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力控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pSpace助力油氣田公司全面完成國(guó)產(chǎn)化替代

2022/12/08 作者:力控科技
隨著油氣田公司管網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,井口、場(chǎng)站數(shù)量更多,分布范圍更廣,公司與二級(jí)單位、場(chǎng)站之間的實(shí)時(shí)通訊與調(diào)度面臨更大的數(shù)據(jù)接入挑戰(zhàn),舊有的數(shù)據(jù)應(yīng)用方式、管理手段和管理模式已無(wú)法滿足新的管控需求,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)迭代升級(jí)工作迫在眉睫。


針對(duì)油氣田公司的需求,力控科技搭建測(cè)試環(huán)境,部署安全策略,在驗(yàn)證了技術(shù)可行性后,最終以pSpace產(chǎn)品為核心搭建出生產(chǎn)數(shù)據(jù)平臺(tái),幫助油氣田公司完成國(guó)產(chǎn)化替代。

新數(shù)據(jù)庫(kù)容量從原數(shù)據(jù)庫(kù)的20萬(wàn)點(diǎn)提升至50萬(wàn)點(diǎn),同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)入庫(kù)檢查、數(shù)據(jù)校對(duì)等數(shù)據(jù)質(zhì)量管理功能,斷點(diǎn)續(xù)傳、點(diǎn)位同步、時(shí)鐘同步等數(shù)據(jù)監(jiān)控功能,全面提高數(shù)據(jù)自動(dòng)采集能力及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力;發(fā)布油氣田公司上千張工藝流程圖,支撐上層各類綜合應(yīng)用的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)一次采集、集中管理、多業(yè)務(wù)應(yīng)用,有效提高油氣田公司管理水平和業(yè)務(wù)服務(wù)能力。




一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)


油氣田公司生產(chǎn)數(shù)據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)緊密結(jié)合公司生產(chǎn)運(yùn)行及相關(guān)業(yè)務(wù)流程,對(duì)管網(wǎng)、井口、場(chǎng)站、作業(yè)區(qū)、氣礦及公司等業(yè)務(wù)進(jìn)行一體化管理,其主要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)如下:


  • 采集公司下轄所有井口、場(chǎng)站實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)及重要設(shè)置參數(shù)數(shù)據(jù),并匯總到調(diào)度中心平臺(tái)。


  • 數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)斷線回補(bǔ),確保數(shù)據(jù)一致性及連續(xù)性。


  • 實(shí)現(xiàn)MQTT數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)建點(diǎn)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。


  • 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)網(wǎng)pSpace數(shù)據(jù)庫(kù)向辦公室pSpace數(shù)據(jù)庫(kù)單向推送。


  • 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝?yán)L制流程圖,實(shí)現(xiàn)HTML5頁(yè)面發(fā)布,并設(shè)置相關(guān)修改、訪問(wèn)權(quán)限,以供二級(jí)單位和第三方應(yīng)用系統(tǒng)訪問(wèn)或調(diào)用。


  • 提供高性能、高穩(wěn)定性數(shù)據(jù)接口,以便幾十上百家第三方應(yīng)用系統(tǒng)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。


  • 提供數(shù)據(jù)質(zhì)量分析系統(tǒng),檢驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)簽合規(guī)性、統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)質(zhì)量、異常測(cè)點(diǎn)監(jiān)控、僵尸點(diǎn)管理、場(chǎng)站通信狀態(tài)及工單應(yīng)用等功能。


  • 提供設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)設(shè)備建模、設(shè)備臺(tái)賬、設(shè)備數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)綁定、設(shè)備動(dòng)/靜態(tài)查看等功能。



二、系統(tǒng)架構(gòu)


