隨著自動化技術的普及應用，油田各采油廠已經在各站（中轉站和聯合站）采用集散控製係統或以PCzongxianweijichudegongkongjigouchengjianyidefensanxingcekongxitong。danzhexiezidonghuaxitongdoushifensanzaigezhanshang，guanlizheruguobudaoxianchangzebunengjishizhangwoxianchangqingkuang

，bunengshishijiankongshengchanyunxingzhuangtai，shigezhandezidonghuaxitongxingcheng “孤島”。另(ling)外(wai)，對(dui)數(shu)據(ju)的(de)利(li)用(yong)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan)
，報(bao)表(biao)還(hai)需(xu)人(ren)工(gong)從(cong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)監(jian)視(shi)器(qi)上(shang)二(er)次(ci)抄(chao)錄(lu)。由(you)於(yu)各(ge)站(zhan)的(de)基(ji)礎(chu)網(wang)絡(luo)異(yi)常(chang)複(fu)雜(za)多(duo)樣(yang)，多(duo)種(zhong)上(shang)位(wei)機(ji)係(xi)統(tong)及(ji)PLC並存，使得實現廠級的遠程監控係統十分困難。 

為了提高競爭能力
，連續工業正在不斷地通過提高自動化水平來提高產品質量、節省能源、降低成本以獲取更顯著的經濟效益。^[1]隨著以紫金橋實時數據庫為平台的采油廠數采監測係統的實現

，各采油廠將擺脫自動化“孤島”的(de)傳(chuan)統(tong)模(mo)式(shi)
，把(ba)報(bao)表(biao)的(de)手(shou)工(gong)抄(chao)錄(lu)方(fang)式(shi)改(gai)為(wei)自(zi)動(dong)采(cai)集(ji)數(shu)據(ju)並(bing)形(xing)成(cheng)報(bao)表(biao)
，加(jia)強(qiang)數(shu)據(ju)有(you)效(xiao)共(gong)享(xiang)，加(jia)強(qiang)對(dui)各(ge)站(zhan)的(de)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)，使(shi)采(cai)油(you)廠(chang)的(de)信(xin)息(xi)化(hua)向(xiang)整(zheng)體(ti)
、綜合和集成的方向發展。本係統已於2011年9月應用於大慶油田有限責任公司第八采油廠。

以紫金橋實時數據庫為平台的采油廠數采監測係統把分散在各站的裝置運行參數
、生產數據及儀表計量等的數據信息全部集中到一個智能化的實時監控係統中
，實現了現場各站到後方采油廠的實時數據采集的電子化
、無紙辦公化
；實現現場實時在線監測裝置和儀表計量的運行狀況
，為采油廠生產管理指揮提供了強有力的技術保證。實時數據采集監測係統將及時、準確、高效、方fang便bian地di為wei管guan理li者zhe宏hong觀guan調tiao控kong及ji采cai油you廠chang今jin後hou的de數shu據ju挖wa掘jue提ti供gong第di一yi手shou資zi料liao，實shi現xian采cai油you廠chang的de自zi動dong化hua運yun行xing管guan理li，提ti高gao生sheng產chan管guan理li效xiao率lv，進jin一yi步bu完wan善shan了le油you田tian數shu字zi化hua建jian設she，改gai進jin了le采cai油you廠chang生sheng產chan信xin息xi管guan理li的de模mo式shi
，真zhen正zheng達da到dao油you田tian數shu據ju信xin息xi資zi源yuan的de共gong享xiang。

采油廠數采監測係統由數采前置機和監控中心兩部分組成，其總體架構圖如圖1所示。

 

圖1 係統總體框圖

Fig.1 Block Diagram of system hardware

 

       係統中數采前置機部分布置在各站控製室現場
，由現場工控機或PLC
、數采前置機等組成，完成從工控機或PLC上采集數據到前置機的功能。監控中心由實時數據庫服務器、熱備服務器和其他關係數據庫服務器組成。實時數據庫負責采集前置機的數據並對數據進行存儲、處理、轉儲和WEB發布；熱備服務器和實時數據庫服務器進行雙機熱備，可以有效地提高係統的穩定性和可靠性；實時數據庫還可根據需要將數據轉儲到其他的關係數據庫中，如油田的A2(中國石油油氣水井生產管理係統)係統。

