紫金橋軟件抽油機監控數字化的解決方案

1 引言

　　隨著油田工業的發展和工業自動化水平的提高以及計算機技術、通訊技術的高速發展，油田數據采集逐步過度到自動化采集，數據傳輸逐漸從人工電話發展到無線傳輸，油田監控由站場監控走到遠程監控，整個油田的生產、安全管理由傳統方式向數字化方向發展。然而，整個油田有數千個采油、送油站/井、計量站，地理位置分散，采集的大量數據如何更好的集成監控現場設備的運轉，一直以來阻礙著油田系統數字化的發展；紫金橋軟件公司推出了油田數字化的全新理念——抽油機監控數字化解決方案。

2 系統方案設計

　　2.1 系統總體設計

　　抽油機監控數字化解決方案是以控制中心服務器機組為核心的多級分布式系統。服務器機組負責數據的處理與監控、發布，為系統控制級別；客戶機群通過web網站形式進行數據監控，為操作控制級別，支持遠程控制。分布于現場抽油機站的plc和采集模塊主要負責數據采集和抽油機設備的控制操作，為過程控制級別。多級系統通過可靠的中國移動gprs網絡構成了完整的scada監控系統，如圖1所示。

圖1 油田scada監控系統

　　(1) 數據采集層：采集低層由分布在現場的各類采集終端模塊組成，負責抽油機相關參數數據的采集任務。

　　(2) 通訊層：本層由服務器群組的ethernet通訊資源子網和gprs數據傳輸網組成，負責服務器群組數據交流以及現場采集的實時數據傳輸。

　　(3) 業務處理層：本層主要由控制中心服務器機組構成。控制中心服務器機組完成業務處理、數據備份、信息發布任務。業務處理主要負責實時數據的采集，數據分析處理，信息發布以友好方法顯示給用戶：c/s和b/s兩種方式。數據備份主要是保證重要數據的不丟失。

　　(4) 用戶應用層：本層主要給用戶提供友好界面接口，使用戶遠程瀏覽現場數據，控制現場設備。

2.2 系統功能設計

　　基于上述解決方案，在紫金橋軟件提供的平臺的基礎上，完成抽油機無線監控系統。系統提供b/s和c/s兩種訪問方式，都支持系統的各功能的應用。

　　(1) 數據采集功能：電參數：三相電壓、有功功率、無功功率、無功功率、功率因數；抽油機井口壓力和計量站井口壓力；運行狀態；沖程、沖次；載荷功圖；電流圖；有功功率圖。

　　(2) 數據處理功能：實時數據顯示、曲線顯示功能；數據異常報警，報警信息存儲；日運行時間、月運行時間統計；判斷抽油機的停機報警；井口壓力報警；通訊異常報警。

　　(3) 系統調整功能：根據生產運行情況進行現場設備控制；根據權限進行遠程控制。

　　(4) 多種友好運行方式：提供b/s和c/s兩種訪問方式。

　　(5) 管理維護功能。

　　(6) 強大的權限功能。

　　(7) 完整的日志功能。

　　2.3 系統功能案例

　　系統菜單包括：系統設置，數據采集，曲線數據，歷史數據，報表打印，數據統計，使用幫助，退出系統。利用導航數組件，用戶可以方便的選擇相應的設備名稱，油井當前的各項參數可以直觀的顯示在界面中，電流、功率、載荷以曲線圖的形式顯示。各種曲線提供歷史查詢和打印的功能，分別如下所示。

　　(1)用戶可以選擇某一油井在某一時間段的曲線，曲線之間可以很方便的切換瀏覽。曲線及各種相關的油井參數，可以定時采集也可以手動采集。定時采集的時間可以根據需要設置，如圖2、圖3所示。

圖2 數據采集畫面

圖3 數據曲線畫面切換

(2) 曲線的橫縱軸數據可以查詢得到，并能夠將數據導成excel文件，便于進一步分析處理。油井的各參數查詢提供實時和歷史兩種方式，如圖4所示。

圖4 導出的excel文件

　　報表中的參數可以根據需要選擇是否瀏覽。報警及操作員的操作信息都可以記錄，通過圖5界面查詢。

圖5 界面查詢畫面

　　(3) 操作員的各種操作，包括登陸時間，退出時間等都可以查詢到。各油井重要參數的報警記錄也可以方便的查詢，提供完善的用戶權限管理功能，如圖6所示。

圖6 操作記錄查詢

　　(4) 具有管理員權限的用戶可以增加、修改、刪除用戶，每一個用戶都可以設置用戶名、真實姓名、密碼、用戶級別、用戶時限等。不同的用戶有不同的操作權限，如圖7所示。

圖7 權限管理畫面

3 結束語

　　先進的控制系統是一個現代化工程的標志，對于企業有著深遠的社會效益和經濟效益。本方案主要構建抽油機監控數字化，乃至實現整個油田的信息化。本系統的有效的實現了油井的監管，減少了操作人員的勞動量，降低了誤差，節約能源，提高了整體的安全性。系統畫面清晰，易于維護，方便操作。系統已經在全國各大油田有過成功的應用，推廣價值巨大。