联合站实时监控管理系统设计与实现

联合站实时监控管理系统设计与实现从2000年开始，孤岛采油厂先后建设完成了联合站三相分队计量系统及自动监控系统，在各个联合站实现了来液的分队自动计量和联合站生产流程的自动实时监控。

在此基础上，进而有效的运用计算机软件和网络技术，构建分队计量及联合站信息综合应用平台，使生产现场的自动数据采集与后台的信息应用融为一体。

《联合站实时监控管理系统》正是为满足这一生产需求而提出的。

该系统充分利用采油厂网络、数据库资源，依托现场自动监控系统，在全厂范围内实现分队计量及自动监控生产数据资源的共享，建立基于Web的可视化信息平台。

该系统建成后可以从整体上提高集输生产系统的管理水平，为采油厂领导、科研人员及各单位管理、技术人员提供查询、分析、决策等全方位的服务。

系统背景和目的采油厂联合站生产主要包括如下几个环节：原油来液计量(对各采油队来液进行计量，分析出来液中油、水、气的含量) 、原油处理(通过一系列的流程将各队来液进行油、水、气的分离)、污水处理(将污水中的含油进行过滤、实污水含油降低到最低的水平)、原油外输。

在建设计量及监控自动化系统之前，各个生产环节的工作主要由人工实行现场管理，难免出现误差和工作失误。

自动化系统建成之后，整个联合站原油生产基本实现后台的管理和监控，联合站主要的生产环节都有相应的自动化设备实现了生产实时数据的动态采集与反馈，部分环节实现了后台自动化控制，从而提高了整个联合站生产的安全性、稳定性、科学性，为进一步构建软件系统平台，实现集输生产管理自动化打下基础。

整个系统由：网络、数据库和相应的软件系统构架。

系统不但可以使联合站实时生产信息的网上共享，而且实现了图形化的计算机后台管理与监控，以图形、曲线和报表等形式提供多功能生产信息的分析与查询，为决策、管理和科研服务。

该系统会从以下几个方面达到为企业创新增效的目的：一是，该系统结合分队计量及联合站分队计量的自动监控系统，做到了现场自动数据采集和后台信息发布同步进行，使得现场生产相关人员可以在计算机旁就能及时掌握整个联合站的生产状况，降低了各个岗位工作人员得劳动强度，提高了劳动效率，节约了人工成本。

二是，该系统依托现场自动化监控设备，充分利用了采油厂的网络资源及数据库资源自上而下建立了一套从数据自动采集、入库、信息发布的体系，一定程度上实现了集输生产管理及办公自动化。

三是，该系统面向采油厂各个部门的用户构建了多层次的应用平台，其各类功能可以满足小队、采油矿、采油厂生产管理部门日常生产管理的需要，也可以为科研单位提供信息服务，为采油厂领导提供决策支持。

四是，该系统实现了为生产流程中个设备运行提供了最佳参数控制，避免了人为因素造成的波动性和随意性，减少了材料和能源的消耗，从而大大降低了生产成本，提高了经济效益。

五是，系统的可以对现场各个生产环节实施连续性监控，使得值班人员更容易及时发现并消除事故隐患，确保联合站生产安全、平稳运行。

图1 系统总体框架图从图1可以看出，整个系统的重点主要包括两个方面：构建分队计量及自动监控数据库和建立基于Web的信息管理平台。

系统数据库设计采油厂目前已经建立了包括油藏、采油、集输在内的开发数据库体系，这些涉及不同生产领域数据都沿用的相同的数据标准。

相比较而言，该系统应用的为实时数据库，数据采集周期以秒为单位，在进行数据库设计时，应满足如下的要求。

联合站生产数据库的系统功能－－实现和联合站自动化系统实时数据库的无缝联接，为进一步软件系统的开发奠定基础；永久存储联合站生产信息，用户可以查询任何时间段的生产信息；对联合站生产信息进行分类、整理、加工，为采油厂相关部门进行决策、管理、分析。

数据库系统性能要求－－由于联合站生产数据库面向全厂多个相关部门的用户，因此数据库药满足生产、管理、科研、决策等不同拥护的需求；系统必须具备开放式的互联环境，支持多种传输介质、多种通讯协议，提供各种业务处理和网络在线服务等性能；要求具备在数据库结构和网络技术等方面的先进性；数据库和网络软硬件运行的可靠性；面向不断发展需求的可扩展性；便于联接其他系统和二次开发的系统结构开放性；便于维护和管理的易维护性等。

数据库的用户－－系统用户（数据库的管理、维护人员），特殊用户（各职能管理部门，包括采油厂领导、联合站主管部门）；主体用户（联合站、采油矿、工艺所、技检站等）。

数据库实现目标－－通过覆盖整个采油厂生产信息网络，突出信息系统的纽带作用，实现网络建设、数据库建设和软件系统建设有机结合，最大限度地实现生产信息的共享与查询，全面提高全采油厂原油生产的管理水平和技术水平，进而推动采油厂生产管理的现代化。

数据库的设计原则－－数据库逻辑结构的设计要遵循开发数据库，充分考虑各数据表的关联性、数据的冗余性。

设计过程中参照原开发数据库（集输部分），不要产生数据重复，同时又要确保切实满足用户及系统的实际需求。

构建基于Web的信息管理平台1.系统结构设计该系统是一套基于采油厂局域网络，依托目前联合站已有的分队计量生产自动监控系统，对联合站生产实时数据进行管理、查询、分析、图形化监控等多功能生产管理系统。