       由you於yu各ge站zhan使shi用yong的de上shang位wei機ji組zu態tai軟ruan件jian各ge不bu相xiang同tong，因yin此ci需xu要yao在zai各ge站zhan監jian控kong室shi設she置zhi一yi台tai前qian置zhi機ji用yong於yu采cai集ji數shu據ju
，所suo有you前qian置zhi機ji中zhong統tong一yi安an裝zhuang紫zi金jin橋qiao監jian控kong組zu態tai軟ruan件jian
，上shang位wei機ji中zhong安an裝zhuangRemote I/O組件。

生產數據采集係統必須能夠把生產現場（包括中轉站
、聯合站）的數據采集彙總在一起，以提供進一步的數據處理以及為上層生產決策提供數據服務。

根據需要在各站主控室設立前置機，每台前置機負責與現場控製係統通信，同時將采集到的實時數據回傳至信息中心服務器。

目前，采集現場工控機上的數據有二種方式。第一種是用OPC或DDE的方式通過串口直接采集現場工控機的數據
，但是這種方式受係統環境等各種因素的影響較大
，可靠性及穩定性都較差；第di二er種zhong方fang式shi是shi把ba前qian置zhi機ji的de采cai集ji軟ruan件jian布bu置zhi在zai現xian場chang工gong控kong機ji上shang，這zhe種zhong方fang式shi可ke靠kao性xing和he穩wen定ding性xing都dou很hen好hao
，但dan是shi出chu於yu安an全quan性xing考kao慮lv或huo存cun儲chu空kong間jian及ji運yun行xing資zi源yuan的de限xian製zhi，通tong常chang在zai現xian場chang的de工gong控kong機ji上shang不bu允yun許xu安an裝zhuang其qi它ta的de大da型xing軟ruan件jian。

為此，係統應用了一款遠程數采組件
，即Remote I/O組件。這個組件的特點是占用空間小

、占用資源少，運行安全穩定可靠。Remote I/O布置在現場工控機上，負責與工控機中的組態軟件通信，前置機通過其與現場工控機通信進行數據采集，Remote I/O在整個采集過程中擔任橋梁的作用。

報表管理分為數據采集和數據查詢。

數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)包(bao)括(kuo)數(shu)據(ju)的(de)自(zi)動(dong)采(cai)集(ji)和(he)人(ren)工(gong)錄(lu)入(ru)兩(liang)部(bu)分(fen)。自(zi)動(dong)采(cai)集(ji)是(shi)將(jiang)現(xian)場(chang)上(shang)能(neng)夠(gou)采(cai)集(ji)上(shang)來(lai)的(de)數(shu)據(ju)自(zi)動(dong)的(de)存(cun)入(ru)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)並(bing)寫(xie)入(ru)報(bao)表(biao)中(zhong)，如(ru)果(guo)操(cao)作(zuo)員(yuan)認(ren)為(wei)這(zhe)部(bu)分(fen)數(shu)據(ju)不(bu)準(zhun)確(que)，也(ye)可(ke)以(yi)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)修(xiu)改(gai)校(xiao)正(zheng)
；人工錄入是將現場無法采集到的數據手動的錄入到報表中並存入指定時刻的曆史數據庫中。

數(shu)據(ju)查(zha)詢(xun)是(shi)針(zhen)對(dui)整(zheng)張(zhang)報(bao)表(biao)而(er)言(yan)的(de)，就(jiu)是(shi)將(jiang)已(yi)經(jing)在(zai)固(gu)定(ding)時(shi)間(jian)段(duan)存(cun)入(ru)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)的(de)數(shu)據(ju)查(zha)詢(xun)出(chu)來(lai)在(zai)報(bao)表(biao)上(shang)顯(xian)示(shi)，報(bao)表(biao)查(zha)詢(xun)是(shi)以(yi)天(tian)為(wei)單(dan)位(wei)的(de)，可(ke)指(zhi)定(ding)到(dao)具(ju)體(ti)的(de)某(mou)一(yi)天(tian)。

       係統的數據流向是這樣的：前置機通過Remote I/O采集工控機上的數據

，再把數據上傳到信息中心實時數據庫中

，然後把實時數據庫中的需要的數據轉儲到關係數據庫中。

    由於通訊線路的故障或病毒的幹擾都可能使通訊出現中斷現象。這就會給頂層數據庫造成數據缺失，影響曆史數據的完整性
、統計數據的準確性。為了在出現網絡故障的時候保證數據的完整性
，係統采用了數據恢複即斷點續傳技術。

