油田数字化监控系统运维体系探讨

刘毅

[摘 要]随着数字油田的不断推进，油田内的数字化设备不断增加，数字化系统的运维难度越来越大。数字化系统的建设与应用需要投入大量的仪表、自控系统、网络、软件等，其中任何一个环节出现问题都会直接影响系统正常运行，运维技术、工作量、及时性是应用好系统的重要因素。在建设数字化油田的同时，需要建立有效的运维体系。运维体系的建立，既要考虑油田开采技术以及建设专业管理队伍，也要考虑应用外部技术提高管理水平。本文从建立网络运维组、建立严格的管理机制、仪表运维等方面探索建立数字化系统运维体系的途径。

[关键词]数字化;运维;数字化运维

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.04.071

[中图分类号]TP308[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2019）04-0-02

1     油田数字化建设的现状

随着油田勘探开发技术的进步，油田采油规模不断扩大，油田数字化建设的规模也持续扩大，各种生产数据的自动采集、实时监控、数据实时传输等数字化建设提高了企业效益，降低了员工劳动强度，实现了增加油水井、增加站库、不增人的目标，降低了岗位员工的工作量，全面提高了管理水平（如图1）。但是，数字化油田的规模在扩大的同时，还缺乏相对完善的运维体系，建好的数字化监控系统过了质保期后，因运维能力不足导致系统瘫痪。运维是保证数字化油田设备正常运行、降低员工工作量的重要因素。因此，油田在进行数字化建设的同时还要建立有效的运维体系。网络、组态软件、现场仪表、PLC、工控机是数字化监控系统的主要组成部分，其中任何一项环节出现问题都会影响整个系统正常运行，因此，数字化系统运维需要做好每一个环节，才能真正推进油田数字化发展。

2     油田数字化监控系统运维中存在的问题

网络是生产数据传输的必须途径，监控系统所需的网络分为好几种。现场仪表与PLC之间通常使用信号线或网线连接，PLC与工控机之间通常使用网线连接，工控机内的生产数据如需上传企业网必须经过光缆等，这几种传输方式有一个中断都会影响监控系统的正常运行。前线网络中断的原因大多是人为破坏，尤其在站内外施工频繁时，由于现场施工人员不了解光缆线路，经常会破坏站内、站外、企业网的地埋光纜，导致生产数据不能及时传输。或者即使光缆维护队伍进行及时抢修，光缆恢复了原来的通讯功能，但光缆的继续应用会受到一定的影响，光缆损耗增加，光纤传输质量降低，进而会影响网络运行的速度。

数字化系统建设验收合格后，各项系统能够稳定运行，但工控机的操作方面容易出现问题。现场操作人员缺乏计算机操作的知识和经验，经常会误操作，导致工控机内的组态软件运行出现错误，组态软件甚至会崩溃，使整套监控系统瘫痪。此外，一些操作人员会将移动存储设备随意连接在工控机上。笔者经过实际调查发现，现场很多工控机运行速度缓慢，大多数都存在计算机病毒，作为工业控制设备的工控机感染计算机病毒后，会给企业的生产、监控管理带来巨大的安全隐患。因此，建立严格的管理机制对于数字化系统的运维至关重要。

自动化采集仪表是数字化系统的基础，只有仪表读数准确、及时，才能支撑起整个数字化系统，但是，现场仪表是整个数字化系统中损坏率最高的环节。仪表有正常使用期限，其中，压力变送器、温度变送器等现场仪表容易受到雷击、突然停电、突然来电等情况的影响，雷击会使仪表内部的电子元件受到过电流、过电压的冲击，导致电子元件损坏，频繁停电、来电会损坏仪表的供电装置，从而影响仪表的正常使用。笔者所在的油厂共有6 110台自动化仪表，1 158台定量掺水装置，大部分使用时间比较长，出现故障的概率比较大。目前，全厂只有11人负责仪表维修及仪表的更换工作，在超负荷工作的状态下很难及时维修仪表。

