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目 錄
1 摘要 2
2 系統(tǒng)總架構(gòu)圖 2
3 采油站本地監(jiān)控 4
3.1 實時監(jiān)控畫面 5
3.2 數(shù)據(jù)記錄顯示 7
4 GPRS無線網(wǎng)絡(luò)通訊 8
5 信息中心監(jiān)控服務(wù)器 9
5.1 信息中心監(jiān)控效果 9
5.2 雙機熱備的安全架構(gòu) 10
5.3 歷史數(shù)據(jù)和歷史曲線 10
5.4 報警處理 11
5.5 報表樣式 11
6 網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)布及資源共享 11
7 相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用 13
8 總結(jié) 13
9 產(chǎn)品規(guī)格附錄 14
9.1 Adam系列產(chǎn)品 14
9.2 FAS2046產(chǎn)品規(guī)格 15
9.3 赫立訊MA8系列產(chǎn)品規(guī)格 16
9.4 WebAccess技術(shù)規(guī)格 17

1 摘要
油田的一個采油廠由多口油井、計量站、管匯閥組，轉(zhuǎn)油站，聯(lián)合站、原油外輸系統(tǒng)、油罐以及油田的其它分散設(shè)施組成，那么整個采油廠的各種設(shè)施的工作狀態(tài)及采出油品的數(shù)據(jù)（主要有溫度、壓力、流量等）就直接關(guān)系到油田生產(chǎn)的穩(wěn)定及原油質(zhì)量。目前大多由人工每日定時檢查設(shè)備運行情況并測量、統(tǒng)計采油數(shù)據(jù)。由于油井?dāng)?shù)量多且分布范圍由幾十至上百平方公里，這種方式必然使工人勞動強度加重，并且影響了設(shè)備監(jiān)控與采油數(shù)據(jù)的實時性，甚至準(zhǔn)確性。也同時存在筆誤，作假等隱患。這樣會導(dǎo)致上層無法正確了解到現(xiàn)場的真實情況，并且不能根據(jù)生產(chǎn)所消耗的實際勞動力等數(shù)據(jù)，制定較有效、靈活的處理方案。所以油廠的自動化、信息化就顯得極為突出。
隨著網(wǎng)絡(luò)信息化的飛速發(fā)展和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的日積月累，采用傳統(tǒng)的管理方式和數(shù)據(jù)手工記錄模式已不能滿足現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展要求。生產(chǎn)信息的實時采集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和查詢的網(wǎng)絡(luò)化已成為現(xiàn)代企業(yè)提高工作效率，降低生產(chǎn)成本的有效手段。要實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)和設(shè)備信息的實時采集和數(shù)據(jù)分析，指令的遠程下達以及對設(shè)備的控制等功能，迫切要求分布廣泛的現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。
為了實現(xiàn)油田數(shù)據(jù)信息化、網(wǎng)絡(luò)化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)全局共享，廠長、總工等管理人員利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)查看其監(jiān)控點的數(shù)據(jù)，打破各個監(jiān)控現(xiàn)場相互之間長期形成的“信息孤島”局面，本系統(tǒng)采用目前國際上最先進的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，利用現(xiàn)有的局域網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，通過網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess的遠程數(shù)據(jù)傳輸功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)間共享以及實時監(jiān)控。本方案詳細的從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、采集原理、記錄方式、數(shù)據(jù)通訊規(guī)約、網(wǎng)絡(luò)安全等多方面，并對油田廣泛分布各地的監(jiān)控站點的數(shù)據(jù)信息提出完整的監(jiān)控解決方案。

