聯(lián)合站實(shí)時監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、聯(lián)合站實(shí)時監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)從2000年開始，孤島采油廠先后建設(shè)完成了聯(lián)合站三相分隊(duì)計(jì)量系統(tǒng)及自動 監(jiān)控系統(tǒng)，在各個聯(lián)合站實(shí)現(xiàn)了來液的分隊(duì)自動計(jì)量和聯(lián)合站生產(chǎn)流程的自動實(shí) 時監(jiān)控。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)而有效的運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)， 構(gòu)建分隊(duì)計(jì)量及 聯(lián)合站信息綜合應(yīng)用平臺，使生產(chǎn)現(xiàn)場的自動數(shù)據(jù)采集與后臺的信息應(yīng)用融為一 體。聯(lián)合站實(shí)時監(jiān)控管理系統(tǒng)正是為滿足這一生產(chǎn)需求而提出的。該系統(tǒng) 充分利用采油廠網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫資源，依托現(xiàn)場自動監(jiān)控系統(tǒng)，在全廠范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn) 分隊(duì)計(jì)量及自動監(jiān)控生產(chǎn)數(shù)據(jù)資源的共享， 建立基于Web勺可視化信息平臺。該 系統(tǒng)建成后可以從整體上提高集輸生產(chǎn)系統(tǒng)的管理水平，為采油廠領(lǐng)導(dǎo)、

2、科研人員及各單位管理、技術(shù)人員提供查詢、分析、決策等全方位的服務(wù)。系統(tǒng)背景和目的采油廠聯(lián)合站生產(chǎn)主要包括如下幾個環(huán)節(jié)：原油來液計(jì)量（對各采油隊(duì)來液 進(jìn)行計(jì)量，分析出來液中油、水、氣的含量）、原油處理（通過一系列的流程將 各隊(duì)來液進(jìn)行油、水、氣的分離卜污水處理（將污水中的含油進(jìn)行過濾、實(shí)污水 含油降低到最低的水平卜原油外輸。在建設(shè)計(jì)量及監(jiān)控自動化系統(tǒng)之前，各個 生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工作主要由人工實(shí)行現(xiàn)場管理， 難免出現(xiàn)誤差和工作失誤。自動化系 統(tǒng)建成之后，整個聯(lián)合站原油生產(chǎn)基本實(shí)現(xiàn)后臺的管理和監(jiān)控， 聯(lián)合站主要的生 產(chǎn)環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的自動化設(shè)備實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)的動態(tài)采集與反饋，部分環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了后臺自動化控制

3、，從而提高了整個聯(lián)合站生產(chǎn)的安全性、 穩(wěn)定性、科學(xué)性， 為進(jìn)一步構(gòu)建軟件系統(tǒng)平臺，實(shí)現(xiàn)集輸生產(chǎn)管理自動化打下基礎(chǔ)。整個系統(tǒng)由：網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫和相應(yīng)的軟件系統(tǒng)構(gòu)架。系統(tǒng)不但可以使聯(lián)合站 實(shí)時生產(chǎn)信息的網(wǎng)上共享，而且實(shí)現(xiàn)了圖形化的計(jì)算機(jī)后臺管理與監(jiān)控， 以圖形、 曲線和報表等形式提供多功能生產(chǎn)信息的分析與查詢，為決策、管理和科研服務(wù)。 該系統(tǒng)會從以下幾個方面達(dá)到為企業(yè)創(chuàng)新增效的目的：一是，該系統(tǒng)結(jié)合分隊(duì)計(jì)量及聯(lián)合站分隊(duì)計(jì)量的自動監(jiān)控系統(tǒng)，做到了 現(xiàn)場自動數(shù)據(jù)采集和后臺信息發(fā)布同步進(jìn)行，使得現(xiàn)場生產(chǎn)相關(guān)人員可以在 計(jì)算機(jī)旁就能及時掌握整個聯(lián)合站的生產(chǎn)狀況，降低了各個崗位工作人員得 勞動強(qiáng)度，提高了勞動