    前端數采機和監控中心服務器進行通訊時，如果網絡出現故障或者機器重新啟動，數據庫間不能進行即時的數據通訊
，前(qian)端(duan)數(shu)采(cai)機(ji)能(neng)夠(gou)暫(zan)存(cun)斷(duan)線(xian)期(qi)間(jian)的(de)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)，當(dang)通(tong)訊(xun)恢(hui)複(fu)後(hou)將(jiang)數(shu)據(ju)自(zi)動(dong)恢(hui)複(fu)到(dao)上(shang)層(ceng)數(shu)據(ju)庫(ku)中(zhong)。如(ru)果(guo)有(you)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)向(xiang)關(guan)係(xi)數(shu)據(ju)庫(ku)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)轉(zhuan)儲(chu)的(de)情(qing)況(kuang)，在(zai)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)恢(hui)複(fu)的(de)同(tong)時(shi)，還(hai)能(neng)對(dui)斷(duan)線(xian)期(qi)間(jian)應(ying)該(gai)轉(zhuan)儲(chu)到(dao)關(guan)係(xi)庫(ku)中(zhong)的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)恢(hui)複(fu)。

係xi統tong支zhi持chi多duo級ji數shu據ju恢hui複fu。如ru在zai下xia圖tu所suo示shi的de前qian置zhi機ji到dao二er級ji服fu務wu器qi間jian出chu現xian了le通tong信xin故gu障zhang
，在zai線xian路lu恢hui複fu後hou，前qian置zhi機ji與yu二er級ji服fu務wu器qi間jian將jiang進jin行xing數shu據ju恢hui複fu。雖sui然ran中zhong心xin服fu務wu器qi與yu二er級ji服fu務wu器qi之zhi間jian沒mei有you出chu現xian過guo通tong信xin故gu障zhang現xian象xiang，但dan是shi由you於yu二er級ji服fu務wu器qi在zai與yu前qian置zhi機ji故gu障zhang期qi間jian，自zi身shen數shu據ju沒mei有you得de到dao刷shua新xin
，以yi至zhi造zao成cheng其qi上shang遊you服fu務wu器qi數shu據ju停ting滯zhi現xian象xiang。因yin此ci在zai前qian置zhi機ji與yu二er級ji服fu務wu器qi間jian將jiang進jin行xing數shu據ju恢hui複fu時shi
，也ye

將中心服務器關心的數據進行恢複。斷點續傳技術保證了曆史數據的完整性
，而且這種恢複會層層向上，直到最終的關係數據庫中。

 

圖2 數據恢複示意圖

Fig.2 Schematic Diagram of Data Recovery

       監控中心主要負責采集數采前置機的數據並對數據進行存儲、處理、轉儲和WEB發布。

2.3.1數據轉儲

數據轉儲是將傳送到監控中心服務器上的數據通過轉儲軟件按照規定的格式、規定的時間間隔將所要轉儲的數據存儲到A2係統等其他的關係數據庫中。

2.3.2WEB發布

    通過監控中心服務器上的實時數據庫進行WEB發(fa)布(bu)，所(suo)有(you)授(shou)權(quan)用(yong)戶(hu)均(jun)可(ke)通(tong)過(guo)瀏(liu)覽(lan)網(wang)頁(ye)的(de)形(xing)式(shi)查(zha)看(kan)各(ge)站(zhan)的(de)實(shi)時(shi)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)畫(hua)麵(mian)
，及(ji)時(shi)掌(zhang)握(wo)所(suo)關(guan)心(xin)的(de)數(shu)據(ju)，查(zha)看(kan)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)的(de)運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang)等(deng)

，實(shi)現(xian)了(le)坐(zuo)在(zai)辦(ban)公(gong)室(shi)裏(li)就(jiu)能(neng)及(ji)時(shi)了(le)解(jie)現(xian)場(chang)情(qing)況(kuang)，指(zhi)揮(hui)現(xian)場(chang)生(sheng)產(chan)。WEB發布包括實時數據顯示，流程圖顯示，報警顯示
，趨勢顯示等。

2.3.3客戶端

       監控中心服務器上發布的畫麵，包括工藝流程圖、重點實時數據、趨勢、報bao警jing和he報bao表biao等deng都dou可ke通tong過guo瀏liu覽lan器qi查zha看kan。係xi統tong的de權quan限xian管guan理li和he中zhong國guo石shi油you天tian然ran氣qi集ji團tuan公gong司si的de域yu用yong戶hu管guan理li相xiang結jie合he
，實shi現xian了le用yong戶hu隻zhi需xu用yong域yu用yong戶hu登deng錄lu就jiu可ke獲huo得de相xiang應ying的de權quan限xian。