2 系統(tǒng)總架構(gòu)圖

完整的油田監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)分為三層架構(gòu)，分別是：采油現(xiàn)場的本地監(jiān)控系統(tǒng)、信息中心的中心采集服務(wù)器、廠區(qū)內(nèi)局域辦公網(wǎng)絡(luò)。
采油現(xiàn)場本地應(yīng)有相對獨立的監(jiān)控系統(tǒng)，現(xiàn)場的操作人員可以隨時對采油設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、工作參數(shù)進行監(jiān)視和設(shè)置。各采油站現(xiàn)場根據(jù)其規(guī)模和功能，其監(jiān)控對象的數(shù)量會有不同，而且各采油站也從管理的角度來分為有人值守和無人值守兩種，本系統(tǒng)架構(gòu)圖中分別就有人值守和無人值守配置不同的解決方案。
由于油田的范圍很大，各監(jiān)測點之間以及監(jiān)測點與中心之間距離很遠，難以架設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)，即使條件較好的油田架設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)其前期投入成本及維護成本都非常高。所以本方案中推薦使用目前最為先進的無線技術(shù)GPRS作為通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)。
信息中心作為收集各采油站的數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)接收從GPRS傳回的全部現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)等原始數(shù)據(jù)。除了遠程監(jiān)視現(xiàn)場的生產(chǎn)情況外，還可以對這個數(shù)據(jù)做有效的統(tǒng)計、分析。信息中心通常位于廠區(qū)內(nèi)的有線局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，與辦公管理網(wǎng)相連接。信息中心的主機服務(wù)器將全部數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進行發(fā)布。
廠區(qū)管理層的相關(guān)人員，即可通過辦公局域網(wǎng)絡(luò)直接登錄至信息中心的服務(wù)器上，進行實時的監(jiān)視以及各類報表數(shù)據(jù)的查詢。還可以透過互聯(lián)網(wǎng)的接口讓出差在外地的工程師瀏覽數(shù)據(jù)。

3 采油站本地監(jiān)控


采油站本地監(jiān)控分前端采集模塊、集中采集控制器、監(jiān)控主機三個部分，在中間層數(shù)據(jù)采集控制器，采用了嵌入式數(shù)字控制器FAS-2046，由FAS-2046來實現(xiàn)收集整理下層設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，并由它向上傳輸?shù)奖O(jiān)控主機。而前端數(shù)據(jù)采集模塊則選用研華公司的系列產(chǎn)品，其中主要以它的ADAM系列I/O模塊為主。這些I/O模塊支持多種形式的接口連接方式，與底層的現(xiàn)場設(shè)備進行連接。由于他們采用了獨特的架構(gòu)設(shè)計，以及高性能的技術(shù)指標(biāo)，可以讓這些控制器和模塊在惡劣的環(huán)境下正常工作，同時在面板設(shè)計方面也具有安裝簡單、靈活等特點。
FAS-2046控制器，采用目前經(jīng)現(xiàn)場實際考驗并廣泛使用的實時OS技術(shù)，提供一套Windows CE.net解決方案，支持多種標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接口，兩個以太網(wǎng)、一個RS-232 和兩個RS- 232/485 串行等通訊接口用于通訊。具有開放、可擴展以及無風(fēng)扇無磁盤的設(shè)計優(yōu)勢。自帶I/O，并且可以通過串口擴展遠端I/O。強大的圖形化編程工具（FAS-pro）支持對FAS-2046的控制邏輯開發(fā)，使他的控制效果更加出色。詳細資料可參見產(chǎn)品規(guī)格附錄的 FAS2046產(chǎn)品規(guī)格。
而ADAM5510系列是通用傳感器到計算機的便卸式接口模塊，內(nèi)置微處理器使其可以獨立提供智能信號調(diào)理，模擬量I/O，數(shù)字量I/O數(shù)據(jù)顯示和RS-485通訊等功能。ADAM5510系列分布式數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)體積緊湊，符合現(xiàn)場總線的趨勢，對于象RS-485和Modbus等流行的現(xiàn)場總線架構(gòu)，ADAM5510系列提供多種不同的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，內(nèi)置的可編程I/O范圍及報警輸出增強了系統(tǒng)設(shè)計的靈活性。它支持各種通訊介質(zhì)，如雙絞線、無線調(diào)制解調(diào)器及光纖等。ADAM5510的選擇要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況而確定具體的型號及規(guī)格。詳細資料可參見產(chǎn)品規(guī)格格附錄的Adam系列產(chǎn)品。
由于FAS-2046采用WinCE.Net為運行平臺，用戶可以自行開發(fā)設(shè)計應(yīng)用程序，同步運行于FAS-2046系統(tǒng)，而且FAS-2046除擁3個串口外，還具備兩個以太網(wǎng)接口，其網(wǎng)絡(luò)通訊能力更強，較適合一些有特殊控制要求的環(huán)境。而ADAM5510 用DOS環(huán)境，其系統(tǒng)封閉強，安全性、穩(wěn)定性較高，采用插槽式自由配置I/O點比例，更加靈活。實際工程中，可根據(jù)實際情況和需要進行選擇。
現(xiàn)場配置工控機，作為現(xiàn)場監(jiān)控主機，整個監(jiān)控主機的監(jiān)控內(nèi)容全部由Webccess軟件的監(jiān)控節(jié)點（SCADA）完成。WebAccess監(jiān)控節(jié)點（Scada Node）能通過串口或以太網(wǎng)等通訊方式與下層的數(shù)據(jù)采集控制器FAS-2046或ADAM5510系列進行數(shù)據(jù)的傳送，即可以從控制器上抓取現(xiàn)場的各項數(shù)據(jù)，同時也可以向下發(fā)指令通過控制器來控制底層設(shè)備的運行操作變化。
3.1 實時監(jiān)控畫面
WebAccess監(jiān)控節(jié)點（Scada Node）將實時采集從現(xiàn)場層送上來的現(xiàn)場重要數(shù)據(jù)（如：電壓、電流、含水率、含油率、壓力、溫度等），并將數(shù)據(jù)以圖文并茂的形式顯示于監(jiān)控頁面中，監(jiān)控人員可以根據(jù)屏幕顯示對現(xiàn)場的情況進行實時監(jiān)視，掌握現(xiàn)在設(shè)備的運行情況，當(dāng)現(xiàn)場發(fā)生任何變化（如有報警信息產(chǎn)生）WebAccess監(jiān)控節(jié)點（Scada Node）將隨之變化并發(fā)出警報信息。