4、效率，節(jié)約了人工成本。二是，該系統(tǒng)依托現(xiàn)場自動化監(jiān)控設(shè)備，充分利用了采油廠的網(wǎng)絡(luò)資源及數(shù) 據(jù)庫資源自上而下建立了一套從數(shù)據(jù)自動采集、入庫、信息發(fā)布的體系，一定程度上實(shí)現(xiàn)了集輸生產(chǎn)管理及辦公自動化。三是，該系統(tǒng)面向采油廠各個部門的用戶構(gòu)建了多層次的應(yīng)用平臺， 具各類 功能可以滿足小隊(duì)、采油礦、采油廠生產(chǎn)管理部門日常生產(chǎn)管理的需要， 也可以 為科研單位提供信息服務(wù)，為采油廠領(lǐng)導(dǎo)提供決策支持。四是，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了為生產(chǎn)流程中個設(shè)備運(yùn)行提供了最佳參數(shù)控制， 避免了 人為因素造成的波動性和隨意性，減少了材料和能源的消耗，從而大大降低了生 產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。五是，系統(tǒng)的可以對現(xiàn)場各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)施連續(xù)性

5、監(jiān)控， 使得值班人員更容 易及時發(fā)現(xiàn)并消除事故隱患，確保聯(lián)合站生產(chǎn)安全、平穩(wěn)運(yùn)行。圖1 系統(tǒng)總體框架圖從圖1可以看出，整個系統(tǒng)的重點(diǎn)主要包括兩個方面：構(gòu)建分隊(duì)計(jì)量及 自動監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫和建立基于 Web的信息管理平臺。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)采油廠目前已經(jīng)建立了包括油藏、采油、集輸在內(nèi)的開發(fā)數(shù)據(jù)庫體系， 這些涉及不同生產(chǎn)領(lǐng)域數(shù)據(jù)都沿用的相同的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。相比較而言，該系統(tǒng) 應(yīng)用的為實(shí)時數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)采集周期以秒為單位，在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時，應(yīng) 滿足如下的要求。聯(lián)合站生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)功能-實(shí)現(xiàn)和聯(lián)合站自動化系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)庫 的無縫聯(lián)接，為進(jìn)一步軟件系統(tǒng)的開發(fā)奠定基礎(chǔ)；永久存儲聯(lián)合站生產(chǎn)信息, 用戶可以查詢?nèi)魏螘r間段的

6、生產(chǎn)信息；對聯(lián)合站生產(chǎn)信息進(jìn)行分類、整理、 加工，為采油廠相關(guān)部門進(jìn)行決策、管理、分析。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能要求-由于聯(lián)合站生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫面向全廠多個相關(guān)部門的用戶，因此數(shù)據(jù)庫藥滿足生產(chǎn)、管理、科研、決策等不同擁護(hù)的需求；系統(tǒng)必須具備開放式的互聯(lián)環(huán)境，支持多種傳輸介質(zhì)、多種通訊協(xié)議，提供各 種業(yè)務(wù)處理和網(wǎng)絡(luò)在線服務(wù)等性能；要求具備在數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方 面的先進(jìn)性；數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)軟硬件運(yùn)行的可靠性；面向不斷發(fā)展需求的可擴(kuò) 展性；便于聯(lián)接其他系統(tǒng)和二次開發(fā)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開放性；便于維護(hù)和管理的 易維護(hù)性等。數(shù)據(jù)庫的用戶一一系統(tǒng)用戶（數(shù)據(jù)庫的管理、維護(hù)人員），特殊用戶（各 職能管理部門，包括采油廠領(lǐng)導(dǎo)、聯(lián)合站

