一、油田現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)
在油井監(jiān)控系統(tǒng)中，油井現(xiàn)場的控制器不僅檢測光桿載荷、位移、電機的電壓、電流、井口回壓、井口溫度等參數(shù)，而且具有抽油機啟停的遠程遙控功能。HMIBuilder不僅可以通過CDMA/GPRS 網(wǎng)或者數(shù)傳電臺，也可以通過以太網(wǎng)寬帶方式，采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并處理并存儲到采油廠數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
現(xiàn)場總線
現(xiàn)場總線通信協(xié)議公開，各不同廠家的設備之間可進行互連并實現(xiàn)信息交換，是現(xiàn)代工業(yè)控制技術的發(fā)展方向。針對現(xiàn)場總線的行業(yè)應用，縱橫科技的HMITECH硬件平臺，不僅提供符合工業(yè)現(xiàn)場要求的現(xiàn)場總線硬件接口，而且，硬件平臺綁定的軟件系統(tǒng)，提供總線驅動和快速總線通訊開發(fā)模式。HMIBuilder支持CAN總線、Profibus總線等等。
以太網(wǎng)
油田現(xiàn)場高端智能設備往往具備以太網(wǎng)通訊能力。HMIBuilder系統(tǒng)全面支持各種標準以太網(wǎng)協(xié)議，對于非標準設備通訊協(xié)議，提供快速定制開發(fā)服務。
無線通訊
無線通訊包括一般為電臺、無線寬帶或者GPRS系統(tǒng)。全雙工數(shù)傳電臺是串行通訊的延伸，而無線寬帶和GPRS通訊是以太網(wǎng)的延伸，HMIBuilder系統(tǒng)都全面支持。
圖1華北油田內蒙現(xiàn)場
總之，在油田監(jiān)控現(xiàn)場，系統(tǒng)應該根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的要求，選用適當?shù)耐ㄓ嵞Ｊ?。比如華北油田內蒙現(xiàn)場（如圖1所示），處于戈壁灘，環(huán)境惡劣，無人值守，現(xiàn)場監(jiān)控數(shù)據(jù)往往通過無線遠程通訊，連接控制室?？紤]到實時效果，縱橫科技采用了無線寬帶實現(xiàn)主控室HMIBuilder系統(tǒng)和現(xiàn)場的通訊。
二、油田管控綜合系統(tǒng)
油田自動化有其獨特之處。首先，采油和采氣工區(qū)各個采油/氣點分布比較分散，有的作業(yè)點之間相距幾百米，有的則相距到公里。采油/氣生產輸送現(xiàn)場均是安全防范的重點對象，嚴禁火災或爆炸等事故等造成重大的人員傷亡和國家財產的重大損失，要求建立包括油井遠程監(jiān)控、輸油管線泄露監(jiān)測、集輸站庫自動化監(jiān)控、油氣計量站監(jiān)控等多系統(tǒng)的監(jiān)控平臺，逐步加強了對采油到輸油過程的集中管理，保證原油和天然氣的采集、輸送和儲存的安全。同時，各上級領導機構也希望對下屬企業(yè)的設備運行狀況、實時數(shù)據(jù)信息和現(xiàn)場故障記錄等進行及時、全面的了解和掌握。通過現(xiàn)場設備的自動化控制和數(shù)據(jù)采集，借助油田各種網(wǎng)絡資源的自動數(shù)據(jù)上傳，構筑廠級實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，自動形成管理報文和實時數(shù)據(jù)表格，為各級管理部門應用提供開放的管理平臺，實現(xiàn)生產和管理及時溝通，實現(xiàn)整個生產過程的自動化，并對通過對實時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、優(yōu)化，不僅確保生產輸送正常運轉，同時實現(xiàn)節(jié)能降耗，推動生產管理地不斷創(chuàng)新和發(fā)展。
圖2 HMITECH油庫罐區(qū)管理和加油控制綜合管理系統(tǒng)
縱橫科技提供的油庫罐區(qū)管理和加油控制綜合系統(tǒng)（如圖2所示）體現(xiàn)了HMIBuilder系統(tǒng)的管控一體化的理念。
在系統(tǒng)設備層中，主要監(jiān)測和控制的設備為：儲油罐、油泵、油閥和油料計量設備。其中對儲油罐的監(jiān)測，采用美國AMETEK-DREXELBROOK液位計進行集中數(shù)據(jù)采集，然后將采集的儲油罐工況數(shù)據(jù)送PLC和罐區(qū)實時監(jiān)控后臺機。后臺機可以同時掃描監(jiān)測50座油罐，目前監(jiān)測罐區(qū)的9個儲油罐。對于加油機由縱橫科技加油實時監(jiān)控后臺機直接連接，進行數(shù)據(jù)交換和操作，收發(fā)操作數(shù)據(jù)由加后臺機通過已有的光纜發(fā)送到罐區(qū)監(jiān)測服務器進行數(shù)據(jù)存儲和處理。對于1#泵房油泵設備以及對于油路管道上的油閥的監(jiān)測和控制，通過專門配置的變送器或執(zhí)行機構，以直接I/O的方式連接控制層。
在控制層中，主要以Siemens S7-300 PLC可編程邏輯控制器為中心，負責對1#泵房設備和管道設備的實時監(jiān)測控制。同時，磁致伸縮液位儀通過MODBUS通訊接口將油罐的液位、溫度等信號，傳遞給現(xiàn)場管理工作站。HMIBuilder現(xiàn)場工作站負責向信息層轉發(fā)油高、水高、平均溫度、標準體積、質量等數(shù)據(jù)?？刂茖訉ο屡c每一臺監(jiān)控設備相連，對上通過Profibus-DP網(wǎng)絡與監(jiān)控服務器相連，形成東罐區(qū)的實時控制網(wǎng)。
在管理層，監(jiān)控中心平臺采用以工作站為中心的分布式監(jiān)控系統(tǒng) (Distributed Monitor System), 履行實時監(jiān)控和實時數(shù)據(jù)交換的職能，通過分布式組態(tài)系統(tǒng)HMIBuilder，實現(xiàn)存盤服務器、告警服務器、校時服務器等負荷分擔的分布式管理。每個工作站都可以看到全局的數(shù)據(jù)信息。加油機管理系統(tǒng)和罐區(qū)監(jiān)控信息，包括加油記錄、交班信息等，都通過ODBC保存在商用數(shù)據(jù)庫中。
信息層是油庫的油料流程管理的樞紐，形成油庫自動化信息管理系統(tǒng)的主體油料信息管理系統(tǒng)，以罐區(qū)實時監(jiān)控和加油機實時監(jiān)控為核心的現(xiàn)場管理系統(tǒng)處于該主體的下層。
