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力控實時數據庫pSpace助力油氣田公司全面完成國產化替代

2022/12/08 作者:力控科技
隨著油氣田公司管網規模的不斷擴大,井口、場站數量更多,分布范圍更廣,公司與二級單位、場站之間的實時通訊與調度面臨更大的數據接入挑戰,舊有的數據應用方式、管理手段和管理模式已無法滿足新的管控需求,實時數據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境,部署安全策略,在驗證了技術可行性后,最終以pSpace產品為核心搭建出生產數據平臺,幫助油氣田公司完成國產化替代。

新數據庫容量從原數據庫的20萬點提升至50萬點,同時實現數據入庫檢查、數據校對等數據質量管理功能,斷點續傳、點位同步、時鐘同步等數據監控功能,全面提高數據自動采集能力及數據存儲能力;發布油氣田公司上千張工藝流程圖,支撐上層各類綜合應用的發展,實現一次采集、集中管理、多業務應用,有效提高油氣田公司管理水平和業務服務能力。




一、系統設計


油氣田公司生產數據平臺設計緊密結合公司生產運行及相關業務流程,對管網、井口、場站、作業區、氣礦及公司等業務進行一體化管理,其主要實現目標如下:


  • 采集公司下轄所有井口、場站實時生產過程數據及重要設置參數數據,并匯總到調度中心平臺。


  • 數據采集實現斷線回補,確保數據一致性及連續性。


  • 實現MQTT數據采集、數據庫自動建點和數據轉發功能。


  • 實現生產網pSpace數據庫向辦公室pSpace數據庫單向推送。


  • 根據現場工藝繪制流程圖,實現HTML5頁面發布,并設置相關修改、訪問權限,以供二級單位和第三方應用系統訪問或調用。


  • 提供高性能、高穩定性數據接口,以便幾十上百家第三方應用系統獲取實時數據、歷史數據和統計數據。


  • 提供數據質量分析系統,檢驗數據標簽合規性、統計分析數據質量、異常測點監控、僵尸點管理、場站通信狀態及工單應用等功能。


  • 提供設備資產管理系統,實現設備建模、設備臺賬、設備數據動態綁定、設備動/靜態查看等功能。



二、系統架構


使用力控pSpace軟件平臺建設油氣田公司生產數據平臺,在生產網端各二級單位生產數據服務器部署采集程序,通過協議采集二級單位實時數據,并對數據進行處理、存儲、檢索,并通過工業網閘將數據單向推送在辦公網力控pSpace軟件平臺。

系統平臺提供流程圖瀏覽器組態發布功能,以便眾多第三方應用系統數據及頁面調用;平臺提供設備資產管理系統和數據分析系統便于數據庫維護及設備建模管理。


(網絡拓撲圖)


調度中心設置在油氣田公司中心機房,系統網絡可分為生產網和辦公網。

需要配備的硬件包括采集服務器(熱備冗余)、pSpace服務器、磁盤陣列柜、Web服務器、關系數據庫服務器、設備資產服務器、質量分析服務器、客戶端、大屏顯示系統、打印機、UPS電源、網絡設備等;生產網和辦公網之間使用工業網閘進行單向隔離,確保生產網安全。


主要系統節點說明如下:

在中心系統的建設中,可構建冗余的采集服務器、歷史服務器提高系統的可靠性,分布在網絡中的采集服務器、歷史服務器、web服務器等分布式管理服務器可方便的進行系統擴展。

01 采集服務器


采集服務器由力控IO SERVER構建,主要為系統提供實時數據管理支撐,負責處理、存儲、管理從二級單位推送的實時數據,并將采集解析后的數據推送到pSpace數據庫服務器。


為提高數據采集穩定性,采集服務器采用冗余部署。支持斷線緩存,能自動恢復通信中斷期間的數據。


02 歷史服務器


歷史數據服務器由力控pSpace實時歷史庫構建,主要完成歷史數據的存儲、管理,并為網絡中的其它服務器和第三方應用系統提供實時、歷史數據服務。


03 WEB服務器


Web服務器由力控SmartWorx產品實現,是實時監控系統與管理應用系統之間的銜接服務器。Web服務器保證生產數據都在 B/S 結構的統一平臺下進行監控,包括井口、場站、管網的監控信息都可在統一平臺上進行監視。同時對外提供訪問地址,第三方系統通過單點登錄后可訪問對應web頁面。


04 關系數據庫服務器


關系庫服務器部署關系數據庫應用后臺,公司組織架構、設備臺賬等信息均存入此庫,為MQTT服務、設備資產管理系統和數據質量系統提供數據支持。


05 設備資產服務器


設備資產服務器部署力控設備資產系統,對公司各重點設備資產進行管理,用戶可自行選擇設備展示實時生產數據及靜態數據,按氣礦層級結果查看某場站某設備當前運行情況及設備臺賬信息。


06 數據質量分析服務器


力控質量分析系統可對公司pSpace數據庫內部測點進行數據質量分析,包括測點合規性檢查、數據異常檢查、僵尸點篩查、通訊狀態統計、處理工單等功能。


07 客戶端


系統提供可C/S客戶端和B/S客戶端,用戶通過客戶端可查看相應井口、場站實時生產數據及工業流程圖,并可根據要求查看對應測點歷史數據形成的趨勢和報表。



三、系統功能


01 海量數據存儲


力控pSpace用于過程數據的歷史存儲,要求滿足大數據量、大吞吐量的數據存儲與檢索。用戶可通過數據庫相關配置工具查詢相關測點歷史數據、維護數據庫測點信息等。



02 工藝流程圖動態展示


通過力控科技Smartworx平臺的畫面組態工具,用戶可以快捷,方便的開發定制工藝流程圖,相關開關量、設備的運行/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移動方向均可任意指定,并可動態變化??砂凑詹煌脩艚巧珜崿F放開訪問及修改。



03 設備資產管理子系統


實現各場站生產設備遠程化、實時化管控。各場站設備運行情況可通過直觀的設備工藝圖形式展現給相關管理者,使管理者可隨時遠程查看實時數據及報警信息。管理人員通過本系統可實時查各場站重要生產設備動態數據、靜態數據,各類設備運行狀態一目了然,相關檔案信息、運行信息快速展現。



04 數據質量分析子系統


提供測點合規性檢查、數據異常檢查、僵尸點篩查、通訊狀態統計、處理工單等功能。用戶可通過該子系統實時查看pSpace數據庫使用狀態、測點質量狀態,為公司數據質量考核提供支撐。





四、應用總結


由力控pSpace數據庫及配套產品構建的油氣田公司生產數據平臺,推動了油氣田公司調度中心的信息化建設,實現了場站設備動態感知、集中監控、智能報警、診斷分析、輸配管理、實時協調、業務發布等功能,提高了油氣田公司管理水平和業務服務能力。

整套系統結合先進的計算機技術、網絡通信技術、自動化控制技術,提高工作效率、降低成本,為油氣田分公司的統一調度管理、數據集中管控提供有力保障,并最終完成國產化替代。



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