力控实时数据库pSpace在中石化川西气田调度系统中的应用

力控实时数据库pSpace在中石化川西气田调度系统中的应用（共2篇）

力控实时数据库pSpace在中石化川西气田调度系统中的应用 篇1

北京三维力控科技有限公司

力控实时数据库pSpace在中石化川西气田调度系统中的应用

1.背景

随着油气田生产规模逐步加大，以人工记录并用电话和传真进行信息传输的方式已在很大程度上制约了采输生产的发展，不能适应信息及时传输和快速决策的需要。因此，利用通讯、网络工程、数据仓库、企业计算以及信息处理等多个领域的先进技术，进行源头数据的自动化采集与传输，实现远程数据中心存储，以便进行更深层次的挖掘与利用已成必然。

在数字化气田的指导理念下，川西采气厂需要构建一套功能完善、性能稳定的调度管理系统，并根据现场站点的规模，功能和地理位置等条件，形成以流量计算机、数字仪表和手持PDA等多种采集方式的远程数字站点，实现对川西气田主要站点（气井）的实时监控管理。

2.调度中心

调度中心系统采用三维力控科技有限公司的pSpace企业级实时数据库，此数据库为完全的分布式结构，可任意组建应用模式，支持C/S和B/S应用，它可以提供丰富的企业级信息系统客户端应用和工具，大容量支持企业级应用，内部实现高数据压缩率，可实现历史数据的大量存储，灵活的扩展结构可满足各种需求，具备广泛的安全性和可跟踪性。

以企业级实时数据库为核心的系统结构图

该数据库是一个具有标准接口的、可二次开发的平台。其能完成来自DCS、FCS、RTU、流量积算仪、流量计算机及其它各种具有或不具有标准通讯接口的控制系统的实时数据的采集、存储、压缩，实时数据和历史数据的检索、统计、分析、建模，并进行曲线、图

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表显示。可以实现流程性工业中典型的应用功能，如工艺流程图展现、历史曲线分析、历史报警分析、报表管理等。同时，该数据库能为其他管理软件提供高效的数据接口，也可以将整理后的数据通过pSpace直接写入ORACLE，实现数据与其他管理软件的双向通讯。

3.远程数字站点

数据传输方案

川西采气厂的100余座远程站点分布在成、绵、德3市的各个地区，分布范围广阔。在此实际条件下，首要通讯方案采用GPRS无线数据远传方式，在现场数字站点采用工业级GPRS无线通讯DTU做为数据远传设备，由于各个站点移动无线信号覆盖较好，大部分站点数据刷新周期小于5秒。

现场站点（流量计算机、数字仪表、PDA）通过RS232/RS422/RS485与气田设备采集点连接，接入中国移动GPRS网络，通过ADSL与数据中心数采机的固定IP建立TCP/IP连接。该网络对气田信息采集点的接入地点、时间、数量没有限制，可以随时增减。可以满足山区、偏远地区和跨地区接入的需求。

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GPRS无线组网典型结构图 流量计算机站

规模较大的配气站采用流量计算机做为现场数据采集监控设备，通过流量计算机的RS-232接口将现场数据通过无线数传DTU传回数据中心。因已建成的各个流量计算机站采用不同的流量计算机系统，因此数据中心需要根据不同的系统开发相应的通信程序，力控目前支持多种流量计算机站的数据接口，可以满足不同系统的需要。

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数字仪表站

规模较小的配气站采用数字仪表做为数据采集监控设备，通过仪表的RS232接口将现场数据通过无线数传DTU传回数据中心，替代原来由气站工作人员手工抄表的方式。各个站点采用不同的厂家不同型号的数字仪表，因此数据中心需要根据不同的仪表开发相应的通讯程序。力控目前支持上千种仪表的数据接口，如比较常用的爱拓利、VEMM、苍南、浙江天信等。

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PDA站点

在一些不具备实施自动化数据远传的站点，仍使用机械式仪表的站点，采用手持PDA做为数据远传终端，由场站工作人员手工将测点数据写入PDA，再由PDA通过移动GPRS网络传回数据中心，实现数据采集。这种方式改造系统投资小，效果明显。避免了烦锁的人工抄表以及减少误报率。

