王小紅 鄧強(qiáng) 荊鵬

摘 ?要

本文結(jié)合蘇里格氣田數(shù)字化升級(jí)改造工程，重點(diǎn)闡述蘇里格氣田數(shù)字化生產(chǎn)管理系統(tǒng)的功能組成、數(shù)據(jù)處理、軟件應(yīng)用、關(guān)鍵技術(shù)及運(yùn)行流程，同時(shí)介紹數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用在推動(dòng)蘇里格氣田減化生產(chǎn)運(yùn)行流程、優(yōu)化勞動(dòng)組織架構(gòu)、提升氣田開(kāi)發(fā)管理水平等方面的積極作用。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化 智能管理 數(shù)據(jù)應(yīng)用 管理平臺(tái)

一、數(shù)字化系統(tǒng)概述

嚴(yán)格執(zhí)行氣田公司數(shù)字化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，以滿足數(shù)字化基本功能為前提，對(duì)蘇里格氣田原有的信息自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件升級(jí)，形成“前端數(shù)據(jù)采集→中端數(shù)據(jù)處理→后端平臺(tái)管理”的三級(jí)數(shù)據(jù)采集、信息處理、資源共享應(yīng)用機(jī)制，實(shí)現(xiàn)“同一平臺(tái)、信息共享、多級(jí)監(jiān)視、分散控制”，達(dá)到強(qiáng)化安全管理、增強(qiáng)過(guò)程控制、節(jié)約人力資源和提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率的目標(biāo)。

前端數(shù)據(jù)采集：由現(xiàn)場(chǎng)儀表、各類傳感器及RTU終端構(gòu)成，主要采集氣井、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)及站內(nèi)壓力、溫度、液位、流量等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并將所采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)站點(diǎn)。

中端數(shù)據(jù)處理：由PLC機(jī)柜或RTU機(jī)柜、計(jì)算機(jī)、軟件構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)對(duì)來(lái)自各個(gè)遠(yuǎn)程終端數(shù)據(jù)的處理、集中監(jiān)控，并向后端服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，是整個(gè)數(shù)字化系統(tǒng)的重要樞紐和基本管理單元的指揮中心。

后端管理平臺(tái)：由服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件構(gòu)成，主要接收中端上傳的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分發(fā)存儲(chǔ)、調(diào)用，并以網(wǎng)頁(yè)的形式進(jìn)行發(fā)布。

二、前端數(shù)據(jù)采集

2.1氣井的數(shù)據(jù)采集

（1）優(yōu)化傳輸方式

針對(duì)原有無(wú)線電臺(tái)易受地勢(shì)、天氣等因素影響的現(xiàn)狀，統(tǒng)一采用井場(chǎng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸氣井?dāng)?shù)據(jù)、視頻圖像、指令下達(dá)，實(shí)現(xiàn)了“二網(wǎng)合一”，有效地提高了信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

（2）完善系統(tǒng)功能

按照井站流程化管理的要求，優(yōu)化蘇里格氣田前期建設(shè)的數(shù)據(jù)處理點(diǎn)。保留原有的有線載荷傳感器、位移傳感器，試驗(yàn)太陽(yáng)能一體化采集模塊，實(shí)現(xiàn)了氣井?dāng)?shù)據(jù)的同步實(shí)時(shí)采集，減少了線纜鋪設(shè)及后期維護(hù)工作量，縮短了建設(shè)周期。

增加氣井遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)控制功能，在落實(shí)氣井間開(kāi)制度過(guò)程中，省去了員工往返井場(chǎng)啟停井操作，減輕了員工工作強(qiáng)度，提高了氣井開(kāi)采系統(tǒng)運(yùn)行效率，當(dāng)管線、氣井出現(xiàn)故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)緊急停井，確保安全生產(chǎn)。

2.2集氣站的數(shù)據(jù)采集

（1）數(shù)據(jù)采集

根據(jù)氣田公司下發(fā)的關(guān)于井場(chǎng)和增壓點(diǎn)數(shù)字化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)行了“123”數(shù)據(jù)采集。即：

“1”：一個(gè)液位，緩沖罐連續(xù)液位監(jiān)測(cè);

“2”：兩個(gè)溫度，收球筒溫度、總機(jī)關(guān)出口溫度;

“3”：三個(gè)壓力，收球筒壓力、外輸泵進(jìn)口壓力、外輸泵出口壓力。

（2）自動(dòng)控制

根據(jù)外輸泵電機(jī)功率配套匹配的變頻調(diào)速裝置，結(jié)合緩沖罐連續(xù)液位監(jiān)測(cè)情況，進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)外輸泵遠(yuǎn)程啟停控制功能。

（3）電子值勤

電子值勤系統(tǒng)主要由全景攝像機(jī)、車牌攝像機(jī)、車牌識(shí)別控制器及無(wú)線網(wǎng)路設(shè)備組成，其中：全景攝像機(jī)主要是實(shí)時(shí)監(jiān)控來(lái)往車輛、人員、動(dòng)物，車牌攝像機(jī)是在有車輛經(jīng)過(guò)時(shí)，自動(dòng)抓拍車輛牌照，通過(guò)車牌識(shí)別器及軟件進(jìn)行車牌自動(dòng)識(shí)別、記錄。

