基于GE Proficy構建崖城作業公司生產管理報表系統

摘要:
本文通過使用GE Proficy Historian 3.0,GE Proficy Real-time Information Portal 3.0（以下簡稱RTIP）軟件在崖城作業公司信息化建設中的應用，提出基于衛星通訊環境下、海洋石油生產中構建實時數據庫系統和數據可視化應用的解決方案，實現了生產報表數據及其它關鍵生產參數的及時、有效的自動采集；實現生產日報的自動生成和遠程發布，滿足客戶在多個站點的分散區域內對生產日報表和了解生成實際情況的需求。

項目名稱
海洋石油、油氣生產

應用背景
　　中海石油（中國）有限公司崖城作業公司是崖城Y13-1海上氣田的作業管理者，隸屬中國海洋石油有限公司。崖城Y13-1海上氣田位于三亞以南100公里的海域，由中海油、BP及科威特對外石油公司(KUFPEC)共同合作開發，包括Y13-1海上生產平臺、三亞南山基地、香港氣體接收終端三處主要生產設施，作業公司本部設在深圳蛇口。Y13-1海上氣田通過778公里的海底輸氣管道輸往香港氣體接收終端，通過97公里的海底管道輸往在三亞的南山基地。
　　崖城作業公司Y13-1海上平臺、海南南山終端、香港氣體接收終端具有完善的自動化系統和自動化網絡。三個區域站點的自動化系統（DCS）包含OPC服務器。本系統以當前現場自動化控制系統為基礎，通過OPC及相關通信技術自動獲取現場生產數據，結合實時數據庫技術、以太網技術、衛星通訊技術、數據整合技術、數據交換技術等，把作業公司各分站點的控制系統連接起來，把各分散站點的獨立運行的自動化系統的過程數據進行集中管理，形成一個完整的基于實時數據庫的生產管理信息系統，并通過數據交換接口實現與關系數據的數據交換，最后利用報表工具實現生產日報表的自動生成，利用實時數據和歷史數據實現對生產過程的跟蹤和實時分析。構建了一個完整的高水平、高效率、低成本的智能化生產管理信息系統，用以實現科學決策，強化安全，節省人力和提高效率的生產作業數據支撐平臺。

客戶需求
根據生產管理需求，應用內容包括如下：
1) 通過現場接口機自動采集各控制系統的生產實時數據。
2) 建立實時數據庫，監視關鍵生產參數，集成實時信息。
3) 通過實時數據庫OLE DB、SDK標準接口，開發與SQL Server數據的數據交換程序。
4) 利用自動采集數據，結合手工錄入數據，自動計算數據，生成海上平臺、南山終端、香港氣體接收終端、辦公室四個區域的生產日報表。

解決方案
　　實時數據庫軟件采用GE公司的Proficy Historian 3.0實時數據庫系統和Proficy Real-time Information Portal 3.0 數據可視化分析及報表WEB發布系統實現崖城作業公司的企業實時數據庫平臺和生產報表WEB發布系統的功能。
　　系統總體架構：

1、數據采集：海上平臺、南山終端、香港氣體接收終端三個站點分別部署接口機。海上平臺接口機通過GE iFIX Power Tool與Emerson Detal V的OPC Server通訊，實現從海上平臺中控系統的數據采集。接口機上安裝GE Historian OPC Collector，將采集數據從iFIX Power Tool中獲取上來，并將數據傳送到GE Historian；海南南山終端接口機通過GE iFIX Power Tool與Emerson Detal V的OPC Server通訊，實現與南山終端中控系統的數據采集。部署在接口機上的GE Historian OPC Collector從iFIX Power Tool中獲取數據，并將數據傳送到GE Historian中。香港氣體接收終端的中控系統是Emerson RS3（Rosemount）（以下簡稱RS3），RS3不支持OPC Server，通過對老系統RS3升級，利用RS3 RNI OPC Server將RS3的自動化數據轉換為OPC標準的數據對外發布，接口機通過GE iFIX Power Tool和RS3 RNI OPC OPC Server通訊，實現自動化數據的采集，并通過GE Historian OPC Collector將數據傳送到GE Proficy Historian。
　　2、網絡現狀與采集部署：該系統具有比較完善的網絡基礎構架，辦公室、海上平臺、南山終端、香港氣體接收終端各區域（站點）內部采用10/100M有線局域網進行連接，同時4個區域（站點）間通過DDN或衛星通信方式進行各區域（站點）的互聯。4個不同區局域間的通信方式和帶寬如下：辦公室－香港氣體接收終端DDN 256K；辦公室－南山終端DDN 128K；辦公室－海上平臺，衛星通信 64K；南山終端－海上平臺，衛星通信 128K。海上平臺、南山終端、香港終端三個區域分別于辦公室進行自動化數據傳輸。詳述如下：
　　海上平臺與辦公室之間通過衛星通訊實現數據傳輸，帶寬為64K，數據采集點數：256點，數據采集周期：1秒。
　　南山終端與辦公室通過DDN實現數據傳輸，帶寬為128K，數據采集點數為62點，數據采集周期為5秒。
　　香港終端與辦公室之間通過DDN實現數據傳輸，帶寬為256K，數據采集點數為171點，數據采集周期為10秒。
　　其中海上平臺與南山終端通過衛星通訊連接，當海上平臺與辦公室衛星鏈路出現問題時，數據可以通過海上平臺與南山終端的衛星鏈路實現通訊，完成數據的傳輸。
　　綜合以上部署，三個站點與辦公室GE Proficy Historian之間的數據采集運行穩定，數據每天增量約30M。
　　3、GE Proficy Historian OLE DB及SDK的利用：Historian 具有開放的應用接口，提供兩種標準接口，OLE DB 以及一個軟件開發套件(SDK)，并提供多種選配客戶端工具和應用程序。本系統充分利用Historian提供的標準接口，實現了實時數據庫與SQL Server 2008的數據交換。開發了數據定時交換程序，將實時數據庫的數據定時存儲到SQL Server中，SQL Server再對數據進行累加、計算，生成生產日報所需的月累、年累、總累數據。
　　4、生產日報表：在通過OLE DB接口將Historian中的數據保存到SQL Server數據庫后，SQL Server數據庫通過存儲過程、JOB實現數據自動累加、計算功能，此后則可以通過報表工具生成各個站點所需的生產日報表。
　　5、數據展現：該系統使用了GE Proficy的RTIP產品，實現了實時數據和歷史數據的可視化展現與分析。見下圖：

實施結果
　　基于GE Proficy Historian OPC Collector的斷點續傳技術保證了衛星通訊環境下數據采集的穩定性。
　　借助Historian卓越的數據采集和查詢性能，為生產管理信息系統提供準確、可靠、及時的數據，同時為三個生產現場的生產數據處理提供了保障。整合了海上平臺、南山終端、香港終端分布在數千公里范圍的控制系統數據資源。解決了作業公司多種、多套DCS系統的聯網、集成、管理問題。
　　應用RTIP軟件實現了在局域網內利用IE瀏覽器進行數據可視化分析的WEB信息發布功能：

建立了一個實時數據庫系統，可以擴展應用，利用實時數據進行關鍵設備關鍵參數的趨勢分析、報警，并可以實現與Maximo系統集成，進行基于狀態檢測點的和基于運行時間PM優化，幫助作業公司增強信息化建設的回報，提高投資效益，是生產管理系統運行在實時生產過程數據的基礎之上，為構建一個完整的高水平、高效率、低成本的智能化生產管理信息系統奠定了數據基石。

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