油田計量間數據采集系統(tǒng)設計方案

一、現狀
　　 油田的現場為十幾個計量間，而且每個計量間離中心控制室都很遠（最遠有10公里），每天都要對油的溫度進行多次采樣，人力物力都很大。同時又不能根據現場的實際情況及時對輸送的油溫進行調整，特別是冬天室外溫度低，如果油的溫度過低沒有及時發(fā)現而將管線凍裂，影響實際生產。因此，我公司設計遠程數采系統(tǒng)，可以對現場進行實時檢測，當出現溫度超限等問題及時解決，系統(tǒng)中采集出來并將數據傳輸到監(jiān)控中心系統(tǒng)主機上，通過圖形畫面顯示輸出。該系統(tǒng)具有趨勢、報警、查詢等功能，使操作人員在控制室內了解全部計量間區(qū)域的生產情況，進行調度管理，也為今后建立全公司綜合信息管理，實現無紙辦公和決策信息支持打下基礎。計量間可以增加紅外線裝置，當有人非正常進入計量間時，紅外線裝置就會自動向控制內發(fā)出報警信號，通知控制內人員有人進入計量間，起到安全保護的作用。
　　
　　二、系統(tǒng)設計功能
　　1、數據采集功能
　　 生產過程中需要對現場的數據進行采集，及時準確的反映現場的情況，我們將采用北京三維力控的工業(yè)控制組態(tài)軟件力控PCAuto 中的HMI/SCADA--pLerineTM為監(jiān)控平臺，對實時過程數據進行采集。現場的每個計量間中安裝一個數采控制單元，數采控制單元作用是把現場溫度信號進行放大、處理等工作，之后把計量間的數據打成數據包傳送到控制中心；數據傳送是通過數字電臺方式傳送的，數字電臺通過RS233串口與控制中心計算機串口和現場數采控制單元相連接，使控制中心和各個計量間以TCP/IP協(xié)議通訊（如下圖所示）。控制中心通過數字電臺實時輪尋接收各個計量間電臺發(fā)送的數據包，并把現場溫度數據在控制中心計算機中形成歷史，便于對當月或當年的溫度平穩(wěn)度進行查詢，在當地硬盤保留一年以上的歷史數據，可根據硬盤的容量和實際需要具體確定。
　　2、生產數據實時顯示、運算、存儲功能
　　(1) 采用圖形界面，可根據用戶的需要創(chuàng)建總貌圖、流程圖、工框圖、趨勢曲線圖、儀表棒圖、報警畫面，實時顯示現場生產數據。各畫面之間可方便的進行切換
　　(2) 對現場數據進行運算處理，根據用戶的需要對現場原始生產數據進行統(tǒng)計計算，并通過各種形式實時顯示。
　　(3) 現場生產數據的定時存儲，可根據用戶的需要每間隔一定時間對現場生產數據進行存儲。可保存十年以上的歷史數據和報警信息。
　　3、查詢功能
　　 形成實時數據庫可方便的進行分類查詢
　　(1)單元數據查詢
　　(2)實時生產數據查詢、監(jiān)測
　　(3)各類歷史數據查詢
　　(4)生產實時趨勢、歷史趨勢查詢
　　4、報表打印功能
　　 系統(tǒng)配備打印機，可根據用戶的具體要求自動生成和打印各種報表，例如：
　　(1) 生產日報
　　(2) 生產情況班報
　　(3) 事故報表
　　以便數據管理部門或決策者分析能源使用情況，并提供數據管理決策的依據。并且報表格式、數據構成、采樣間隔等參數都可隨時更改。
　　5、報警功能
　　 具有聲音、圖像等多種報警手段，并提供歷史報警查詢。
　　6、數據壓縮處理
　　 要傳送的報警數據首先要經過數據壓縮處理，以降低網絡負荷，提高對通訊帶寬的利用率。數據壓縮采用優(yōu)化壓縮算法，以獲取較高的壓縮比和較快的壓縮速度。
　　7、數據校驗處理
　　 為保證報警數據傳送的可靠性，對傳送的報文數據要進行數據校驗處理。在發(fā)送端對報文數據加入校驗碼，在接收端對數據及校驗碼進行檢驗，對誤碼進行糾錯處理有效地解決線路干擾嚴重、誤碼率較高的問題。
　　8、通訊狀態(tài)檢測與監(jiān)視
　　 為提高通訊可靠性，遠程通訊服務程序要具備通訊狀態(tài)檢測與監(jiān)視功能，實時診斷通訊狀態(tài)和鏈路連接情況。
　　9、鏈路自動恢復處理
　　 當通訊鏈路出現中斷現象時，遠程通訊服務程序要具備鏈路自動恢復功能，并保證在發(fā)生鏈路中斷時發(fā)送的報文不被丟失。
　　現過程控制信息提供給管理數據庫。通用大型關系數據庫需要支持ODBC協(xié)議標準。
　　10、該系統(tǒng)具有良好的開放性，其規(guī)模也可以自由伸縮，系統(tǒng)可以隨時擴容。
　　
　　三、網絡拓撲示意圖如下所示
　　

四、力控pLerineTM簡介
　　▼ 開發(fā)系統(tǒng)
　　 力控®提供了一個高度集成化、可視化的開發(fā)環(huán)境。極為友好的界面風格使您“上手”非常容易。
