摘要
油田自動(dòng)化信息系統(tǒng)建設(shè)主要包括油井遠(yuǎn)程監(jiān)控、配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)、輸油管線泄露監(jiān)測(cè)、集輸站庫(kù)自動(dòng)化監(jiān)控等四個(gè)部分，其目的是利用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源頭自動(dòng)采集，借助油田現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源自動(dòng)加載到廠級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，為各級(jí)管理部門(mén)應(yīng)用提供開(kāi)放的數(shù)據(jù)平臺(tái)，使生產(chǎn)和管理人員及時(shí)控制和掌握生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化；并可以對(duì)取得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、優(yōu)化，從而為保證生產(chǎn)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)、降低生產(chǎn)成本提供重要依據(jù)論述。
1.系統(tǒng)要求
對(duì)電潛泵井停機(jī)、電壓過(guò)壓、欠壓、電流過(guò)流、欠載、井口回壓過(guò)高、過(guò)低等異常情況檢測(cè)報(bào)警；對(duì)抽油機(jī)井停機(jī)、電壓過(guò)壓、欠壓、電流過(guò)流、欠載、井口回壓過(guò)高、過(guò)低、載荷過(guò)低等異常情況檢測(cè)報(bào)警。線路來(lái)電瞬間，也作為異常情況報(bào)警。
采油隊(duì)監(jiān)控機(jī)按照管理權(quán)限僅能查詢本隊(duì)油井的工作狀態(tài)、實(shí)時(shí)收據(jù)、及相關(guān)通信模塊工作狀態(tài)、配電線路工作狀態(tài)。
抽油機(jī)井示功圖、電流圖（或功率圖），除定時(shí)采集保存外，采油隊(duì)可根據(jù)生產(chǎn)情況，手動(dòng)選擇油井井號(hào)，實(shí)時(shí)索要示功圖、電流圖（或功率圖）。
當(dāng)電潛泵井出現(xiàn)過(guò)載停機(jī)故障時(shí)，將停機(jī)前一分鐘內(nèi)三相電流（Ia、Ib、Ic）與線電壓(如Uab)的數(shù)據(jù)上傳數(shù)據(jù)庫(kù)，為電泵故障診斷提供分析數(shù)據(jù)。
采油隊(duì)監(jiān)控機(jī)具有靜態(tài)數(shù)據(jù)瀏覽和編輯等功能：包括抽油機(jī)型號(hào)、配置電機(jī)型號(hào)、油井井號(hào)、沖程、線路名稱、量程上、下限、報(bào)警上、下限、油井井況等方面的數(shù)據(jù)，并能夠添加新開(kāi)油井、刪除停產(chǎn)油井、修改作業(yè)井的基本數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)具有示功圖、電流圖（或功率圖）、電流、電壓等參數(shù)的實(shí)時(shí)趨勢(shì)、歷史趨勢(shì)監(jiān)視功能，可方便地了解長(zhǎng)時(shí)間的參數(shù)變化情況，方便快速分析。
系統(tǒng)應(yīng)將地理概念引入圖形系統(tǒng)，使圖形能反映地理信息，可以非常直觀形象反映整個(gè)油區(qū)的工作狀況。
采油廠、礦與相關(guān)科室能夠通過(guò)瀏覽器查詢廠、礦、隊(duì)油井的工作狀態(tài)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，當(dāng)天停井情況、開(kāi)機(jī)時(shí)率統(tǒng)計(jì)，以及歷史數(shù)據(jù)與歷史記錄。
電泵井 SU 主要進(jìn)行電壓、電流、油井回壓、井口溫度等參數(shù)的測(cè)量。抽油機(jī)井SU 主要進(jìn)行示功圖、電壓、電流、油井回壓、井口溫度等參數(shù)的測(cè)量，且保留油井遙控啟停功能。
井口控制器具有電機(jī)有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、日用電量等參數(shù)的計(jì)算功能。
2.系統(tǒng)架構(gòu)
井口控制器采集油井示功圖、電量、回壓、溫度等參數(shù)，經(jīng)CDMA/GPRS 網(wǎng)或者數(shù)傳電臺(tái)，以CDMA/GPRS 專線方式或者數(shù)傳電臺(tái)接口(RS232) 接入采油廠通訊機(jī)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，廠礦小隊(duì)的計(jì)算機(jī)可以用瀏覽器或客戶端方式對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)。井口控制器改變以往只采電壓、電流有效值地模式，而是實(shí)時(shí)采集計(jì)算電機(jī)電量參數(shù)，可為配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)提供所需的數(shù)據(jù)。