電子值勤點(diǎn)設(shè)立在氣區(qū)主干道路、環(huán)境敏感區(qū)域、綜合治理重點(diǎn)區(qū)域，對(duì)出入的車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控、車牌號(hào)抓拍、記錄查詢，加強(qiáng)氣區(qū)綜合治理和內(nèi)部車輛管控，以便迅速處理現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)事件。

三、中端數(shù)據(jù)處理

（1）總體設(shè)計(jì)

站控系統(tǒng)綜合了自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)整合等技術(shù)，并融入了智能診斷分析功能，實(shí)現(xiàn)了基本管理單元的可視化、遠(yuǎn)程化、智能化管理，充分體現(xiàn)了“讓數(shù)字化說(shuō)話，聽(tīng)數(shù)字指揮”。數(shù)據(jù)管理采用分布式管理的方式，支持各種工控設(shè)備和常見(jiàn)的通信協(xié)議，具有可延續(xù)性、可擴(kuò)充性、封裝性及通用性等特點(diǎn)，并可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。

（2）系統(tǒng)功能

站控系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)采集、指揮調(diào)度、遠(yuǎn)程控制、無(wú)線通信和信息分析進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，提升工藝過(guò)程的監(jiān)控水平和生產(chǎn)管理過(guò)程智能化水平，到強(qiáng)化安全、節(jié)約人力資源和提高生產(chǎn)效率的目的。

（3）流程監(jiān)控

站內(nèi)流程監(jiān)控畫面采用3D背景圖像導(dǎo)航，直觀、立體地顯示了站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行流程;對(duì)站內(nèi)相關(guān)的壓力、溫度、液位、流量、燃?xì)鉂舛鹊戎匾\(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)采集。當(dāng)運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)以真人聲音報(bào)警，警示站內(nèi)工作人員處理。

（4）單元報(bào)警

當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)出現(xiàn)報(bào)警后，通過(guò)提示窗口和語(yǔ)音提示通知操作者，語(yǔ)音采用真人聲音報(bào)警，更形象的提示操作者，此時(shí)報(bào)警解釋說(shuō)明以及出現(xiàn)的時(shí)間會(huì)呈現(xiàn)在報(bào)警查詢畫面中，操作者應(yīng)該切換到單元報(bào)警畫面進(jìn)行報(bào)警確認(rèn)的操作，說(shuō)明操作者已經(jīng)收到報(bào)警通知，并采取了相應(yīng)的應(yīng)急措施，并且在備注欄填寫該報(bào)警的原因，作為歷史數(shù)據(jù)以便查詢當(dāng)天的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，提高安全管理，如果操作者沒(méi)有進(jìn)行報(bào)警確認(rèn)或者添加該報(bào)警信息的備注，則報(bào)警狀態(tài)欄中會(huì)記錄下該報(bào)警未被操作者注意，一旦出現(xiàn)問(wèn)題將追究當(dāng)天的操作人員的責(zé)任。

四、后端管理平臺(tái)

（1）平臺(tái)架構(gòu)

平臺(tái)由應(yīng)用支撐平臺(tái)和應(yīng)用子系統(tǒng)構(gòu)成。應(yīng)用支撐平臺(tái)包括組織資源目錄和數(shù)據(jù)共享平臺(tái)兩大功能。組織資源目錄是描述企業(yè)機(jī)構(gòu)、人員、崗位、職責(zé)、角色等實(shí)體對(duì)象以及各實(shí)體對(duì)象之間關(guān)系的模型。主要包括統(tǒng)一的訪問(wèn)控制、組織模型、身份庫(kù)、權(quán)限控制、審計(jì)管理和配置管理六方面應(yīng)用。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)按站-作業(yè)區(qū)-廠-公司級(jí)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在廠級(jí)架設(shè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、WEB服務(wù)器、廠級(jí)視頻服務(wù)器。

五、應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

（1）優(yōu)化了生產(chǎn)組織方式

通過(guò)數(shù)字化升級(jí)配套，使得現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理由傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)管理、人工巡檢、“大海撈針、守株待兔”的被動(dòng)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芄芾?、電子巡井、精確制導(dǎo)模式，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理數(shù)字化、可視化、智能化。

（2）提升了氣田開(kāi)發(fā)管理水平

建立了前端生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、在線監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)控的氣田開(kāi)發(fā)管理模式，通過(guò)數(shù)字化管理平臺(tái)的應(yīng)用，增強(qiáng)了技術(shù)分析與措施制定的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性。

（3）切實(shí)降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度

實(shí)施數(shù)字化配套后，減少了崗位員工簡(jiǎn)單、重復(fù)的現(xiàn)場(chǎng)看護(hù)、巡檢、資料填報(bào)等操作工作，增加了員工進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行分析、技術(shù)管理工作的時(shí)間，切實(shí)降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

總結(jié)

數(shù)字化只是手段，只是支撐，它建設(shè)的目的是為了更好地促進(jìn)生產(chǎn)管理，所以數(shù)字化管理從一開(kāi)始建設(shè)，就必須與生產(chǎn)管理緊密結(jié)合，一切為了保障生產(chǎn)，組織實(shí)施建設(shè)工作，才能使數(shù)字化管理的效用真正得到發(fā)揮。通過(guò)數(shù)字化建設(shè)和新型勞動(dòng)組織架構(gòu)的配套，蘇里格氣田實(shí)現(xiàn)了流程化管理（站管井），達(dá)到生產(chǎn)運(yùn)行流程與行政管理流程的統(tǒng)一，有利于生產(chǎn)資源快速配置和運(yùn)行事故的快速處理。

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