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采油厂生产实时信息系统建设方案v1.01建设方案1.1数据库应用规划数据平台架构由4大模块构成：数据采集、数据中心、功能应用、对外接口。数据平台➢数据采集：从监控系统或生产元器件采集数据；➢数据中心：包括实时数据库和关系型数据库；➢功能应用：实时数据库系统提供功能应用；➢对外接口：对外提供数据服务平台。1.1.1功能规划设计数据平台必要提供平台配备与管理、数据分析、报警告知、数据展示等工具。功能规划1.1.1.1数据分析规划数据平台重要数据分析工具包括：趋势分析、历史过程回溯、自定义报表功、图分析.1.趋势分析通过对现场生产过程数据收集整顿，提供实时、历史数据变化趋势分析。趋势分析工具需实现：➢纵向分析法：从纵向对比同一设备不同步期指标数据，分析设备运营状况；➢横向分析法：从横向对比不同设备同一指标数据，分析数据异常点；➢原则分析法：将设备数据与原则数据对比，分析数据异常点；➢综合分析法：各种分析办法组合。软件功能涉及：➢实时、历史趋势时间段查询；➢数据量程自适应及自由设定；➢快捷周期调节。可以便进行10分钟、30分钟、1小时、8小时、1天、7天、1月等周期迅速设定；➢多条趋势对比分析功能；➢趋势分析标注、导出、打印等功能；➢自由设定趋势颜色、背景等个性化展示。2.历史过程回溯通过图形与历史数据结合方式，以画面方式再现过去某一历史时段运营工况，便于分析时间段内运营状况进行，进行事故追忆。历史规程回溯包括功能：➢与过程监视画面完全一致历史规程回溯；➢回放历史时间设定；➢多幅过程画面同步播放；➢历史趋势同步分析。3.自定义报表分析自定义报表分析工具可以用于对作业区中各类生产指标辅助分析。自定义报表分析工具应满足：➢B/S架构所有报表绘制及发布过程均采用B/S架构方式。➢迅速绘制。报表分析工具应提供EXCEL模版导入功能，进行迅速样式绘制。➢多源报表同一张报表中数据可以来自各种不同类型数据源，各种不同类型数据源可以是同一数据库各种不同表，或是各种不同数据库，或者各种文献类型数据源。➢报表版本为了满足不同报表使用需求，报表需建立不同版本号，并把报表使用和修改记录保存至日记中。➢计算列和汇总对数据进行条件过滤，公式计算并对数据自动进行求和，平均，个数记录，最大值，最小值等。➢可见即可得报表报表为可见即可得式，保证最后报表效果和制作一致。➢一键式发布通过简朴操作即可实现报表发布。➢定期生成依照报表生成频率如日、周、月、季、年等，自动记录成果并生成报表。➢成果推送报表系统具备各种灵活推送方式，将定期生产报表以EXCEL、PDF等各种文献形式发送至指定位置或是邮箱中。➢权限控制和安全管理通过角色和顾客名进行各种控制，角色和顾客数据可以作为系统参数。除角色管理报表本地/远程设计，浏览，填报，表单权限，平台管理权限等还可以通过系统参数来进行数据源筛选或者细化到单元格数据显示样式控制，保证数据安全性。4.示功图示功图是以抽油机光杆位移为X轴，以光杆所承受负荷为Y轴，绘制平面曲线图形。软件功能涉及：➢示功图显示；➢与原则示功图对比；➢与12种典型示功图对比；➢示功图回放；➢参数显示，包括上行负荷最大值、下行最小值、冲程等；➢示功图面积、产量计算，提供“单次产液量”和“日产液量”。1.1.1.2报警告知规划在生产现场中包括着成千上万个测点和参数，这些参数一起共同反映了生产设备运营状况。现场生产管理人员核心工作就是在各参数变化过程中发现机组运营中也许存在问题，并及时加以调节和检修。但要现场生产管理人员在这些浩如烟海数据及其变化趋势中及时发现某运营设备也许存在问题绝非易事。作业区数据平台中，需完毕各类设备测点数据监视分析，为生产管理人员提供协助支持。1.业务功能涉及：A：常规超限：➢基于固定限值报警；➢基于变化条件动态限值报警。B：基于设备报警信号报警。C：瞬变报警：测点单位时间内变化过大时报警。D：劣变报警：设定期间段内，测点上下限差值过大时报警。