6kV 配電線路遠(yuǎn)方終端、采油廠通訊機(jī)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、配電SCADA 應(yīng)用服務(wù)器、工作站等，利用CDMA/GPRS 網(wǎng)，組成配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。
集輸站庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng)與輸油管線泄漏檢測(cè)系統(tǒng)均是相對(duì)獨(dú)立的一個(gè)系統(tǒng)，經(jīng)局域網(wǎng)將系統(tǒng)采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)上傳采油廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上數(shù)據(jù)共享。
通過(guò)B/S 模式，可以使管理者瀏覽和查詢?nèi)珡S實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況。也可以通過(guò)C/S 模式對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析。
為了保證系統(tǒng)的時(shí)鐘一致性，系統(tǒng)配備專用的GPS 時(shí)鐘，用于同步全網(wǎng)的系統(tǒng)時(shí)鐘，包括定時(shí)與各FTU、SU 遠(yuǎn)方對(duì)時(shí)。
系統(tǒng)中通訊機(jī)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器等重要節(jié)點(diǎn)采用雙機(jī)熱備用配置，保持主機(jī)和備機(jī)之間數(shù)據(jù)的一致性，使主、備機(jī)可以在故障時(shí)可以隨時(shí)切換運(yùn)行�！ �(shù)據(jù)中心采用雙網(wǎng)冗余配置，且與油田局域網(wǎng)隔離，當(dāng)主網(wǎng)出現(xiàn)故障，備網(wǎng)可隨時(shí)切換為主網(wǎng)運(yùn)行�！ 【W(wǎng)絡(luò)安全性設(shè)計(jì)，采用防火墻、數(shù)據(jù)加密、網(wǎng)絡(luò)隔離、用戶權(quán)限管理等技術(shù)和手段保證網(wǎng)絡(luò)和信息的安全。用戶權(quán)限管理工作包括系統(tǒng)用戶資料庫(kù)管理、用戶注冊(cè)、用戶級(jí)別設(shè)置、用戶權(quán)限設(shè)置等主要內(nèi)容。
目前全油田網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)已建立起了病毒防治體系，因此本系統(tǒng)病毒防治依照油田統(tǒng)一規(guī)范執(zhí)行。
3.軟件說(shuō)明
油井生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由安裝在油井上的監(jiān)測(cè)終端、安裝在采油廠級(jí)的通訊和數(shù)據(jù)服務(wù)器、采油隊(duì)等用戶使用的監(jiān)測(cè)界面、現(xiàn)場(chǎng)通訊系統(tǒng)和管理通訊系統(tǒng)五個(gè)部分組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
油井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件由通訊軟件、數(shù)據(jù)處理軟件、命令處理軟件、報(bào)警和事件處理軟件、安全控制軟件、圖形界面軟件和圖形制作軟件組成。
通訊軟件主要負(fù)責(zé)通過(guò)設(shè)定的通訊規(guī)約和接口與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通訊，獲取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)或向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)和指令。
數(shù)據(jù)處理軟件主要負(fù)責(zé)將通訊軟件得到的原始數(shù)據(jù)按現(xiàn)場(chǎng)采集點(diǎn)的類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換、判斷是否需要產(chǎn)生報(bào)警及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理。
命令處理軟件主要負(fù)責(zé)處理用戶的下發(fā)命令、將命令轉(zhuǎn)換為通訊服務(wù)器的控制指令，并協(xié)調(diào)多個(gè)用戶同時(shí)下發(fā)命令時(shí)的關(guān)系。