3.1數采前置機的軟件設計

       數采前置機通過串口與工控機相連，這也有效的防止了病毒的傳播
，提高係統的安全性。首先在監控組態軟件中建立驅動
，配置Remote I/O，通過Remote I/O采集數據到前置機。然後在組態軟件中繪製工藝流程畫麵、報表、曆史趨勢和報警等畫麵，把采集上來的數據應用到上述畫麵中。

3.2監控中心實時數據庫服務器上的軟件設計

       實時數據庫服務器通過局域網與前置機相連，通過遠程數據源采集前置機的數據，並將工藝流程畫麵、報表、曆史趨勢和報警等畫麵進行WEB發布，還要將需要的數據轉儲到關係數據庫中。

大(da)慶(qing)油(you)田(tian)有(you)限(xian)責(ze)任(ren)公(gong)司(si)第(di)八(ba)采(cai)油(you)廠(chang)建(jian)立(li)的(de)生(sheng)產(chan)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)，打(da)破(po)了(le)過(guo)去(qu)主(zhu)要(yao)以(yi)手(shou)工(gong)記(ji)錄(lu)數(shu)據(ju)和(he)電(dian)話(hua)上(shang)報(bao)數(shu)據(ju)的(de)傳(chuan)統(tong)模(mo)式(shi)，實(shi)現(xian)了(le)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)與(yu)網(wang)上(shang)發(fa)布(bu)同(tong)步(bu)的(de)功(gong)能(neng)，將(jiang)原(yuan)來(lai)隻(zhi)能(neng)在(zai)操(cao)作(zuo)崗(gang)工(gong)控(kong)機(ji)上(shang)看(kan)到(dao)的(de)數(shu)據(ju)直(zhi)接(jie)發(fa)布(bu)到(dao)網(wang)上(shang)，相(xiang)關(guan)人(ren)員(yuan)在(zai)有(you)瀏(liu)覽(lan)器(qi)的(de)地(di)方(fang)可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)查(zha)詢(xun)到(dao)需(xu)要(yao)的(de)數(shu)據(ju)。生(sheng)產(chan)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)係(xi)統(tong)的(de)應(ying)用(yong)加(jia)強(qiang)了(le)對(dui)生(sheng)產(chan)數(shu)據(ju)的(de)管(guan)理(li)
，使(shi)數(shu)據(ju)的(de)收(shou)集(ji)和(he)整(zheng)理(li)過(guo)程(cheng)更(geng)科(ke)學(xue)合(he)理(li)，及(ji)時(shi)的(de)對(dui)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)與(yu)共(gong)享(xiang)，形(xing)成(cheng)需(xu)要(yao)的(de)生(sheng)產(chan)信(xin)息(xi)，加(jia)強(qiang)生(sheng)產(chan)管(guan)理(li)過(guo)程(cheng)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)，使(shi)生(sheng)產(chan)信(xin)息(xi)和(he)管(guan)理(li)信(xin)息(xi)能(neng)夠(gou)及(ji)時(shi)產(chan)生(sheng)和(he)發(fa)布(bu)，從(cong)而(er)製(zhi)定(ding)科(ke)學(xue)合(he)理(li)的(de)公(gong)司(si)生(sheng)產(chan)和(he)經(jing)營(ying)的(de)發(fa)展(zhan)戰(zhan)略(lve)。

采(cai)油(you)廠(chang)生(sheng)產(chan)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)的(de)應(ying)用(yong)不(bu)僅(jin)改(gai)變(bian)了(le)原(yuan)有(you)的(de)數(shu)據(ju)流(liu)程(cheng)管(guan)理(li)方(fang)式(shi)，也(ye)實(shi)現(xian)了(le)從(cong)職(zhi)能(neng)化(hua)管(guan)理(li)到(dao)業(ye)務(wu)流(liu)程(cheng)管(guan)理(li)的(de)轉(zhuan)變(bian)
，縮(suo)短(duan)了(le)信(xin)息(xi)溝(gou)通(tong)的(de)時(shi)間(jian)
，提(ti)高(gao)了(le)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)。保(bao)證(zheng)了(le)各(ge)種(zhong)原(yuan)始(shi)信(xin)息(xi)數(shu)據(ju)獲(huo)取(qu)的(de)及(ji)時(shi)的(de)
、真實性、全麵性，信息分析處理的科學性
、係統性，結論建議的準確性、完整性，為中國石油A2係統在大慶油田有限責任公司第八采油廠的順利實施奠定了堅實的基礎。