7、主管部門）；主體用戶（聯(lián)合站、 采油礦、工藝所、技檢站等）。數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)目標(biāo)-通過覆蓋整個采油廠生產(chǎn)信息網(wǎng)絡(luò)，突出信息系統(tǒng) 的紐帶作用，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、數(shù)據(jù)庫建設(shè)和軟件系統(tǒng)建設(shè)有機(jī)結(jié)合，最大限 度地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息的共享與查詢，全面提高全采油廠原油生產(chǎn)的管理水平和 技術(shù)水平，進(jìn)而推動采油廠生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)原則-數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要遵循開發(fā)數(shù)據(jù)庫，充分考慮各數(shù)據(jù)表的關(guān)聯(lián)性、數(shù)據(jù)的冗余性。設(shè)計(jì)過程中參照原開發(fā)數(shù)據(jù)庫（集輸部分），不要產(chǎn)生數(shù)據(jù)重復(fù)，同時又要確保切實(shí)滿足用戶及系統(tǒng)的實(shí)際需求。構(gòu)建基于Web的信息管理平臺1 .系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)該系統(tǒng)是一套基于采油廠局域網(wǎng)絡(luò)，依托目前聯(lián)合站已有的分隊(duì)計(jì)

8、量生產(chǎn)自 動監(jiān)控系統(tǒng)，對聯(lián)合站生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、查詢、分析、圖形化監(jiān)控等多功 能生產(chǎn)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟆⒍鄬哟误w系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，從圖2可以清晰體現(xiàn)其結(jié) 構(gòu)特點(diǎn)圖2系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)用戶層鹿用層業(yè)箔層對象層數(shù)據(jù)層牧底層用戶層：為本系統(tǒng)不同的用戶提供相應(yīng)的系統(tǒng)界面， 包括一般用戶、管理部 門、科研技術(shù)部門等。應(yīng)用層：主要是一個生產(chǎn)管理系統(tǒng)，集成整個軟件的所有功能到一個統(tǒng)一的 界面。業(yè)務(wù)層：包括數(shù)據(jù)管理、信息查詢、圖件管理、報表管理、對比分析、生產(chǎn)監(jiān)控等，采用面向?qū)ο蟮慕M件模型技術(shù)開發(fā)，可以不斷擴(kuò)展。對象層：實(shí)現(xiàn)平臺的對象數(shù)據(jù)模型與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)的對應(yīng)。應(yīng)用層及 業(yè)務(wù)層將所有的數(shù)據(jù)包裝成

9、“對象”，對象層則將“對象”翻譯成能存儲在數(shù)據(jù)庫中 關(guān)系型模型。在不同的組件之間也以對象的形式通過通信中間件相互通信。數(shù)據(jù)層：儲存系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并為其他系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。物理層：為本系統(tǒng)運(yùn)行的物理平臺。2 .系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)構(gòu)建Web的信息管理平臺要考慮兩個方面的因素：一是盡量滿足不同用戶的需求，二是考慮具體實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度。根據(jù)采油廠各部門用戶的實(shí)際需 求，該系統(tǒng)主要包括如下幾個大的功能模塊：數(shù)據(jù)管理、報表管理、圖件管 理、對比分析、數(shù)據(jù)查詢、生產(chǎn)監(jiān)控。下面對每一項(xiàng)的功能進(jìn)行詳細(xì)的分析。(1)數(shù)據(jù)管理：數(shù)據(jù)管理主要包括三個功能：數(shù)據(jù)錄入及編輯功能、數(shù)據(jù) 維護(hù)功能和數(shù)據(jù)處理功能。(2)報表管理：系統(tǒng)為不