该系统采用面向对象、多层次体系结构设计方式，从图2可以清晰体现其结构特点。

用户层：为本系统不同的用户提供相应的系统界面，包括一般用户、管理部门、科研技术部门等。

应用层：主要是一个生产管理系统，集成整个软件的所有功能到一个统一的界面。

业务层：包括数据管理、信息查询、图件管理、报表管理、对比分析、生产监控等，采用面向对象的组件模型技术开发，可以不断扩展。

对象层：实现平台的对象数据模型与关系型数据库表结构的对应。

应用层及业务层将所有的数据包装成"对象"，对象层则将"对象"翻译成能存储在数据库中关系型模型。

在不同的组件之间也以对象的形式通过通信中间件相互通信。

数据层：储存系统数据，并为其他系统提供数据服务。

物理层：为本系统运行的物理平台。

2.系统功能设计构建Web的信息管理平台要考虑两个方面的因素：一是尽量满足不同用户的需求，二是考虑具体实现的复杂程度。

根据采油厂各部门用户的实际需求，该系统主要包括如下几个大的功能模块：数据管理、报表管理、图件管理、对比分析、数据查询、生产监控。

下面对每一项的功能进行详细的分析。

(1)数据管理：数据管理主要包括三个功能：数据录入及编辑功能、数据维护功能和数据处理功能。

(2)报表管理：系统为不同部门的用户提供了基于Web的各类报表的生成、打印的功能。

如下是具体的各类报表形式。

a.联合站分队计量日报b.用电量统计日报c.站油外输统计表d.采油队计量日报e.各联合站数据汇总表(3)图件管理：图件管理的基本功能是对现场采集的数据进行计算、处理，最终以各类图形的方式直观的表现出来，使得用户可以清楚的分析生产状况，提供决策支持。

该系统所涉及的图件主要包括三类：曲线、饼桩图、三维柱状图。

根据生产的实际需要，系统总共要产生如下一些图件：a.分队产量测量曲线：b.分队产量实时测量柱状图c.联合站分队产量分布饼状图d.联合站分队用电量变化曲线图e.联合站产量分布饼状图f.外输油产量变化曲线(4)数据对比数据对比是通过对生产数据进行计算、处理，最终以各类图表的形式描述出相关的两类或几类数据体之间的值的大小、变化情况等进行比较，从各种角度描述生产的实际状况，为用户提供深层次的分析。

本系统共包括四类的生产对比：同一队的日度产量对比、联合站分队产量对比、分联合站产量对比、井口产量与分队计量产量对比。

下面对每一类的对比进行详细的描述：a.同一队的日度产量对比：该对比用来描述采油队两个时间段之间的产量变化情况。

用户可以根据需要选择昨日和今日（或者是几日之间）的产量进行对比，进而分析产量变化的原因。

对比结果可以用报表、曲线的形式反映出来。

b.联合站分队产量对比：用来描述同一时间段内不同采油队产量的对比情况，主要反映同一生产管理区内各采油队的生产分布。

对比结果可以用报表、饼状图的形式发布。

c.分联合站的产量对比：用来描述各管理区的产量对比情况，主要反映全厂的产量分布。

对比结果可以用报表、饼状图的形式进行发布。

d.井口产量和分队计量产量对比：结合开发数据库，描述采油队各油井产量和到联合站分队计量的产量对比。

对比结果可以用报表、曲线的形式进行发布。

e.图形化实时监控实时监控的功能是将分队计量及联合站生产流程以图形的界面在系统中直观的表现出来，图3为界面当中各设备的相关生产参数系统主要技术1.该系统采用面向对象、多层次体系结构设计方式。

实现平台的对象数据模型与关系型数据库表结构的对应。

应用层及业务层将所有数据包装成"对象"，对象层则将"对象"翻译成能存储在数据库中关系型模型。

在不同的组件之间也以对象的形式通过通信中间件相互通信。

2.采用先进的IO数据采集性能优化体系和技术。

在数据采集中，属于同一结构、同一设备的结构变量将按照其中定义的最高采集频率的那个成员变量的采集频率对所有成员变量进行同时采集，加快运行系统初始化及运行速度。

整个系统采用美国AB公司ROCKWARE软件构建整个信息平台。

系统特点1.分队计量（1）该系统实现了原油分队计量的网上运行及管理，给原油配产、产量考核等提供了较为准确的信息依据，实现原油产量压力的进一步分解，可以充分调动了基层采油队的积极性和主动性，从而保证原油产量的顺利完成。

油田现在原油采用人工计量取样方式，计量误差较大，原油产量压力不到位，仅停留在二、三级单位，不能适应生产管理的需要，原油产量被动时，暴露的问题越来越多，计量误差高达15%以上，无法进行有效的考核与分析。

（2）实现分队计量的网上管理，能够及时分析研究单元区块，油井的变化，有的放矢进行管理和实施一些措施工作量，为保证油井较长时期的稳产高产获得最大经济效益奠定了基础。

（3）随着油田改革、承包责任制深入推进和经济核算的层层建立，从长远来看，实现分队计量的网上管理势在必行。

作为油田企业，最直接创造效益的产品是原油，而对基层采油队来说，其原油不能准确的计量，其承包责任制和经济核算制等的深入推进很难进行，这种情况不能适应油田改革发展的需要，建立分队计量。

2.自动监控（1）系统采用软件技术结合自动化监控设备实现了联合站生产的集成化、自动化管理。

节约了人力资源，大大减轻了职工劳动强度，提高了管理水平。

（2）通过该系统可以自动监控联合站各个重要生产环节，提高生产的安全性、科学性和稳定性，从而产生巨大的经济效益。

例如，系统可以控制一、二次沉降罐及缓冲罐油水界面，使其稳定在一个较为稳定的数值上，而采用人工控制，就不可能控制在一个界面上。

由于界面较稳定，减少了溢水、存油过厚等现象的发生，这样大大降低了污水处理的压力。