气田信息化建设中工业数据监控系统功能特点及应用

摘 要：工业数据监控系统对于实现气田开采行业的远程实时监控、井场数据传输以及井场工作动态的掌握起到了重要作用；在节约开采成本，提高管理水平和降低开采风险方面具有明显优势。文章主要介绍了基于监控组态软件和SQL数据库的作业区数据监控系统，该系统通过软件组态，实现了对作业区下属井场、单井的实时过程监控和显示。

关键词：信息化；数据监控系统；实时监控；监控组态软件；井站

作为我国重要能源来源之一的天然气行业，地理位置和地理环境都比较复杂，天然气井场也相应分布范围比较广，位置比较差。目前大多数井站采用人工每日定时检查设备运行情况和采集数据的工作方式。由于单位作业区管辖范围内井场气田的井站数量多且分布范围很广，多达几十至上百平方公里，这种工作方式使得作业人员劳动强度大，设备监控和生产数据的实时性和准确性差。导致管理层难以正确及时了解到现场的真实运行情况，并根据生产数据制定灵活有效的处理方案。所以，为了既满足气田现代化管理的需要，使决策者及时了解生产现场的运行情况，同时又满足工作人员对生产过程的实时监控，保证现场设备处于良好的运行状态，气田的自动化、信息化建设尤为重要。

1 信息化建设项目介绍

气田信息化建设通常是从站控系统、区域控制中心、地区调度管理中心、总调度指挥中心逐步进行，在监控层，数据监控系统作为新的人机交互界面，最终将需要的监控数据和监控过程实时显示出来，以供工作人员使用。旨在对作业区及所辖单井站、中心站以及集配气站进行信息化建设和改造，以提高作业区信息化水平和管理水平。实现单井站、集配气站、作业区生产数据的自动采集和传输，视频和图片的实时监控和传输，以及生产数据和视频图片的断线续传功能，实现了监控层生产数据和视频图片在同一监控系统的融合，为上级生产数据采集和视频图片传输预留了通讯接口。通讯网络采用自建光纤和ADSL网络结合的方式，实现生产网络和办公网络的物理隔离，提高了数据传输的安全性和可靠性。

2 数据监控系统介绍

2.1 系统设计原则

作业区数据监控系统作为气田整个工程的监控核心，为各个站场自动化专业化程度较高的控制系统提供了一整套解决方案。在设计系统整体结构及系统各部分软、硬件结构时，主要遵循了以下几项设计原则：（1）安全、可靠、稳定性原则：自动化系统在气田的生产控制和生产管理过程中起着十分关键的作用，因此系统的安全、可靠、稳定性是系统设计的首选原则。（2）开放性原则：采用开放性系统，在今后系统的升级、维护和二次开发过程中都有较大的灵活性，因此在设计过程中坚持开放性原则。（3）技术先进性原则：系统必须保证一定的先进性，才能经受时间的考验。（4）经济性原则：经济性原则不仅体现在设计过程中，而且会为系统维护降低成本。（5）操作、维护简单性原则：系统不仅要功能完善，而且应该操作简单，维护方便，这会为使用人员带来很多益处。

2.2 监控组态软件

信息化建设工程数据监控系统是基于监控组态软件制作完成。本软件，是企业信息化有力的生产监控数据处理平台，为“数字化”气田的“可视化”、仿真和信息分析与管理提供了有效的工具，可以完整的进行现实生产世界的虚拟与仿真，为气田“模型化”提供基础海量数据平台，有效保证了气田进行综合生产管理与运营的高效、安全。

