信息化建设在站库报表电子化中的应用

信息化建设在站库报表电子化中的应用

孙甜甜

中国石化集团胜利油田分公司滨南采油厂山东滨州256606

摘要：随着生产信息化、数字化油田等工作的加速推进，采油厂自动化程度越来越高，油气井场站库等生产现场丰富感知层能够实时感知各类生产设施运行情况，形成生产运行参数和状态参数海量实时数据。如何有效利用这些实时数据，将实时数据处理成与数据标准一致的结构化数据而进行实时数据转储和报表电子化变得非常迫切。本文主要研究了站库数据自动化采集条件下的数据转储与报表电子化。

一、站库报表管理的现状分析

目前采油厂站库生产运行数据报表管理主要是依靠人工手动添加纸质报表、EXCEL表统计、源头数据采集平台手动录入的方式传输到管理部门，可是传统纸质报表具有容易破损、丢失不易保存、错误数据无法追查等缺点，因而给管理部门带来一系列问题；而EXCEL、WORD等报表会出现难以管理的特点，对于具体某天的特定历史数据查询、统计、分析都非常不便。这样的背景下，研发一套站库数据报表电子化系统显得尤为重要。

二、报表电子化的技术路线及应用部署

（一）技术路线

1、站库报表电子化的总体设计思路

现场自动化采集的非结构化数据进入实时数据库，经过结构化处理进入生产指挥数据库，在生产指挥数据库中经过数据换算，换算成结构、频次与源头数据库相同的报表，制定站库报表转储算法，经过数据转储转储到源头数据库，然后应用到局、厂两级应用系统。

2、数据点表设计与站库设备对应关系梳理

为满足生产数据自动化采集的需要，统一规范生产现场数字化建设中实时数据采集点的命名方式，准确识别和处理自动采集的各项数据，实现采油厂内部实时数据的统一管理，结合站库信息化建设情况，制定统一的数据点表命名规范。同时梳理站库自动化数据采集与源头数据采集的设备对应关系，根据各站库实际情况，开发数据接口，实现站库实时数据的自动提取与上传。

3、数据转储优化技术

在全新数据库架构的支撑下，实时数据库与关系型数据库可以实现无缝对接。通过简单组态即可完成与关系数据库双向数据交换，利用Oracle数据库脚本实现更复杂的操作，通过SQL功能模块实现时间驱动式的数据交互。

统一实时数据转储标准，建立采油厂实时数据库，满足不同平台的数据需求。由于各单位的业务需求不同，实际需要的生产数据也存在差异。采油厂对实时数据的需求量不同，数据转储时首先必须要统一数据转储标准，建立齐全规范的数据存储标准，以满足不同业务部门的需求和不同平台的数据应用。

（二）应用部署

研究实时数据库建设核心技术原理，梳理已建系统实时数据，分析采油厂业务需求，落实油田实时数据采集规范；针对信息化改造的管理区以及集输站库，分析数据现状，开发数据接口，实现注水站、接转站以及联合站等站库数据的集中管理。

1、自动化采集数据库部署

现场实时采集的油气生产数据，经RTU/PLC/DCS推送至采集服务器，汇聚进入实时数据库，通过SCADA组态界面直观展示注水站、接转站、联合站设备、设施的运行状态，并通过视频监控系统以清晰的图像实现对生产现场的集中监控。

采用分布式数据库，多进程与多线程设计模式，数据服务器、Web服务器、设备驱动、人机界面、实用工具可任意组合，分别运行在相同或不同机器上，如图7所示，为自动化采集数据库部署图。实时数据、历史数据、过程报警、事件等作为整个系统的共有资源，可为其它客户端和数据库共享。由于进程运行在独立的地址空间中，一个程序的错误不会影响到另一个程序。同时可以将不同进程放到不同机器中，从而更合理地分配机器负荷，将重要的控制运算功能放到更为安全的机器上。同时，因为每个程序功能较单一，结构清晰，独立性强，调试和维护更加方便，因此能够更好地保证数据的实时性和可靠性。用户可以通过系统提供的API接口、COM控件、OPC服务器、DDE服务器与数据库进行通讯。

2、数据安全与信息调度

整个信息调度按功能分为4层，现场数据层、安全传输层、数据存储、分析与应用。

现场数据层为数据整合平台，整合已完成信息化建设的站库监控系统，同时方便后续其它站库的数据接入。

安全传输层采用安全隔离网闸把现场各个子系统进行数据接入，采用标准OPC协议，安全隔离网闸可以实现信息层和控制层的有效数据安全隔离。安全隔离网闸和现场数据层通过TCP-IP协议进行通讯。

数据存储层包含了结构数据、实时数据、视频等数据的存储。通过部署相应的服务器，采用高吞吐量的实时库对实时数据进行存储。结构数据存储到ORACLE关系库中。

分析与应用层为放置操作站和相关分析服务器，作为系统应用和管理，可以通过用户权限访问现场各个子系统的数据和画面。

三、站库报表电子化实现的功能

1、数据转储环境搭建

搭建了实时数据转储数据服务平台，实现直接从前端组态软件实时库中提取数据，将非结构化数据存储到厂生产指挥数据库，进而转储到厂、局级数据库中，在数据转储中将原始的生产数据通过服务平台，根据不同的需求截取实际需要的数据。

2、多重方案设计，提高实时数据转储的准确性

方案配置的主要作用是配置实时数据库测点与关系数据库字段的映射匹配关系。通过配置关联数据库连接信息、目标表、测点与目标表字段的映射匹配、特殊匹配及转储条件等，形成一套完成的方案。

3、多方位安全策略，保障实时数据转储集成安全性

实时数据库系统提供完备的安全保护机制，以保证生产过程的安全可靠，用户管理具备多个级别，并可根据级别限制对重要工艺参数的修改，以有效避免生产过程中的误操作。对自动化采集实时数据进行格式转换、数据处理，提升数据标准。

4、实时数据转储

将现场采集存储在实时数据库的数据转换为结构化的实时数据，从实时数据库转移到ORACLE数据库，形成结构化实时数据。将结构化实时数据，转化为源头数据结构、周期、采集频率一致的数据，转储到源头数据库的中间表中，形成待审源头数据。待审源头数据通过后台自动推送的方式推送到源头数据采集平台，经人工审核后通过数据中心源头采集的一级部署流程传输到局数据中心，然后通过数据同步将数据同步到采油厂数据库。

四、应用前景和社会效益

随着采油厂“四化”建设的完善推进，信息技术在企业生产、经营和管理中发挥着越来越重要的作用，石油行业也越来越重视信息化建设。采油厂始终把信息化作为提升企业生产经营管理水平、提高企业竞争能力的重要手段，实现信息化与自动化有效集成，构建信息安全体系，最终带动采油厂信息化水平实现整体跃升，促进高效生产和无纸化办公。快速便携无纸化的报表管理方式的优越性正得到充分发挥。

采油厂站库数据报表电子化，它可降低重复、冗余的工作量，能够节约人力成本。站库生产运行数据的自动化采集保证了内容的不可更改性和数据来源的真实性，大大提高了工作效率和数据有效性，为数据分析和设备管理提供有效依据。