報(bào)警和事件處理軟件負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的報(bào)警效果、對(duì)報(bào)警和事件進(jìn)行記錄、存儲(chǔ)。
安全控制軟件負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)用戶的認(rèn)證和授權(quán)信息，對(duì)系統(tǒng)用戶進(jìn)行身份認(rèn)證和權(quán)限檢查。
圖形界面軟件和圖形制作軟件用于生成和顯示用戶圖形界面。
4.系統(tǒng)流程為：
油井的數(shù)據(jù)由油井終端負(fù)責(zé)采集，油井終端上裝通訊模塊，采集到的數(shù)據(jù)由通訊模塊送至位于采油廠信息中心的通訊服務(wù)器。數(shù)據(jù)經(jīng)處理后存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。采油廠用戶通過(guò)應(yīng)用服務(wù)器獲取系統(tǒng)服務(wù)，應(yīng)用服務(wù)器訪問(wèn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取數(shù)據(jù)。
由用戶發(fā)起的操作，如手工召測(cè)數(shù)據(jù)、更改配置等，由應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行處理，并通知通訊服務(wù)器執(zhí)行相應(yīng)的操作。
(1) 數(shù)據(jù)采集功能
數(shù)據(jù)定時(shí)采集：能夠采集各種可以通過(guò)通道傳遞到主站的遙測(cè)、遙信、電度及其它類型的量測(cè)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)定時(shí)召喚油井終端數(shù)據(jù)，召喚周期可按功圖、電流圖和其它量分別以分鐘為單位設(shè)置，最小為1 分鐘，最大為255 分鐘；
按需數(shù)據(jù)采集：采油廠用戶終端可在任何時(shí)刻請(qǐng)求召喚一口或多口井的數(shù)據(jù)；
通訊控制功能：?jiǎn)?dòng)/停止對(duì)油井終端的數(shù)據(jù)采集、切換終端使用的通道等；通道質(zhì)量監(jiān)視及故障診斷，通訊流量計(jì)算；
GPS 對(duì)時(shí)：接入GPS 時(shí)鐘信號(hào)，定時(shí)統(tǒng)一全系統(tǒng)時(shí)鐘，并向各油井終端發(fā)送對(duì)時(shí)命令；可支持多種通訊規(guī)約、多種通訊通道；添加/刪除油井終端，修改終端通訊參數(shù)，如地址、通訊規(guī)約、數(shù)據(jù)召喚周期等；修改油井終端參數(shù)，如各種報(bào)警限值，抽油機(jī)沖程、沖次、各傳感器量程等參數(shù)，并將必要的參數(shù)下發(fā)到油井終端；
(2) 數(shù)據(jù)處理功能
事項(xiàng)報(bào)警處理功能：系統(tǒng)對(duì)模擬量可分別設(shè)置報(bào)警上、下限，有效上、下限，當(dāng)數(shù)據(jù)越限值時(shí)可生成報(bào)警記錄�？啥x報(bào)警的音響效果，活給出語(yǔ)音報(bào)警提示；
事件記錄，系統(tǒng)記錄所有用戶操作、通訊事件和終端報(bào)警；
數(shù)據(jù)保存周期可按不同數(shù)據(jù)類型設(shè)置為逢變即存、10 分鐘、30 分鐘、60 分鐘（保存周期應(yīng)大于等于采集周期）；
權(quán)限管理。所有系統(tǒng)操作均有授權(quán)控制；
(3) 人機(jī)界面功能
界面循環(huán)顯示：授權(quán)用戶可選擇油井，使基本信息界面可自動(dòng)循環(huán)顯示，顯示時(shí)間可在5 秒-30 秒之間以秒為單位設(shè)置；
報(bào)警發(fā)生時(shí)，可自動(dòng)推出報(bào)警畫(huà)面，并伴有聲音或語(yǔ)音報(bào)警；
結(jié)合地理位置圖顯示油井信息，如開(kāi)/關(guān)井，基本運(yùn)行數(shù)據(jù)等；
結(jié)合地理位置圖顯示與油井相關(guān)的電力線路運(yùn)行信息，如是否停電等；
生成各采集參數(shù)的時(shí)間曲線；
顯示示功圖：功圖迭加和并列對(duì)比；
計(jì)算功能：支持常用函數(shù)功能；
歷史數(shù)據(jù)綜合查詢及生成報(bào)表；
遙控啟/停井（預(yù)留功能）
(4) 系統(tǒng)維護(hù)功能
為油井終端維護(hù)人員提供手持終端，以便于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)，并可在局信息網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)接收現(xiàn)場(chǎng)的報(bào)警信息；
(5) 報(bào)表功能
可自定義報(bào)表格式，生成EXCEL 報(bào)表。
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