)通過(guò)RS232/RS422/RS485與氣田設備采集點(diǎn)連接,接入中國移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò ),通過(guò)ADSL與數據中心數采機的固定IP建立TCP/IP連接。該網(wǎng)絡(luò )對氣田信息采集點(diǎn)的接入地點(diǎn)、時(shí)間、數量沒(méi)有限制,可以隨時(shí)增減??梢詽M(mǎn)足山區、偏遠地區和跨地區接入的需求。
GPRS無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)典型結構圖
流量計算機站
規模較大的配氣站采用流量計算機做為現場(chǎng)數據采集監控設備,通過(guò)流量計算機的RS-232接口將現場(chǎng)數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)數傳DTU傳回數據中心。因已建成的各個(gè)流量計算機站采用不同的流量計算機系統,因此數據中心需要根據不同的系統開(kāi)發(fā)相應的通信程序,力控目前支持多種流量計算機站的數據接口,可以滿(mǎn)足不同系統的需要。
數字儀表站
規模較小的配氣站采用數字儀表做為數據采集監控設備,通過(guò)儀表的RS232接口將現場(chǎng)數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)數傳DTU傳回數據中心,替代原來(lái)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(chǎng)家不同型號的數字儀表,因此數據中心需要根據不同的儀表開(kāi)發(fā)相應的通訊程序。力控目前支持上千種儀表的數據接口,如比較常用的愛(ài)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)化數據遠傳的站點(diǎn),仍使用機械式儀表的站點(diǎn),采用手持PDA做為數據遠傳終端,由場(chǎng)站工作人員手工將測點(diǎn)數據寫(xiě)入PDA,再由PDA通過(guò)移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò )傳回數據中心,實(shí)現數據采集。這種方式改造系統投資小,效果明顯。避免了煩鎖的人工抄表以及減少誤報率。
4. 結語(yǔ)
整個(gè)SCADA系統運行至今已有一年,調度中心數據庫系統運行穩定,數據接收正常,數據刷新周期小于5秒。
通過(guò)SACADA客戶(hù)端或IE瀏覽器,可在各站點(diǎn)的工藝流程圖上對溫度、壓力、差壓、瞬時(shí)流量、累積流量等工藝參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監控,同時(shí)可以查看個(gè)站點(diǎn)的月報,日報和產(chǎn)量報表,瀏覽各站點(diǎn)參數的實(shí)時(shí)趨勢和歷史趨勢,設置各參數的上下限報警,還備有日志記錄,可查詢(xún)系統啟停記錄、用戶(hù)登錄記錄、參數設置更改記錄和報警記錄,同時(shí)該系統還納入了中石化西南分公司門(mén)戶(hù)系統,初步實(shí)現了建設數字化氣田的要求。