组态软件是现场数据采集存贮、显示、数据自动更新的核心，笔者所在油厂使用的组态软件多种多样，目前主要的组态软件有组态王（KINGVIEW6.53）、西门子（西门子WINCC6.0）、力控（6.1SP）、美国记忆（ifix 5.0），紫金桥（紫金桥监控组态软件6.5）。由于每个数据监控采集点的硬件供货厂商以及使用的组态软件不同，软件运维人员不仅需要熟练掌握组态软件的操作方法，还要了解PLC和现场仪表的基本运行原理，从而才能编写和修改工控机内的组态软件。此外，有一些井、站的监控系统，还具备工业控制功能，操作人员在中控室就可以远程操控现场设备的运行、停止，改变设备的运行参数等，不仅使用组态软件，还使用各种数据库。因此，软件运维人员需要具备多方面的数据库编程知识。

3     建立运维体系

数字化运维不仅要求运维人员必须具备软件编程专业的技术知识，还要求建立一个合理的组织机构和严格的管理机制，形成严密的运维体系。

3.1   建立网络运维组

网络运维组主要负责数据传输网络的日常运行维护，需要保证网络运维的及时性，通过多部门联合解决数据传输光缆的破坏次数。首先，设计部门设计施工路线时应该避开光缆辐射地区，如必须通过该地区，要综合考虑施工路线，减少对光缆的破坏。其次，施工部门在施工时应尽量联系光缆使用单位，确认施工区域是否有光缆，最大限度地减少光缆的破坏次数。最后，光缆维护部门应做好光缆敷设位置信息的定位工作，无论是站内、站外，还是企业网的光缆安装地面标识，并将定位信息积极提供给相关部门，做好光缆线路保护工作。

3.2   建立严格的管理机制

针对工控机的日常管理，相关部门必须建立完善的管理机制。第一，工控机操作人员必须经过相关培训后才可以操作工控机，其他无关人员禁止操作。第二，除专业维修人员外，其他人禁止将移动存储设备与工控机进行连接，如发现则严肃考核。第三，工控机属于敏感信息设备，不允许工控机与企业网进行直接连接，如需进行数据交互，必须安装相应的网络隔离设备，或采取专网专用的措施。第四，建立问责机制，每台工控机指定专门的负责人，如因操作不当或管理疏忽导致工控机瘫痪，直接问责工控机负责人。第五，制定完善的工控机管理的规章制度，减少工控机出现故障的概率。

3.3   仪表运维

仪表运维不仅需要运维人员具备专业的仪表维修技能，还需要企业建立合理的运维流程。维修流程应设定为：发现故障→诊断→制订维修方案→实施→正常运行→经验分享。仪表使用单位发现故障后，应及时汇报上级单位采油矿，并配备专门的仪表管理人员。仪表管理人員需具备仪表基础知识，可以对仪表的故障原因作出初步判断，然后反馈给仪表维修人员，维修人员根据反馈制订维修方案，到达现场进行维修或者更换。在顺利解决故障后，相关单位应及时分享经验，及时分析仪表出现故障的原因，确保以后碰到同样的故障问题时能够及时解决，且可以通过分享平台分享给其他维修人员，为以后开展仪表维修工作提供有效的技术支持。

3.4   软件运维

当一套监控系统投产时，软件运维人员必须全程跟踪，特别是在工控机和组态软件安装时，一定要在现场和厂家沟通好，确定组态软件的版本、品牌以及对外数据接口情况，了解监控系统的运行原理。同时，若工控机出现问题，可以直接采用工程备份恢复组态软件。

软件运维人员需要熟练掌握全厂组态软件的操作方法及所使用的数据库类型。正常验收合格以后的组态软件一般不会出现问题，但是系统实施一段时间后，一些站点可能会在流程上出现改变，此时，组态软件内的报表、流程、数据展示等功能需要软件运维人员用组态软件进行修改。

目前，油田企业的数字化监控一般通过站内工控机的显示屏进行展示，如果生产数据要在企业网进行Web展示需用户单位自行解决，这就需要软件运维人员利用组态软件和实时数据库进行数据的二次开发，并需要熟悉数据库的开发及工控机中实时数据库的转换工作。此外，油田企业应定期组织培训，聘请组态软件方面的专家对运维人员进行培训，不断提高运维人员的运维能力。

4     结 语

油田数字化是油田开发走向成熟的必然趋势，也是油田发展的必经之路。数字化油田的基础投资比较高，应用后如果收效甚微会给油田带来巨大的损失。因此，建立一个及时、高效的运维系统是数字化油田正常运行的保障，能够从根本上提高油田的数字化水平，优化用工模式，提高用工效率。

主要参考文献

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