本软件特点如下：（1）生产数据调度：实时数据处理量可以达到20万点以上，数据吞吐量可以达到30万点/秒，数据归档服务器支持Windows、UNIX、Linux等操作系统，并且支持数据冗余备份，极大提高了数据的安全性和数据处理效率，支持分布式报警、事件，支持网络数据断线存储，恢复功能，并提供声音报警通知。（2）通讯保障：能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，可以支持各种网络通讯方式，如拨号、电台、以太网等，能适应多条通讯链路并行通信，保证通讯链路的冗余，解决了因为地理分散导致通讯网络不稳定的隐患。（3）集成应用：支持B/S和C/S混合模式，构成的系统支持与视频监控、多媒体、关系数据库、报警管理、大型GIS系统嵌套等无缝集成。（4）开放性：开放的数据接口，强大的组件容器可以很好的和第三方软件结合，数据库开放C、C++、DBI、COM、OPC、ODBC、OLEDB等主流通讯接口，适应系统扩展的要求。（5）过程可视化技术：灵活方便的图形设计环境，支持工程模板创建、数据模型、画面模型，保证了多人合作的时候整体工程的风格统一、同步修改。工程模型的导入与导出、方便快速进行工程组态，方便的渐进色调色板，画面分层，构建绚丽画面。支持2D、3D等图形模拟，保证了不会因为动态图形效果造成系统资源的过度消耗。

2.3 系统技术特点

2.3.1 作业区信息化建设工程数据监控系统技术特点

（1）实现了监控层生产数据和视频图片在同一监控系统的融合；（2）增加井场3D工艺流程画面，更加形象、直观地展示了现场地实际流程；（3）增加视频图片定时抓拍功能，方便查看井站历史状况；（4）增加被动入侵连锁功能，在布防状态下，当有被动入侵时数据监控系统会及时进行抓图并进行抓图弹框，大大提高井站生产安全性；（5）具有对井站进行远程语音喊话功能等。

2.3.2 作业区信息化建设工程数据监控系统功能

（1）实现安全高效的生产远程数字化管理；（2）有效控制生产过程中的关键技术环节，实现大规模生产所要求的统一、协调；（3）提高生产效率，降低成本。

作业区通过该系统可实现对井场信息数据的采集、传输与发布。数据监控系统经过不断完善，为天然气开发和生产管理提供了及时、准确、全面的井场数据信息。完善了油气田的信息化建设，方便了生产管理和综合研究。

2.4 系统功能展示

2.4.1 井站总览。按管网图分布部署井站，清晰展示出各井站所在位置，方便操作工查看各个井站生产动态，可实现自动巡检各个井站，实时显示各井站通讯状态、输气状况，重要参数均设有对应面板，点击参数即可查看和设置。

2.4.2 通讯拓扑。直观展示出摄像机、RTU-集气站——作业区的通信链路走向及通讯状态，通讯状态由链路颜色变化进行显示，采用红绿对比效果明显，每个设备都有自己的设备信息。

2.4.3 3D工艺流程。3D图形象显示了站内的实际工艺流程，实时生产运行状况参数就显示在管道旁，形象直接。点击参数数据即可查看该参数在一段时间内的变化曲线，更加方便了解各个参数的运行情况，有利于安全生产。

2.4.4 被动入侵抓图。在布防状态下，有人闯入井站会立刻触发监控系统的被动入侵抓图及弹框连锁功能，以迅速捕获井站状况，大大提高生产安全性。

2.4.5 远程关井操作。通过井安操作面板实现远程关井，操作权限受用户级别和权限所属位置限制，需要管理员权限并且权限归属于作业区才能实现关井功能。

2.4.6 数据在线分析。建立实时分析系统，使用曲线及棒状图，更清晰地显示出数据参数的变化情况，为操作员分析问题提供途径，全面提升自动化应用与管理水平。

2.4.7 数据实时监控。建立实时数据统计，实现数据的分析与应用，满足生产管理精细化的要求，全面提升自动化应用与管理水平。

2.4.8 实时视频监控。融入的“实时视频监控”功能实现了实时数据监控和实时视频监控的结合，加强了对现场的设备管理，提高现场的安全性能。

作者简介：欧宏（1970-），男，学士学位，毕业于西南石油学院石油天然气加工专业，现从事油气田电子信息系统安装服务。