4.结语

整个SCADA系统运行至今已有一年，调度中心数据库系统运行稳定，数据接收正常，数据刷新周期小于5秒。

通过SACADA客户端或IE浏览器，可在各站点的工艺流程图上对温度、压力、差压、瞬时流量、累积流量等工艺参数进行实时监控，同时可以查看个站点的月报，日报和产量报表，浏览各站点参数的实时趋势和历史趋势，设置各参数的上下限报警，还备有日志记录，可查询系统启停记录、用户登录记录、参数设置更改记录和报警记录，同时该系统还纳入了中石化西南分公司门户系统，初步实现了建设数字化气田的要求。

力控实时数据库pSpace在中石化川西气田调度系统中的应用 篇2

为了节能降耗降低成本, 提高企业在行业的竞争力, 结合钢铁企业实际情况, 在原有能源管理系统的基础上进行升级改造。采用先进科学技术建立企业级数据库, 通过企业内部的网络, 将分布在现场的能源数据采集站、检测站、现场控制站、操作管理控制中心的操作站以及管理控制站等联系起来, 共同完成能源的分散控制和集中管理, 更加合理地调配能源, 从整体上有效地节能降耗。因此, 以EMS (能源管理系统) 为支撑的现代化能源管理是中国钢铁企业的必然之路。

1 力控能源管理解决方案

按照钢铁公司企业信息化建设的总体设想, 建立一套以实时数据库为核心的能源管理中心, 把厂矿中分散的自成体系的监控系统以分层、分级的方式集中管理和监控, 为上一级的MES、ERP系统提供实时数据及历史数据。

钢厂能源管理对象包括了公司内部所有涉及厂际间结算的各种能源介质, 主要是煤气、氧气、氮气、氩气、蒸汽、压缩空气、深井水、净化水、工业水和深度处理的废水等计量系统。根据现场实际情况, 实现能源系统分散的数据采集和控制、集中的管理、调度和能源供需平衡, 以及生产管理过程中的能源预测, 为在生产全过程中实现节能、降耗和环保目标创造条件。

通过能源中心建设, 依托EMS管理系统, 对能源生产、能源管理、能源调度进行扁平的一体化管理, 统一煤气调度, 优化煤气平衡, 减少煤气放散, 提高环保质量, 降低吨钢能耗, 提高劳动生产率和能源管理水平, 使能源管理由事后的、粗放式管理模式向事前的、精细化管理模式转变, 实现能源的稳定、安全、高效生产, 形成适用于大型钢铁企业的能源在线监测、能效分析平台和企业级能源优化系统, 实现节能降耗的技术提升和创新, 显著降低钢铁企业的能耗。

能源管控中心的系统以实时数据库为数据平台, 构架采用客户机/服务器 (C/S) 架构与浏览器/服务器 (B/S) 架构结合形式, 分为工业控制系统网络 (内网) 和管理系统网络 (外网) , 由采集节点交换机、调度中心核心交换机、能源控制环网 (利用现有网络) 、数据采集/实时数据库服务器、历史数据库服务器、Web服务器和HMI终端等组成。能源管理调度系统采用三层网络架构, 即现场数据采集网络, 中间传输与数据交换层网络, 以数据处理、分析、统计管理为主的能源调度管理中心。通过能源管理中心的大屏幕调度系统结合视频系统实现了数据和视频的有机结合, 能源调度人员可以通过耗能状况和设备运行状况对企业的能源进行统一调配。图1为钢铁企业能源管理系统网络拓扑图。

2 能源管理中心

采用先进的自动化、信息化技术建立能源管理调度中心, 对供配电系统、水系统、燃气系统及压空系统等数据实行集中监控和管理。通过对能源系统的集中监测和控制, 实现“能源数据采集—过程监控—能源介质消耗分析—能耗管理”的全过程自动化管理, 使能源管理与能源生产、使用的全过程有机结合起来, 使之能够进行离线生产分析与管理, 包括能源生产管理统计报表、平衡分析、实绩管理、预测分析等。实现全厂能源系统的统一调度、优化能源介质平衡、高效利用能源, 提高环保质量、降低能源消耗, 达到节能降耗和提升整体能源管理水平的目的。

