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力控實時數(shù)據(jù)庫pSpace助力油氣田公司全面完成國產(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)模的不斷擴大,井口、場站數(shù)量更多,分布范圍更廣,公司與二級單位、場站之間的實時通訊與調(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法滿足新的管控需求,實時數(shù)據(jù)庫迭代升級工作迫在眉睫。


針對油氣田公司的需求,力控科技搭建測試環(huán)境,部署安全策略,在驗證了技術(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,幫助油氣田公司完成國產(chǎn)化替代。

新數(shù)據(jù)庫容量從原數(shù)據(jù)庫的20萬點提升至50萬點,同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)入庫檢查、數(shù)據(jù)校對等數(shù)據(jù)質(zhì)量管理功能,斷點續(xù)傳、點位同步、時鐘同步等數(shù)據(jù)監(jiān)控功能,全面提高數(shù)據(jù)自動采集能力及數(shù)據(jù)存儲能力;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


油氣田公司生產(chǎn)數(shù)據(jù)平臺設(shè)計緊密結(jié)合公司生產(chǎn)運行及相關(guān)業(yè)務(wù)流程,對管網(wǎng)、井口、場站、作業(yè)區(qū)、氣礦及公司等業(yè)務(wù)進行一體化管理,其主要實現(xiàn)目標如下:


  • 采集公司下轄所有井口、場站實時生產(chǎn)過程數(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。


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


  • 實現(xiàn)MQTT數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫自動建點和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。


  • 實現(xiàn)生產(chǎn)網(wǎng)pSpace數(shù)據(jù)庫向辦公室pSpace數(shù)據(jù)庫單向推送。


  • 根據(jù)現(xiàn)場工藝繪制流程圖,實現(xiàn)HTML5頁面發(fā)布,并設(shè)置相關(guān)修改、訪問權(quán)限,以供二級單位和第三方應(yīng)用系統(tǒng)訪問或調(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)獲取實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)。


  • 提供數(shù)據(jù)質(zhì)量分析系統(tǒng),檢驗數(shù)據(jù)標簽合規(guī)性、統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)質(zhì)量、異常測點監(jiān)控、僵尸點管理、場站通信狀態(tài)及工單應(yīng)用等功能。


  • 提供設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng),實現(xiàn)設(shè)備建模、設(shè)備臺賬、設(shè)備數(shù)據(jù)動態(tài)綁定、設(shè)備動/靜態(tài)查看等功能。



二、系統(tǒng)架構(gòu)


使用力控pSpace軟件平臺建設(shè)油氣田公司生產(chǎn)數(shù)據(jù)平臺,在生產(chǎn)網(wǎng)端各二級單位生產(chǎn)數(shù)據(jù)服務(wù)器部署采集程序,通過協(xié)議采集二級單位實時數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行處理、存儲、檢索,并通過工業(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。

系統(tǒng)平臺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)及頁面調(diào)用;平臺提供設(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)庫維護及設(shè)備建模管理。


(網(wǎng)絡(luò)拓撲圖)


調(diào)度中心設(shè)置在油氣田公司中心機房,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、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)閘進行單向隔離,確保生產(chǎn)網(wǎng)安全。


主要系統(tǒng)節(jié)點說明如下:

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)器可方便的進行系統(tǒng)擴展。

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)提供實時數(shù)據(jù)管理支撐,負責處理、存儲、管理從二級單位推送的實時數(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。支持斷線緩存,能自動恢復通信中斷期間的數(shù)據(jù)。


02 歷史服務(wù)器


歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器由力控pSpace實時歷史庫構(gòu)建,主要完成歷史數(shù)據(jù)的存儲、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)提供實時、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)品實現(xiàn),是實時監(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)一平臺下進行監(jiān)控,包括井口、場站、管網(wǎng)的監(jiān)控信息都可在統(tǒng)一平臺上進行監(jiān)視。同時對外提供訪問地址,第三方系統(tǒng)通過單點登錄后可訪問對應(yīng)web頁面。


04 關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)器


關(guān)系庫服務(wù)器部署關(guān)系數(shù)據(jù)庫應(yīng)用后臺,公司組織架構(gòu)、設(shè)備臺賬等信息均存入此庫,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),對公司各重點設(shè)備資產(chǎn)進行管理,用戶可自行選擇設(shè)備展示實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)及靜態(tài)數(shù)據(jù),按氣礦層級結(jié)果查看某場站某設(shè)備當前運行情況及設(shè)備臺賬信息。


06 數(shù)據(jù)質(zhì)量分析服務(wù)器


力控質(zhì)量分析系統(tǒng)可對公司pSpace數(shù)據(jù)庫內(nèi)部測點進行數(shù)據(jù)質(zhì)量分析,包括測點合規(guī)性檢查、數(shù)據(jù)異常檢查、僵尸點篩查、通訊狀態(tài)統(tǒng)計、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,用戶通過客戶端可查看相應(yīng)井口、場站實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)及工業(yè)流程圖,并可根據(jù)要求查看對應(yīng)測點歷史數(shù)據(jù)形成的趨勢和報表。



三、系統(tǒng)功能


01 海量數(shù)據(jù)存儲


力控pSpace用于過程數(shù)據(jù)的歷史存儲,要求滿足大數(shù)據(jù)量、大吞吐量的數(shù)據(jù)存儲與檢索。用戶可通過數(shù)據(jù)庫相關(guān)配置工具查詢相關(guān)測點歷史數(shù)據(jù)、維護數(shù)據(jù)庫測點信息等。



02 工藝流程圖動態(tài)展示


通過力控科技Smartworx平臺的畫面組態(tài)工具,用戶可以快捷,方便的開發(fā)定制工藝流程圖,相關(guān)開關(guān)量、設(shè)備的運行/停止、模擬量的實時變化等,圖形目標的前景色、背景色及目標的動態(tài)移動方向均可任意指定,并可動態(tài)變化。可按照不同用戶角色實現(xiàn)放開訪問及修改。



03 設(shè)備資產(chǎn)管理子系統(tǒng)


實現(xiàn)各場站生產(chǎn)設(shè)備遠程化、實時化管控。各場站設(shè)備運行情況可通過直觀的設(shè)備工藝圖形式展現(xiàn)給相關(guān)管理者,使管理者可隨時遠程查看實時數(shù)據(jù)及報警信息。管理人員通過本系統(tǒng)可實時查各場站重要生產(chǎn)設(shè)備動態(tài)數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù),各類設(shè)備運行狀態(tài)一目了然,相關(guān)檔案信息、運行信息快速展現(xiàn)。



04 數(shù)據(jù)質(zhì)量分析子系統(tǒng)


提供測點合規(guī)性檢查、數(shù)據(jù)異常檢查、僵尸點篩查、通訊狀態(tài)統(tǒng)計、處理工單等功能。用戶可通過該子系統(tǒng)實時查看pSpace數(shù)據(jù)庫使用狀態(tài)、測點質(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)庫及配套產(chǎn)品構(gòu)建的油氣田公司生產(chǎn)數(shù)據(jù)平臺,推動了油氣田公司調(diào)度中心的信息化建設(shè),實現(xiàn)了場站設(shè)備動態(tài)感知、集中監(jiān)控、智能報警、診斷分析、輸配管理、實時協(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)合先進的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動化控制技術(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,并最終完成國產(chǎn)化替代。



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