10、同部門的用戶提供了基于 Web的各類報表的生成、 打印的功能。如下是具體的各類報表形式。a.聯(lián)合站分隊(duì)計(jì)量日報b.用電量統(tǒng)計(jì)日報c.站油外輸統(tǒng)計(jì)表d.采油隊(duì)計(jì)量日報e.各聯(lián)合站數(shù)據(jù)匯總表(3)圖件管理：圖件管理的基本功能是對現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、處理,最終以各類圖形的方式直觀的表現(xiàn)出來， 使得用戶可以清楚的分析生產(chǎn)狀況， 提供決策支持。該系統(tǒng)所涉及的圖件主要包括三類：曲線、餅樁圖、三維柱 狀圖。根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要，系統(tǒng)總共要產(chǎn)生如下一些圖件：a.分隊(duì)產(chǎn)量測量曲線：b.分隊(duì)產(chǎn)量實(shí)時測量柱狀圖c.聯(lián)合站分隊(duì)產(chǎn)量分布餅狀圖d.聯(lián)合站分隊(duì)用電量變化曲線圖e.聯(lián)合站產(chǎn)量分布餅狀圖f.外輸油產(chǎn)量變化曲線

11、(4)數(shù)據(jù)對比數(shù)據(jù)對比是通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、處理，最終以各類圖表的形式描 述出相關(guān)的兩類或幾類數(shù)據(jù)體之間的值的大小、變化情況等進(jìn)行比較，從各 種角度描述生產(chǎn)的實(shí)際狀況，為用戶提供深層次的分析。本系統(tǒng)共包括四類的生產(chǎn)對比：同一隊(duì)的日度產(chǎn)量對比、聯(lián)合站分隊(duì)產(chǎn)量對比、分聯(lián)合站產(chǎn)量對比、井口產(chǎn)量與分隊(duì)計(jì)量產(chǎn)量對比。下面對每一類的對比進(jìn)行詳細(xì)的描述：a.同一隊(duì)的日度產(chǎn)量對比：該對比用來描述采油隊(duì)兩個時間段之間的產(chǎn)量變 化情況。用戶可以根據(jù)需要選擇昨日和今日（或者是幾日之間）的產(chǎn)量進(jìn) 行對比，進(jìn)而分析產(chǎn)量變化的原因。對比結(jié)果可以用報表、曲線的形式反 映出來。b.聯(lián)合站分隊(duì)產(chǎn)量對比：用來描述同一時間段內(nèi)

12、不同采油隊(duì)產(chǎn)量的對比情 況，主要反映同一生產(chǎn)管理區(qū)內(nèi)各采油隊(duì)的生產(chǎn)分布。對比結(jié)果可以用報 表、餅狀圖的形式發(fā)布。c.分聯(lián)合站的產(chǎn)量對比：用來描述各管理區(qū)的產(chǎn)量對比情況， 主要反映全廠 的產(chǎn)量分布。對比結(jié)果可以用報表、餅狀圖的形式進(jìn)行發(fā)布。d.井口產(chǎn)量和分隊(duì)計(jì)量產(chǎn)量對比：結(jié)合開發(fā)數(shù)據(jù)庫，描述采油隊(duì)各油井產(chǎn)量 和到聯(lián)合站分隊(duì)計(jì)量的產(chǎn)量對比。對比結(jié)果可以用報表、曲線的形式進(jìn)行 發(fā)布。e.圖形化實(shí)時監(jiān)控實(shí)時監(jiān)控的功能是將分隊(duì)計(jì)量及聯(lián)合站生產(chǎn)流程以圖形的界面在系統(tǒng)中直觀的表現(xiàn)出來，圖3為界面當(dāng)中各設(shè)備的相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)圖3系統(tǒng)主要技術(shù)1 .該系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟆⒍鄬哟误w系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式。實(shí)現(xiàn)平臺的對象數(shù)據(jù)模 型

