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PC總zong線xian為wei基ji礎chu的de工gong控kong機ji構gou成cheng簡jian易yi的de分fen散san型xing測ce控kong係xi統tong。但dan這zhe些xie自zi動dong化hua係xi統tong都dou是shi分fen散san在zai各ge站zhan上shang，管guan理li者zhe如ru果guo不bu到dao現xian場chang則ze不bu能neng及ji時shi掌zhang握wo現xian場chang情qing況kuang
，不bu能neng實shi時shi監jian控kong生sheng產chan運yun行xing狀zhuang態tai，使shi各ge站zhan的de自zi動dong化hua係xi統tong形xing成cheng “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jiPLC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”dechuantongmoshi，babaobiaodeshougongchaolufangshigaiweizidongcaijishujubingxingchengbaobiao，jiaqiangshujuyouxiaogongxiang，jiaqiangduigezhandeshishijiankong，shicaiyouchangdexinxihuaxiangzhengti、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、fangbiandiweiguanlizhehongguantiaokongjicaiyouchangjinhoudeshujuwajuetigongdiyishouziliao
，shixiancaiyouchangdezidonghuayunxingguanli，tigaoshengchanguanlixiaolv，jinyibuwanshanleyoutianshuzihuajianshe，gaijinlecaiyouchangshengchanxinxiguanlidemoshi，zhenzhengdadaoyoutianshujuxinxiziyuandegongxiang。

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。

       youyugezhanshiyongdeshangweijizutairuanjiangebuxiangtong，yincixuyaozaigezhanjiankongshishezhiyitaiqianzhijiyongyucaijishuju


，suoyouqianzhijizhongtongyianzhuangzijinqiaojiankongzutairuanjian，shangweijizhonganzhuangRemote 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；dierzhongfangshishibaqianzhijidecaijiruanjianbuzhizaixianchanggongkongjishang
，zhezhongfangshikekaoxinghewendingxingdouhenhao，danshichuyuanquanxingkaolvhuocunchukongjianjiyunxingziyuandexianzhi

，tongchangzaixianchangdegongkongjishangbuyunxuanzhuangqitadedaxingruanjian。

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。

shujuzhaxunshizhenduizhengzhangbaobiaoeryande
，jiushijiangyijingzaigudingshijianduancunrulishishujukudeshujuzhaxunchulaizaibaobiaoshangxianshi，baobiaozhaxunshiyitianweidanweide，kezhidingdaojutidemouyitian。

       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)。

xitongzhichiduojishujuhuifu。ruzaixiatusuoshideqianzhijidaoerjifuwuqijianchuxianletongxinguzhang，zaixianluhuifuhou
，qianzhijiyuerjifuwuqijianjiangjinxingshujuhuifu。suiranzhongxinfuwuqiyuerjifuwuqizhijianmeiyouchuxianguotongxinguzhangxianxiang，danshiyouyuerjifuwuqizaiyuqianzhijiguzhangqijian，zishenshujumeiyoudedaoshuaxin
，yizhizaochengqishangyoufuwuqishujutingzhixianxiang。yincizaiqianzhijiyuerjifuwuqijianjiangjinxingshujuhuifushi，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WEBfabu

，suoyoushouquanyonghujunketongguoliulanwangyedexingshizhakangezhandeshishigongyiliuchenghuamian，jishizhangwosuoguanxindeshuju，zhakanxianchangshebeideyunxingqingkuangdeng，shixianlezuozaibangongshilijiunengjishilejiexianchangqingkuang，zhihuixianchangshengchan。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。