　　* 圖庫
　　 集成化的開發(fā)環(huán)境、增強的圖形功能，豐富的圖形元素及超級子圖精靈圖庫集，提供子圖精靈開發(fā)工具，用戶可以方便地生成自己的圖庫；力控®優(yōu)化設計的圖庫，提供了豐富的子圖和“子圖精靈”，任意拖拽不變形，使您的工程畫面精益求精。
　　* 內部組件
　　視頻組件：進行視頻的捕捉和回放；
　　溫控曲線組件：可以進行溫度的自動升溫和保溫控制；
　　瀏覽器組件：可以作為標準的瀏覽器客戶端；
　　標準WINDOWS組件：支持標準的文本框、單選框、列表框等組件；
　　增強的報警組件：集成的報警管理和查詢；
　　X—Y曲線組件：可以自由的進行曲線分析和查詢；
　　幻燈片組件：靈活的幻燈片播放，可進行自由控制；
　　自由曲線組件：方便的繪制各種曲線和動畫連接；
　　萬能報表組件：類EXCEL的報表工具，方便您完成管理報表；
　　立體棒圖組件：直方圖的分析工具；
　　歷史追憶組件：可以追憶帶毫秒標簽的數據，方便事故查詢；
　　手機短信組件：簡單的手機短信發(fā)送組件；
　　 報表組件
　　1、歷史報表:
　　 方便快速的歷史報表生成工具，能進行日報、月報、季報、年報的生成，對數據存儲的時間范圍、間隔、起始時間可進行任意指定，并可以根據存儲的時間進行查詢歷史數據，組態(tài)時在力控的繪畫菜單內進行歷史報表的選取。
　　2、內嵌多功能報表：
　　 靈活的報表生成方式，可以任意設置報表格式，實現各種運算、數據轉換、統(tǒng)計分析、報表打印等。既可以制作實時報表，也可以制作歷史報表。可以在報表上同時顯示實時數據和任意時刻的歷史數據，并加以統(tǒng)計處理，例如取行平均、列平均，統(tǒng)計出最大最小值。內嵌多功能報表提供了相應的報表函數，可以制作各種報表模板，實現多次使用，以免重復工作，組態(tài)時 在力控的子圖內。
　　3、內置數據表：
　　 內置數據表是力控開發(fā)人員總結關系數據庫的特點開發(fā)出的內置實時關系數據表，利用報表模板可以將力控實時數據庫的變量和報表字段進行任意綁定，可以對任意的數據進行插入、刪除、遍歷、存盤，內置的報表過濾器可以任意設定不同情況下的查詢條件，根據查詢條件對所查出的記錄進行選取來參與數據處理。
　　 動作腳本
　　 動作腳本類型和觸發(fā)方式多樣，具備自定義函數功能，支持數組運算和循環(huán)控制。內置多種打印函數，可根據畫面的大小進行任意設置打印范圍。
　　 系統(tǒng)安全性
　　 力控®吸收了國際上眾多知名DCS控制軟件的思想精華，并經歷了大量復雜工程應用的嚴峻考驗。它徹底解決了很多監(jiān)控組態(tài)軟件大點數時不穩(wěn)定或死機的問題，為用戶解除了后顧之憂。
　　* 安全保護
　　 力控®提供了完備的安全保護機制，以保證生產過程的安全可靠。力控®的用戶管理將用戶分為操作工、班長、工程師、系統(tǒng)管理員等多個級別，并可根據級別限制對重要工藝參數的修改，以有效避免生產過程中的誤操作。
　　* 報警和事件記錄
　　 力控®在運行時自動記錄系統(tǒng)狀態(tài)變化、操作過程等重要事件。一旦發(fā)生事故，可就此作為分析事故原因的依據，為實現事故追憶，提供基礎資料。
　　▼ 網絡
　　 力控®是真正的分布式網絡系統(tǒng)。在工程項目中用戶可以根據實際需要，靈活地構建符合要求的網絡結構。
　　* 網絡熱備
　　 力控®支持多層次網絡冗余，支持報警、歷史數據和網絡時鐘的同步。在雙機冗余基礎上，其它網絡節(jié)點自動跟蹤冗余主/從機的切換。各個網絡節(jié)點不僅可以監(jiān)視，還能夠進行控制。
　　 豐富的I/O驅動程序，支持多種硬件設備和通信協(xié)議，目前支持的設備包括：
　　支持霍尼維爾、橫河、福克斯波羅、費希爾等廠家的DCS通訊。
　　AB、GE、Omron、Modicon、Siemens、松下、三菱等廠家生產的PLC；
　　Honeywell、虹潤等廠家生產的調節(jié)器以及其它流行的智能儀表、智能終端；
　　研華、研祥、中泰、康拓等廠家生產的板卡及相關的智能模塊；
　　不同廠家的變頻器如SIEMENS、三菱、富士等；
　　各種不同的UPS設備、空調設備等；
　　支持PROFIBUS、 Can、LonWorks、MODBUS、Opto22等標準的總線設備；
　　另外，也可以按照用戶提出的通信協(xié)議和硬件接口，在較短時間內開發(fā)新的驅動程序。
　　支持OPC方式
　　五、系統(tǒng)基本配置