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【摘 要】天然气生产单位所辖的多个集气站，处理厂均有独立的自控系统，为了实现对多站点的集中监控该生产单位调度中心架设Honeywell PKS210 DSA服务器通过以太网对生产数据进行采集，本文主要阐述了在生产调控平台的建设中三维力控pSpace实时数据库从DSA服务器中将所有生产数据统一采集、存储、WEB发布等功能的开发及应用。
【关键词】三维力控；pSpace；WEB发布
引言
近年来随着天然气生产规模迅速扩大，如何能使生产调度、指挥人员随时查看生产过程数据，以便快速地做出更为灵活的生产调度决策，是天然气生产单位信息化建设的关键。目前在用的SCADA中心HoneyWell PlantScape PKS210软件，在生产数据采集的效率和稳定性上有一定优势，但无法解决数据量大，存贮时间短的根本问题，在经过充分的分析论证后，搭建了三维力控pSpace实时数据库，从而彻底解决生产数据的存贮时间短，查询方式单一的问题。
1、SCADA系统数据采集及存贮方式现状分析
目前天然气生产单位主要采集的数据包括集气站、天然气处理厂及单井的井口生产数据。
单井数据主要采用微波传输技术将井口生产数据传输至站内数传电台，通过将单井井口的生产数据写入各站的控制系统中，从而实现了SCADA中心DSA服务器对站内，井口生产数据的全面采集。
数据的存贮采用HoneyWell PlantScape PKS210中包含的SQL数据库，数据库存贮容量有限，按照目前的数据采集周期计算，只允许存贮一个星期的生产数据。不能满足地质专家分析和生产指挥调度所需要的详尽的数据资料要求。
在历史数据查询方面HoneyWell PlantScape PKS210支持三种查询方式：Fsat（快速存贮查询）、Standard（标准存贮查询）、Extended（长期存贮查询），数据查询只能在安装该软件中进行查询和筛选。
2、pSpace实时数据库功能特性
实时数据采集——处理所有来自各种外部系统的数据，如DCS、PLC、SCADA、底层I/O设备等。周期性将数据送到文件归档，同时根据需要将报警信息进行发布。
历史数据存储——独有的二级数据压缩技术，80GB的容量可容纳上万点10年的历史据。
网络通讯响应——基于ACE架构的网络通讯协议，让通讯更加可靠、效率更加高效、带宽占用更低、适用环境更多。
统计数据处理——对pSpace中的数据按照需要的方式进行灵活的统计处理。
数据二次计算——二次计算功能是一种具有时间确定性的在线计算引擎。它提供了对pSpace中的数据进行二次计算和实施高级运算的功能。具有定时触发计算、条件触发计算、离线数据计算等方式。
事件触发管理——通过事件的定义，完全按照用户的意愿定制系统运行的方式，如触发存储、触发计算、触发统计等等。
自诊断、自恢复功能——能对模块进行监视，对系统文件、数据文件进行有效性检测，系统故障后能自动恢复系统，能对数据文件进行检测，对错误信息进行有效处理，将各种异常情况造成的损失降到最低。
3、pSpace实时数据库的建设与应用
3.1实时数据库架构设计
整个实时数据库系统共有三大部分组成分别为：SCADA中心DSA服务器、三维力控pSpace实时数据库服务器、三维力控ForceControl服务器。
SCADA中心的Honeywell PKS210 DSA服务器统一对各生产单元的生产数据进行读取。
传输介质：基于光纤技术的工业以太网络。
通讯协议：标准MODBUS协议。
3.2pSpace实时数据库建设过程
3.2.1硬件及软件选择
在建设过程中我们选用了性能更加稳定的三维力控pSpace实时数据库3.6版本，此版本的软件中嵌入运行更为稳定的DateBase，确保数据采集和存贮的高效率和高稳定性。硬件设备采用了先进的HP GL580服务器，此服务器具备的16核1.6GHz的CPU及16G的物理内存确保了系统运行的稳定性及数据采集的高效性。服务器同时具备3.2TMb的大容量存贮空间，可以确保生产数据的长时间存贮，满足了地质专家和工艺专家对历史数据的全面需求。
3.2.2三维力控工程开发
对于三维力控软件，每一个实际的应用案例称作工程。工程包括数据库、I/O设备、人机界面、网络应用等组态和运行数据。
人机界面开发：人机界面的开发主要是利用软件自带的图形工具结合集气站，处理厂等生产场所的工艺流程以及单井生产工艺进行综合组态。
数据库组态：在pSpace实时数据库中对所有生产单元的数据点进行添加，并添加历史数据选项，目前每一个数据点均为每60秒保存一次。
I/O设备组态：将DSA服务器定义为OPC Server，三维力控实时数据库定义为OPC Client。在实时数据库中添加OPC client 3.6通道，指向服务器节点为DSA服务器地址，服务器名为：HWHsc Opcserver，通道重连时间为5000毫秒，重连次数为3次。
集成单井数据：将原有的单井数据服务器中的工程与pSpace实时数据库中的工程进行整合使pSpace实时数据库直接采集DSA服务器中的单井数据并根据数据字典对点的命名进行规范。
在组态完成后即可运行此工程，pSpace实时数据库开始按照组态中的规则对生产数据进行采集和存贮。
3.3pSpace实时数据库的应用
3.3.1历史数据查询及专家报表生成
三维力控的万能报表工具提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，再获取实时数据库的各种过程数据后能完成数据的查询与计算；建立易用、灵活、强大的报表系统，并可按照客户需求生成历史数据变化曲线。
报表文件格式兼容Excel工作表文件，提供类Excel的绝大部分功能，包括：编辑功能、计算功能、图表功能等。
支持图表显示自动刷新，可输出多种文件格式：Excel、TXT、PDF、HTML、CSV等。
3.3.2基于IIS技术的WEB发布
三维力控pSpace实时数据库可以为企业在创建基于Internet的网络信息门户时提供完整的软件解决方案，对组态好的图形界面进行WEB发布，并将三维力控pSpace中的工程嵌入企业的生产管理平台中，有浏览权限的任何用户都可以通过企业内部的Intranet网络，在任何场所用标准的浏览器登录查看生产过程。
4、结论
pSpace实时数据库建设完成后，集中对系统运行状况进行了跟踪观察，在三个月的运行周期中，系统数据采集稳定高效，与各生产单元的数据采集率同步，数据存贮可靠。
通过对比，三维力控pSpace实时数据库在数据存储频率、数据存储时间、历史数据查询方式上都较PKS210 实时数据库更为强大。pSpace实时数据库的建设推动了油气田开发的数字化发展进程，确保了数字化管理平台的高效，稳定的运行。
参考文献
[1]pSpace Comfiguration manual.
