自动化SCADA监控系统的报警优化

蒋建群

【摘要】面向生产操作一线的数字化集成智能化分析油气物联网系统的建设，需要通过采用通信工程的核心通信技术和计算机网络数据监控分析技术融合形成大数据分析物联网监控体系，同时结合油气行业实际需要形成有针对性的油气生产工业物联网系统。紧密围绕油气生产单元和过程控制需要，形成实时自动化控制SCADA监控系统。针对SCADA监控系统可能存在的误报等情况，利用计算机分析技术与通信技术融合，形成行业内大数据统计分析及人工智能自动化处理参数优化，提高报警的准确性和重要性，有效保障监控的及时准确要求，实现信息从采集到分析再到应用多个层级的快速反应和故障巡查，达到节省人力的目的，提升系统应用的高效性和成本控制的目的。

【关键词】SCADA系统;报警参数;优化研究;自动化技术

一、自动化采集监控基本情况

石油系统范围内自动化采集和监控普遍应用的是前端现场测试单元RTU模块，测控中心监控和数据集成单元的组成架构。目前该系统架构设计能够满足现场油水井的数据采集，实现数据的远程回传，实现对RTU的远程操控，并能够将前端数据进行采集后的回传归档。数据库后台能够对采集到的数据进行按模式要求的存储和整理，并可通过WEB页面进行展示，能够在一定程度上满足管理者数据查询需要，满足现场操作人员对于单井的监控需要，在一定程度上能够降低人员工作强度，提升工作效率，满足油田数据采集的需求，实现油田数据采集和监控的自动化，但对于采集到的数据分析工作开展不够，不能够准确实现报警工作。

二、报警优化设置研究

1、报警管理系统

当前油水井动态自动化监控普遍采用的SCADA分布式架构模式，能够对数据进行及时的采集，但对于采集到的数据进行报警处理的能力不足，主要原因在于对于专家经验数据模型的建立不足，对于采集到的图像数据没有进行物体间算法比对，准确率、识别率准确度不够，造成误报警的问题频发，无法从根本上替代人工检查的目的，降低了计算机监控系统应用的价值，需要对当前存在问题应用计算机算法进行完善和升级改造，以提高报警的准确率和及时处置。

2、报警参数现状及存在的问题分析

自动化监控参数具有多样性，由于各井区设备流程工艺组成多种多样，数据类型繁杂，由于建设时期的不同采用的通讯接口不同，数据回传繁杂，难以从数据后台直接进行复用，造成设局报警错误频出。

自动报警参数由于缺乏基于系统的自学习功能，往往参数的设置难以做到因井施策，而是采用统一的标准进行设定，这就会造成在实际应用的过程中出现报警问题的偏差，难以实现精准报警的目的，缺乏科学有效性和合理性，导致大量错误报警的出现，增加了监控人员的分析工作和处理时间，在一定程度上来看降低了工作效率，设备模型的建立难以与实际情况相对应，缺乏灵活性和针对性。

合理确定数据采集点 。 随着技术 的进步 ，数据如何采集 已经不是问题 ， 关键是确定需要采集哪些数据 ， 采用何种方式进行采集。 油水井 、 计量间 、 配水 间、 注入站 的数据采集 ， 既要结合开发部门的需要 ， 也应考虑生产实际管理需要 ， 减少不必要的数据采集，加强数据采集设备的接口一致性，减少后期试配的难度。

3、报警参数级别设置技术

报警参数的量程设定应该基于以往数据的最大值和最小值进行冗余设置，确保设备在正常运行的过程中能够进行分级报警，减少高频报警情况的发生。同时，结合大数据终端历史专家库的经验进行数据回放和判断，解决数据模型应用错误的问题，对数据进行修订，实现数据與现场处理问题的同步性，实现计算机算法与单井的实际相融合、互相学习，不断修正的目的，实现最终的优化与试配。

同时，报警参数级别控制技术还要充分考虑不同设备回传数据的清洗工作，将错误数据、脏数据进行初步的甄别，建立系统层级的架构管理模块，在设备回传数据与后台入库数据之间建立数据池的二级架构模块，实现后端采集数据模式相统一，前端数据清洁入库的目的，增强后端大数据统计分析的功能，将前端行为动作交给二级架构进行专门的清洗，确保各层级工作的合理性和计算机能力的充分利用。

4、加强基于专家经验的人机互动技术

计算机分析模型的建立往往是一个不变模型和变量的组成，难以完全适应单井的具体需求，这就需要专业技术人员的加入，摸索出单井的具体情况，得出单井的一些实际分析，并制定切实可行的“药方”，同时与操作人员一同摸索出单井的变化规律，通过人为干预的方式确定单井的报警机制，并将该机制定位为该井的最优模式。然后计算机将已经形成的规律性内容，通过人工智能算法与计算机内部已经设定的算法进行比对、学习、重复、修正，形成适合该井的算法，实现一井一策的管理要义，有效将各项报警参数进行最优处理，提升报警监控的有效率，降低人员的参与程度，解放生产力，提升整体设备的自动化程度，降低人工劳动强度，实现分析报警与处理报警的双高效。

三、结束语

SCADA系统优化技术，能够实现自动化报警效率的提升和准确性的提高，使设备运行过程中的故障分析错误大大减少，提升监控的有效性，有利于现场数据采集的回传和远程决策的快速反应。

需要注意的一点是，不论数据采集系统还是视频监控系统 ， 要保证正常运行 ， 需要高水平的技术人员进行 日常的维护 ， 可以采用 内部成立维修 队伍的方式 ， 也可以外包服务的方式，需要持续加强对于设备设施和计算机程控技术的应用和掌握，才能从根本上实现对于自动化控制技术和报警参数优化的理解和应用。

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