能源管控系统的功能实现是建立在基本能源信息基础上的。有完善的能源信息采集系统, 就获得了能源系统的第一手资料。经过数据分析、处理和加工, 能源中心控制室的调度人员和专业能源管理人员就能实时掌握系统运行情况:系统运行是否正常、运行状态是否安全稳定、能源调度分配是否合理等, 并能在需要时及时采取调度措施, 使系统尽可能运行在最佳状态。图2为钢铁企业能源管理系统功能图。

实时数据库技术是实现这一要求的最佳手段, 它集成了生产装置的生产动态数据, 实现对全厂实时数据的自动采集、存储和监视, 并围绕这些数据开发出各种实用程序。

3 力控实时数据库pSpace

实时数据库服务器采取冗余配置, 采用负荷均衡技术, 完成与现场所有采集站的数据采集, 并向操作站、Web服务器和历史数据库提供数据。为提高系统性能, 本设计通过实时数据库服务器与现场采集站进行通讯, 并将所有采集站的通讯协议统一到同一通讯协议上, 提高系统的通讯效率和服务器处理性能, 实时数据库服务器将完成中间量计算、累积量计算、趋势、报警、数据短时归档、向数据库站传送数据等功能, 并保存有信息记录、操作记录等功能。同时实时数据库服务器兼任应用服务器功能, 实现基础能源管理, 数据查询、报表查询和打印、能源平衡、能源分析预测等应用功能。

3.1 实时数据库的设计目标

生产系统实时监控:实时数据库系统为各级管理部门提供远程实时生产过程信息, 有效地帮助调度人员及时调整物流方向, 减少非计划停车, 保持生产的平稳运行。通过对实时数据库系统记录的装置运行状态参数和中间产品的质量进行分析, 通过实时数据库系统快速返回相关的结果即可及时调整操作参数, 确保装置操作的平稳性, 从而有效地提高产品的质量。

报警实时监视:通过比较当前的数据和历史趋势数据, 特别是结合装置安全运行的经验, 通过趋势图和数据的分析可以及早报告事故隐患, 并且通过对事故前后实时记录的历史数据的分析, 定位事故发生的原因。

管控一体化:各个分厂实时数据库集群并行运行, 物理上分散, 实现分布式实时数据的采集、存储、管理与查询及归档管理, 同时通过总调度室的管理, 可实时了解各分厂系统运行情况, 实现逻辑上的统一, 方便调度与决策。

3.2 力控实时数据库pSpace技术优势

力控誖企业级实时数据库pSpace是一个高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性强、跨平台、跨网络系统的开放式实时数据库系统, 产品为完全的分布式结构, 可任意组建应用模式;支持C/S和B/S应用;可以提供丰富的企业级信息系统客户端应用和工具;支持企业级大容量应用, 内部实现高数据压缩率, 可实现历史数据的海量存储, 灵活的扩展结构可满足各种需求, 具备广泛的安全性和可跟踪性。

能源管理系统采用支持UNIX/Linux操作系统的商品化实时数据库pSpace, 系统效率高、数据处理吞吐率高, 同时免受病毒的侵害, 在重大应用场合具有得天独厚的优势。数据平台的运行管理和调整决策是建立在可靠的过程信息之上的, 从而减少了管理控制环节, 提高了工作效率, 实现“数字化”的能源输配及平衡。建立客观能源消耗评价体系为进一步对能源数据进行挖掘、分析、加工和处理提供条件, 为ERP、MRPⅡ等系统的业务提供了及时、准确、完整、可靠的数据。这使得企业的“计划”与“生产”密切配合, 让企业管理者在最短的时间内掌握现场的变化, 保证计划合理而快速修正。而且pSpace提供的高级计算能力和分析工具可帮助企业将生产数据转化为商业系统中所需要的信息, 增强企业商业系统的能力。

4 应用效果

能源中心以力控实时数据库pSpace为数据平台, 在公司层面对能源系统采用分散控制和集中管理, 使运行管理和调整决策建立在可靠的过程信息之上, 从而减少管理控制环节, 提高工作效率, 实现“数字化”的能源输配及平衡。建立客观能源消耗评价体系为进一步对能源数据进行挖掘、分析、加工和处理提供条件。