13、與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)的對應(yīng)。 應(yīng)用層及業(yè)務(wù)層將所有數(shù)據(jù)包裝成"對象”，對 象層則將“對象”翻譯成能存儲在數(shù)據(jù)庫中關(guān)系型模型。在不同的組件之間也以對 象的形式通過通信中間件相互通信。2 .采用先進(jìn)的IO數(shù)據(jù)采集性能優(yōu)化體系和技術(shù)。在數(shù)據(jù)采集中，屬于同一 結(jié)構(gòu)、同一設(shè)備的結(jié)構(gòu)變量將按照其中定義的最高采集頻率的那個成員變量的采 集頻率對所有成員變量進(jìn)行同時采集，加快運(yùn)行系統(tǒng)初始化及運(yùn)行速度。整個系 統(tǒng)采用美國AB公司ROCKWARE牛構(gòu)建整個信息平臺。系統(tǒng)特點(diǎn)1 .分隊(duì)計(jì)量(1)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了原油分隊(duì)計(jì)量的網(wǎng)上運(yùn)行及管理，給原油配產(chǎn)、產(chǎn)量考 核等提供了較為準(zhǔn)確的信息依據(jù)，實(shí)現(xiàn)原油產(chǎn)量壓力的進(jìn)

14、一步分解，可以充分調(diào) 動了基層采油隊(duì)的積極性和主動性， 從而保證原油產(chǎn)量的順利完成。油田現(xiàn)在原油采用人工計(jì)量取樣方式，計(jì)量誤差較大，原油產(chǎn)量壓力不到位， 僅停留在二、 三級單位，不能適應(yīng)生產(chǎn)管理的需要，原油產(chǎn)量被動時，暴露的問題越來越多， 計(jì)量誤差高達(dá)15%Z上，無法進(jìn)行有效的考核與分析。(2)實(shí)現(xiàn)分隊(duì)計(jì)量的網(wǎng)上管理，能夠及時分析研究單元區(qū)塊，油井的變化， 有的放矢進(jìn)行管理和實(shí)施一些措施工作量， 為保證油井較長時期的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)獲得 最大經(jīng)濟(jì)效益奠定了基礎(chǔ)。(3)隨著油田改革、承包責(zé)任制深入推進(jìn)和經(jīng)濟(jì)核算的層層建立，從長遠(yuǎn) 來看，實(shí)現(xiàn)分隊(duì)計(jì)量的網(wǎng)上管理勢在必行。 作為油田企業(yè)，最直接創(chuàng)造效益的產(chǎn)

15、品是原油，而對基層采油隊(duì)來說，其原油不能準(zhǔn)確的計(jì)量，其承包責(zé)任制和經(jīng)濟(jì) 核算制等的深入推進(jìn)很難進(jìn)行，這種情況不能適應(yīng)油田改革發(fā)展的需要， 建立分 隊(duì)計(jì)量。2 .自動監(jiān)控(1)系統(tǒng)采用軟件技術(shù)結(jié)合自動化監(jiān)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合站生產(chǎn)的集成化、自動化管理。節(jié)約了人力資源，大大減輕了職工勞動強(qiáng)度，提高了管理水平。(2)通過該系統(tǒng)可以自動監(jiān)控聯(lián)合站各個重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)的安全 性、科學(xué)性和穩(wěn)定性，從而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。例如，系統(tǒng)可以控制一、二次 沉降罐及緩沖罐油水界面，使其穩(wěn)定在一個較為穩(wěn)定的數(shù)值上，而采用人工控制， 就不可能控制在一個界面上。由于界面較穩(wěn)定，減少了溢水、存油過厚等現(xiàn)象的 發(fā)生，這樣大大降低了污水處理的壓力。系統(tǒng)應(yīng)用聯(lián)合站實(shí)時監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為采油廠提供了一個聯(lián)合站集輸生 產(chǎn)管理和應(yīng)用平臺，填補(bǔ)了采油廠在這一方面的空白。使得采油廠內(nèi)整個集輸系 統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)了圖形化的管理和查詢， 極大的方便了生產(chǎn)決策、生產(chǎn)管理、科研技 術(shù)人員的使用。實(shí)現(xiàn)了采油廠信息資源的高度利用和共享， 為孤島油田開發(fā)建設(shè) 和領(lǐng)導(dǎo)決策及生產(chǎn)運(yùn)行提供多方位的信息服務(wù)和決策