1 引言
隨著油田工業(yè)的發(fā)展和工業(yè)自動化水平的提高以及計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)的高速發(fā)展，油田數(shù)據(jù)采集逐步過度到自動化采集，數(shù)據(jù)傳輸逐漸從人工電話發(fā)展到無線傳輸，油田監(jiān)控由站場監(jiān)控走到遠(yuǎn)程監(jiān)控，整個油田的生產(chǎn)、安全管理由傳統(tǒng)方式向數(shù)字化方向發(fā)展。然而，整個油田有數(shù)千個采油、送油站/井、計量站，地理位置分散，采集的大量數(shù)據(jù)如何更好的集成監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，一直以來阻礙著油田系統(tǒng)數(shù)字化的發(fā)展；紫金橋軟件公司推出了油田數(shù)字化的全新理念——抽油機(jī)監(jiān)控數(shù)字化解決方案。
2 系統(tǒng)方案設(shè)計
2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計
抽油機(jī)監(jiān)控數(shù)字化解決方案是以控制中心服務(wù)器機(jī)組為核心的多級分布式系統(tǒng)。服務(wù)器機(jī)組負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理與監(jiān)控、發(fā)布，為系統(tǒng)控制級別；客戶機(jī)群通過web網(wǎng)站形式進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控，為操作控制級別，支持遠(yuǎn)程控制。分布于現(xiàn)場抽油機(jī)站的plc和采集模塊主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和抽油機(jī)設(shè)備的控制操作，為過程控制級別。多級系統(tǒng)通過可靠的中國移動gprs網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了完整的scada監(jiān)控系統(tǒng)，如圖1所示。
圖1 油田scada監(jiān)控系統(tǒng)
(1) 數(shù)據(jù)采集層：采集低層由分布在現(xiàn)場的各類采集終端模塊組成，負(fù)責(zé)抽油機(jī)相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)的采集任務(wù)。
(2) 通訊層：本層由服務(wù)器群組的ethernet通訊資源子網(wǎng)和gprs數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)組成，負(fù)責(zé)服務(wù)器群組數(shù)據(jù)交流以及現(xiàn)場采集的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸。
(3) 業(yè)務(wù)處理層：本層主要由控制中心服務(wù)器機(jī)組構(gòu)成。控制中心服務(wù)器機(jī)組完成業(yè)務(wù)處理、數(shù)據(jù)備份、信息發(fā)布任務(wù)。業(yè)務(wù)處理主要負(fù)責(zé)實(shí)時數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)分析處理，信息發(fā)布以友好方法顯示給用戶：c/s和b/s兩種方式。數(shù)據(jù)備份主要是保證重要數(shù)據(jù)的不丟失。
(4) 用戶應(yīng)用層：本層主要給用戶提供友好界面接口，使用戶遠(yuǎn)程瀏覽現(xiàn)場數(shù)據(jù)，控制現(xiàn)場設(shè)備。
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2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計
基于上述解決方案，在紫金橋軟件提供的平臺的基礎(chǔ)上，完成抽油機(jī)無線監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)提供b/s和c/s兩種訪問方式，都支持系統(tǒng)的各功能的應(yīng)用。
(1) 數(shù)據(jù)采集功能：電參數(shù)：三相電壓、有功功率、無功功率、無功功率、功率因數(shù)；抽油機(jī)井口壓力和計量站井口壓力；運(yùn)行狀態(tài)；沖程、沖次；載荷功圖；電流圖；有功功率圖。
(2) 數(shù)據(jù)處理功能：實(shí)時數(shù)據(jù)顯示、曲線顯示功能；數(shù)據(jù)異常報警，報警信息存儲；日運(yùn)行時間、月運(yùn)行時間統(tǒng)計；判斷抽油機(jī)的停機(jī)報警；井口壓力報警；通訊異常報警。
(3) 系統(tǒng)調(diào)整功能：根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行情況進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)備控制；根據(jù)權(quán)限進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
(4) 多種友好運(yùn)行方式：提供b/s和c/s兩種訪問方式。
(5) 管理維護(hù)功能。
(6) 強(qiáng)大的權(quán)限功能。
(7) 完整的日志功能。
2.3 系統(tǒng)功能案例
系統(tǒng)菜單包括：系統(tǒng)設(shè)置，數(shù)據(jù)采集，曲線數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)，報表打印，數(shù)據(jù)統(tǒng)計，使用幫助，退出系統(tǒng)。利用導(dǎo)航數(shù)組件，用戶可以方便的選擇相應(yīng)的設(shè)備名稱，油井當(dāng)前的各項(xiàng)參數(shù)可以直觀的顯示在界面中，電流、功率、載荷以曲線圖的形式顯示。各種曲線提供歷史查詢和打印的功能，分別如下所示。
(1)用戶可以選擇某一油井在某一時間段的曲線，曲線之間可以很方便的切換瀏覽。曲線及各種相關(guān)的油井參數(shù)，可以定時采集也可以手動采集。定時采集的時間可以根據(jù)需要設(shè)置，如圖2、圖3所示。
圖2 數(shù)據(jù)采集畫面
圖3 數(shù)據(jù)曲線畫面切換
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(2) 曲線的橫縱軸數(shù)據(jù)可以查詢得到，并能夠?qū)?shù)據(jù)導(dǎo)成excel文件，便于進(jìn)一步分析處理。油井的各參數(shù)查詢提供實(shí)時和歷史兩種方式，如圖4所示。
圖4 導(dǎo)出的excel文件
報表中的參數(shù)可以根據(jù)需要選擇是否瀏覽。報警及操作員的操作信息都可以記錄，通過圖5界面查詢。
圖5 界面查詢畫面
(3) 操作員的各種操作，包括登陸時間，退出時間等都可以查詢到。各油井重要參數(shù)的報警記錄也可以方便的查詢，提供完善的用戶權(quán)限管理功能，如圖6所示。
圖6 操作記錄查詢
(4) 具有管理員權(quán)限的用戶可以增加、修改、刪除用戶，每一個用戶都可以設(shè)置用戶名、真實(shí)姓名、密碼、用戶級別、用戶時限等。不同的用戶有不同的操作權(quán)限，如圖7所示。
圖7 權(quán)限管理畫面
3 結(jié)束語
先進(jìn)的控制系統(tǒng)是一個現(xiàn)代化工程的標(biāo)志，對于企業(yè)有著深遠(yuǎn)的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。本方案主要構(gòu)建抽油機(jī)監(jiān)控數(shù)字化，乃至實(shí)現(xiàn)整個油田的信息化。本系統(tǒng)的有效的實(shí)現(xiàn)了油井的監(jiān)管，減少了操作人員的勞動量，降低了誤差，節(jié)約能源，提高了整體的安全性。系統(tǒng)畫面清晰，易于維護(hù)，方便操作。系統(tǒng)已經(jīng)在全國各大油田有過成功的應(yīng)用，推廣價值巨大。
（轉(zhuǎn)載）