在監(jiān)控層的操作人員將第一時間內(nèi)得到現(xiàn)場的警報信息，警報信息的表現(xiàn)方式除可以在屏幕上會有動畫/閃爍/列表等提示外，還可以以聲音/網(wǎng)絡(luò)E-MAIL/短信等方式通知不在現(xiàn)場的管理人員。
3.2 實時和歷史曲線
每一個點的秒、分、時、日歷史數(shù)據(jù)都可以被記錄在監(jiān)控節(jié)點中單獨的文件中。從而可以更加迅速的查看歷史曲線，點的歷史和實時數(shù)據(jù)可以同時在數(shù)據(jù)記錄曲線中瀏覽。
歷史記錄的最小間隔單位是秒，且根據(jù)不同的顯示方式進行統(tǒng)計分類存儲，保證在查看年度報表時無需重新計算，顯示速度快。
WebAccess還允許用戶自定義實時趨勢和歷史趨勢顯示樣式。


3.3 數(shù)據(jù)記錄顯示
WebAccess監(jiān)控節(jié)點（Scada Node）提供實時曲線、歷史曲線對數(shù)據(jù)進行顯示記錄，以方便用戶根據(jù)曲線走勢進行系統(tǒng)分析；還提供報表查詢、打印功能，有值班報、日報、月報，同時也可以根據(jù)需要，輸入起始時間、終止時間和采集頻率的不同而來查詢相應(yīng)時間段的數(shù)據(jù)報表。還可以通過高級選項設(shè)定查詢數(shù)據(jù)的顯示類型，如最大值、最小值、平均值等。用戶可以直接將報表輸出打印或發(fā)送E-MAIL到指定郵箱。發(fā)送報表格式為HTML格式，可以輕松將報表導(dǎo)出到EXCEL等工具軟件進行處理加工。


所有的數(shù)據(jù)都將存儲于本地硬盤，以便隨時查詢歷史記錄。
由于現(xiàn)場采集站根據(jù)其管理方式不同，而分為有人值守和無人值守，以上所介紹的是有人值守。相對于有人值守，無人值守的數(shù)據(jù)采集方式與有人值守完全相同，僅僅只是因為現(xiàn)場無操作人員，不需要配置監(jiān)控主機，而是由FAS2046直接將現(xiàn)場信息透過網(wǎng)絡(luò)向上傳送，并直接接受上級下達的控制指令。


相關(guān)鏈接：
·網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess的油田遠程監(jiān)控解決方案（二）
·網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess的油田遠程監(jiān)控解決方案（三）