使用力控pSpace軟件平臺(tái)建設(shè)油氣田公司生產(chǎn)數(shù)據(jù)平臺(tái),在生產(chǎn)網(wǎng)端各二級(jí)單位生產(chǎn)數(shù)據(jù)服務(wù)器部署采集程序,通過(guò)協(xié)議采集二級(jí)單位實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、檢索,并通過(guò)工業(yè)網(wǎng)閘將數(shù)據(jù)單向推送在辦公網(wǎng)力控pSpace軟件平臺(tái)。

系統(tǒng)平臺(tái)提供流程圖瀏覽器組態(tài)發(fā)布功能,以便眾多第三方應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)及頁(yè)面調(diào)用;平臺(tái)提供設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)便于數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)及設(shè)備建模管理。


(網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D)


調(diào)度中心設(shè)置在油氣田公司中心機(jī)房,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)可分為生產(chǎn)網(wǎng)和辦公網(wǎng)。

需要配備的硬件包括采集服務(wù)器(熱備冗余)、pSpace服務(wù)器、磁盤陣列柜、Web服務(wù)器、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、設(shè)備資產(chǎn)服務(wù)器、質(zhì)量分析服務(wù)器、客戶端、大屏顯示系統(tǒng)、打印機(jī)、UPS電源、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等;生產(chǎn)網(wǎng)和辦公網(wǎng)之間使用工業(yè)網(wǎng)閘進(jìn)行單向隔離,確保生產(chǎn)網(wǎng)安全。


主要系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)說(shuō)明如下:

在中心系統(tǒng)的建設(shè)中,可構(gòu)建冗余的采集服務(wù)器、歷史服務(wù)器提高系統(tǒng)的可靠性,分布在網(wǎng)絡(luò)中的采集服務(wù)器、歷史服務(wù)器、web服務(wù)器等分布式管理服務(wù)器可方便的進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展。

01 采集服務(wù)器


采集服務(wù)器由力控IO SERVER構(gòu)建,主要為系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理支撐,負(fù)責(zé)處理、存儲(chǔ)、管理從二級(jí)單位推送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并將采集解析后的數(shù)據(jù)推送到pSpace數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。


為提高數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定性,采集服務(wù)器采用冗余部署。支持?jǐn)嗑€緩存,能自動(dòng)恢復(fù)通信中斷期間的數(shù)據(jù)。


02 歷史服務(wù)器


歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器由力控pSpace實(shí)時(shí)歷史庫(kù)構(gòu)建,主要完成歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理,并為網(wǎng)絡(luò)中的其它服務(wù)器和第三方應(yīng)用系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)。


03 WEB服務(wù)器


Web服務(wù)器由力控SmartWorx產(chǎn)品實(shí)現(xiàn),是實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)與管理應(yīng)用系統(tǒng)之間的銜接服務(wù)器。Web服務(wù)器保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)都在 B/S 結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一平臺(tái)下進(jìn)行監(jiān)控,包括井口、場(chǎng)站、管網(wǎng)的監(jiān)控信息都可在統(tǒng)一平臺(tái)上進(jìn)行監(jiān)視。同時(shí)對(duì)外提供訪問(wèn)地址,第三方系統(tǒng)通過(guò)單點(diǎn)登錄后可訪問(wèn)對(duì)應(yīng)web頁(yè)面。


04 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器


關(guān)系庫(kù)服務(wù)器部署關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用后臺(tái),公司組織架構(gòu)、設(shè)備臺(tái)賬等信息均存入此庫(kù),為MQTT服務(wù)、設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)質(zhì)量系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。


05 設(shè)備資產(chǎn)服務(wù)器


設(shè)備資產(chǎn)服務(wù)器部署力控設(shè)備資產(chǎn)系統(tǒng),對(duì)公司各重點(diǎn)設(shè)備資產(chǎn)進(jìn)行管理,用戶可自行選擇設(shè)備展示實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)及靜態(tài)數(shù)據(jù),按氣礦層級(jí)結(jié)果查看某場(chǎng)站某設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行情況及設(shè)備臺(tái)賬信息。