2.软件功能涉及：➢报警判断周期为1秒；➢支持顾客自定义报警设定；➢支持逻辑判断进行报警；➢报警总量可达到测点总量20%；➢支持实时报警数据显示；➢支持历史报警数据查询；➢支持报警表达式中测点进行趋势分析；➢支持报警声音告知；➢支持实时或历史报警数据导出；➢支持报警级别定义、报警分类，并提供点名、报警级别、报警类别等条件过滤功能；➢支持触发短信告知；➢支持对外数据接口；1.1.1.3数据展示规划实时数据库必要提供丰富数据展示工具，例如数据浏览、图形监视、数据快照、点信息查询等。1.数据浏览数据浏览是实时数据库另一种展示。它把具备相似系统数据统一到一起查询、对比。软件功能涉及➢查询:点击查询按钮依照几项基本属性查出符合条件测点；➢选取列:通过“配备列”显示需要在表格中显示供查阅或导出列；➢排序:点击表头，对查询成果根据该列排序；➢弹出:弹出趋势，点信息，数据快照程序辅助查看测点；➢导出:查询到表格中显示测点，可导出为CSV格式数据。2.图形监视：生产实时监视可实时展示抽油机井内部构造，工作原理图，并在相应部位标注参数。软件功能涉及：➢放大缩小图形；➢图型间转跳；➢图型上测点特殊状态特殊显示；例如超时或者报警；➢图型自身计算点；➢图型间转跳；➢图型中趋势，棒状图等。3.数据快照数据快照程序用于展示和导出测点在实时，历史某时间，历史区间值，应许多点同步操作。软件功能涉及：➢点组管理；➢添加点组；➢删除点组；➢重命名点组；➢为点组增删点；➢导入、导出点组；➢查阅数据；➢实时快照：测点实时值呈现；➢历史快照：历史某时间测点值呈现；➢历史区间快照：历史某时间段内，以一定期间间隔为单位，依次显示测点在各个时间值；➢历史区间记录：历史某段时间内，点组中测点最大、最小、平均、流量值；➢导出：导出正在呈现数据为CSV；4.点信息查询用来查阅测点全面信息和属性。例如，采集属性，报警属性，实时值，计算表达式，配备属性等。软件功能涉及➢点信息程序用于展示测点各个字段以及当前值。➢从其她程序点中弹出并呈现该测点字段和当前值➢依照键盘输入测点名呈现该测点字段和当前值1.1.2数据采集方式设计(OPC,MODBUS,其她。)OPC,MODBUS,其她。数据库应具备丰富、完善与现场各种控制系统及智能装置原则接口，至少应涉及通用生产系统和Siemens、Modicon、AB等PLC系统以及其他通用或专用系统等。假设，现场提供数据采集接口，并提供相应文档阐明，则该数据应当有相应数据接口支持。数据采集基本构造如图：1.数据采集构成：➢数据源：各类生产系统和PLC。➢数据采集程序：数据采集是一种规约转换过程，将不同厂家不同规约实时信息转换成统一原则格式进行通讯。➢实时数据库：将数据送到实时数据服务器中进入后续解决。数据源I/O驱动上位机实时数据库服务器OPC实时数据库数据采集ModbusT3000…2.采集程序必要提供但不限于如下功能或规定：➢数据接口安全，包括不影响正常生产、不影响数据平台正常运营；➢采集接口支持TCP/UDP、RS232/RS485等各种网络接口合同；➢支持本地数据缓存，，可以在网络中断或者其他无法进行正常数据发送状况下，将过程数据暂存于本地，待故障排除后，再将数据送入实时/历史数据库。数据缓存区大小可按需配备。➢采集频率：1秒；➢提供统一接口程序，实现各种接口数据采集操作方式统一；3.OPC数据采集规定➢支持中文字符标签➢标签名字长度不限制；1.1.3数据库规划设计依照作业区详细状况，数据库点数规划5万－35万。实时数据库规划须体现随着实时数据库点数增长，对服务器硬件和网络条件不同规定。1.1.3.1数据库采集与解决规划重要阐明一台服务器负责采集多少点最优，压缩比，采集频率、硬件配备状况数据库压缩率每采集点可配备。在采集频率1秒，压缩率为采集点量程0.5%条件下，35万点数据规模硬件配备。设备类型设备名称参数数据库服务器IBM38504CPU，2.13GHz主频，32GB内存，300GB硬盘。磁盘阵列IBMDS3512/35242.5TB1.1.3.2历史数据存储规划历史数据存储方式、变化采集还是定期采集，历史数据存储时长、以及历史数据备份办法➢数据存储于磁盘阵列，数据备份介质可以选取磁盘、磁带、关盘刻录等。➢实时数据库推荐数据采集为每秒定期采集，数据库必要具备高效数据压缩算法。➢历史数据存储时间长度不低于，访问不同步间段数据访问速度基本一致。即，访问昨天历史数据与访问5年前历史数据具备基本一致访问速度。历史数据备份支持每天增量备份。实时/历史数据存储于磁盘阵列，2.5TB可以保存3年以上数据，数据备份于其她磁盘或磁带，普通采用每天定期增量存储。openPlant历史文献是每天产生一种存储文献，因此历史数据备份使用各种操作系统自带定期任务，把每天生产历史文献拷贝出来就可以。1.1.4数据库点规划设计1.1.4.1数据点命名实时数据库解决重要对象为从现场各控制系统采集来各测点实时数据，为了统一管理这些数据，保证数据唯一性，openPlant实时数据库采用了“[数据库名].[实例名].[节点名].[点名]”多维构造，对进入系统所有采集点、手工输入点、计算点进行统一规划和属性定义，保存控制系统原有点名，使采集数据在全厂范畴内得到统一管理并易于查询，为公司数据集成应用提供便利；openPlant实时数据库系统采用分布式架构，轻松应对集团级实时/历史数据管理规定。其中：RTDB：为数据库名称；惯用以表达二/三级单位Instance：为一种实时数据库实例。惯用以表达采油单位。Node：可以表达一种实时数据库实例中某个节点，如集输站，区域控制中心等。Point：表达某个采集节点中点。结合中石油特点命名规划可以做如下规划:1.1.5对外接口规划设计数据库必要提供良好对外接口，包括支持原则通信规约数据交付、高性能编程接口SDK/API、稳定高效转关系数据库工具。1.1.5.1数据交付规划数据交付重要用在将数据库数据提交到油田公司级数据库中，规定数据库提供但不限如下数据交付接口。1.OPCServer➢OPC(OLEforProcessControl——用于过程控制OLE)是一种应用广泛工业原则。➢OPCServer必要提供完整安装包，安装过程必要包括本机DCOM组件安装，本机远程OPC配备；➢OPCServer向操作系统注册成服务，不需要界面，但必要提供实时采集点配备办法，当由客户端连接时可以自动启动服务。➢提供OPC客户机远程DCOM自动化配备程序。➢提供顾客访问权限控制。2.WebService项目实时系统数据量庞大，系统复杂多样。为有效整合数据，提高数据公共访问水平，规定数据库支持定制WebService接口，并通过向公司服务总线注册服务方式对外提供数据服务功能。重要有如下功能：➢支持取多点实时数据；➢支持取多点同一时间点历史数据；➢支持取多点同步一段历史时间数据；➢支持取多点一段时间记录数据（记录数据包括平均值、最大值、最小值、合计值、方差值）。1.1.5.2SDK/API使用方案数据库提供C/C++和JAVA两套API。其中C/C++API以动态库形式提供，任何能使用动态库编程语言（如：C/C++、.net、Python等）都能支持，包括Windows/Unix/Linux等各种操作系统支持。JAVAAPI则更能符合JAVA开发人员使用习惯，更不用以使用本地化组件方式来调用C/C++API。API必要提供但不限于如下功能：➢实时数据库连接初始化：包括实时数据库IP，端口，超时等；➢与实时数据库连接状态监测；➢实时数据库库操作API本地缓存，数据库连接断开后再连接需要把本地缓存数据写到数据库；➢支持取多点实时数据；➢支持取多点同一时间点历史数据；➢支持取多点同步一段历史时间数据；➢支持取多点一段时间记录数据（记录数据包括平均值、最大值、最小值、合计值、方差值）。1.1.5.3转关系数据库方案随着实时数据库应用不断进一步，顾客但愿可以有工具对实时数据库进行更多样、更自由、更复杂操作。通过实时数据库数据与各业务系统数据集成，来