06 數(shù)據(jù)質(zhì)量分析服務(wù)器


力控質(zhì)量分析系統(tǒng)可對(duì)公司pSpace數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部測(cè)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量分析,包括測(cè)點(diǎn)合規(guī)性檢查、數(shù)據(jù)異常檢查、僵尸點(diǎn)篩查、通訊狀態(tài)統(tǒng)計(jì)、處理工單等功能。


07 客戶端


系統(tǒng)提供可C/S客戶端和B/S客戶端,用戶通過(guò)客戶端可查看相應(yīng)井口、場(chǎng)站實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)及工業(yè)流程圖,并可根據(jù)要求查看對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)歷史數(shù)據(jù)形成的趨勢(shì)和報(bào)表。



三、系統(tǒng)功能


01 海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)


力控pSpace用于過(guò)程數(shù)據(jù)的歷史存儲(chǔ),要求滿足大數(shù)據(jù)量、大吞吐量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與檢索。用戶可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)配置工具查詢相關(guān)測(cè)點(diǎn)歷史數(shù)據(jù)、維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)測(cè)點(diǎn)信息等。



02 工藝流程圖動(dòng)態(tài)展示


通過(guò)力控科技Smartworx平臺(tái)的畫(huà)面組態(tài)工具,用戶可以快捷,方便的開(kāi)發(fā)定制工藝流程圖,相關(guān)開(kāi)關(guān)量、設(shè)備的運(yùn)行/停止、模擬量的實(shí)時(shí)變化等,圖形目標(biāo)的前景色、背景色及目標(biāo)的動(dòng)態(tài)移動(dòng)方向均可任意指定,并可動(dòng)態(tài)變化??砂凑詹煌脩艚巧珜?shí)現(xiàn)放開(kāi)訪問(wèn)及修改。



03 設(shè)備資產(chǎn)管理子系統(tǒng)


實(shí)現(xiàn)各場(chǎng)站生產(chǎn)設(shè)備遠(yuǎn)程化、實(shí)時(shí)化管控。各場(chǎng)站設(shè)備運(yùn)行情況可通過(guò)直觀的設(shè)備工藝圖形式展現(xiàn)給相關(guān)管理者,使管理者可隨時(shí)遠(yuǎn)程查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及報(bào)警信息。管理人員通過(guò)本系統(tǒng)可實(shí)時(shí)查各場(chǎng)站重要生產(chǎn)設(shè)備動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù),各類設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)一目了然,相關(guān)檔案信息、運(yùn)行信息快速展現(xiàn)。



04 數(shù)據(jù)質(zhì)量分析子系統(tǒng)


提供測(cè)點(diǎn)合規(guī)性檢查、數(shù)據(jù)異常檢查、僵尸點(diǎn)篩查、通訊狀態(tài)統(tǒng)計(jì)、處理工單等功能。用戶可通過(guò)該子系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看pSpace數(shù)據(jù)庫(kù)使用狀態(tài)、測(cè)點(diǎn)質(zhì)量狀態(tài),為公司數(shù)據(jù)質(zhì)量考核提供支撐。





四、應(yīng)用總結(jié)


由力控pSpace數(shù)據(jù)庫(kù)及配套產(chǎn)品構(gòu)建的油氣田公司生產(chǎn)數(shù)據(jù)平臺(tái),推動(dòng)了油氣田公司調(diào)度中心的信息化建設(shè),實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)站設(shè)備動(dòng)態(tài)感知、集中監(jiān)控、智能報(bào)警、診斷分析、輸配管理、實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)、業(yè)務(wù)發(fā)布等功能,提高了油氣田公司管理水平和業(yè)務(wù)服務(wù)能力。

整套系統(tǒng)結(jié)合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù),提高工作效率、降低成本,為油氣田分公司的統(tǒng)一調(diào)度管理、數(shù)據(jù)集中管控提供有力保障,并最終完成國(guó)產(chǎn)化替代。



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