[2]夏维，林淼单.实时数据库应用经验.工业控制计算机，2009，22（4）：96-97.
【关键词】三维力控；pSpace；WEB发布
引言
近年来随着天然气生产规模迅速扩大，如何能使生产调度、指挥人员随时查看生产过程数据，以便快速地做出更为灵活的生产调度决策，是天然气生产单位信息化建设的关键。目前在用的SCADA中心HoneyWell PlantScape PKS210软件，在生产数据采集的效率和稳定性上有一定优势，但无法解决数据量大，存贮时间短的根本问题，在经过充分的分析论证后，搭建了三维力控pSpace实时数据库，从而彻底解决生产数据的存贮时间短，查询方式单一的问题。
1、SCADA系统数据采集及存贮方式现状分析
目前天然气生产单位主要采集的数据包括集气站、天然气处理厂及单井的井口生产数据。
单井数据主要采用微波传输技术将井口生产数据传输至站内数传电台，通过将单井井口的生产数据写入各站的控制系统中，从而实现了SCADA中心DSA服务器对站内，井口生产数据的全面采集。
数据的存贮采用HoneyWell PlantScape PKS210中包含的SQL数据库，数据库存贮容量有限，按照目前的数据采集周期计算，只允许存贮一个星期的生产数据。不能满足地质专家分析和生产指挥调度所需要的详尽的数据资料要求。
在历史数据查询方面HoneyWell PlantScape PKS210支持三种查询方式：Fsat（快速存贮查询）、Standard（标准存贮查询）、Extended（长期存贮查询），数据查询只能在安装该软件中进行查询和筛选。
2、pSpace实时数据库功能特性
实时数据采集——处理所有来自各种外部系统的数据，如DCS、PLC、SCADA、底层I/O设备等。周期性将数据送到文件归档，同时根据需要将报警信息进行发布。
历史数据存储——独有的二级数据压缩技术，80GB的容量可容纳上万点10年的历史据。
网络通讯响应——基于ACE架构的网络通讯协议，让通讯更加可靠、效率更加高效、带宽占用更低、适用环境更多。
统计数据处理——对pSpace中的数据按照需要的方式进行灵活的统计处理。
数据二次计算——二次计算功能是一种具有时间确定性的在线计算引擎。它提供了对pSpace中的数据进行二次计算和实施高级运算的功能。具有定时触发计算、条件触发计算、离线数据计算等方式。
事件触发管理——通过事件的定义，完全按照用户的意愿定制系统运行的方式，如触发存储、触发计算、触发统计等等。
自诊断、自恢复功能——能对模块进行监视，对系统文件、数据文件进行有效性检测，系统故障后能自动恢复系统，能对数据文件进行检测，对错误信息进行有效处理，将各种异常情况造成的损失降到最低。
3、pSpace实时数据库的建设与应用
3.1实时数据库架构设计
整个实时数据库系统共有三大部分组成分别为：SCADA中心DSA服务器、三维力控pSpace实时数据库服务器、三维力控ForceControl服务器。
SCADA中心的Honeywell PKS210 DSA服务器统一对各生产单元的生产数据进行读取。
传输介质：基于光纤技术的工业以太网络。
通讯协议：标准MODBUS协议。
3.2pSpace实时数据库建设过程
3.2.1硬件及软件选择
在建设过程中我们选用了性能更加稳定的三维力控pSpace实时数据库3.6版本，此版本的软件中嵌入运行更为稳定的DateBase，确保数据采集和存贮的高效率和高稳定性。硬件设备采用了先进的HP GL580服务器，此服务器具备的16核1.6GHz的CPU及16G的物理内存确保了系统运行的稳定性及数据采集的高效性。服务器同时具备3.2TMb的大容量存贮空间，可以确保生产数据的长时间存贮，满足了地质专家和工艺专家对历史数据的全面需求。
3.2.2三维力控工程开发
对于三维力控软件，每一个实际的应用案例称作工程。工程包括数据库、I/O设备、人机界面、网络应用等组态和运行数据。
人机界面开发：人机界面的开发主要是利用软件自带的图形工具结合集气站，处理厂等生产场所的工艺流程以及单井生产工艺进行综合组态。
数据库组态：在pSpace实时数据库中对所有生产单元的数据点进行添加，并添加历史数据选项，目前每一个数据点均为每60秒保存一次。
I/O设备组态：将DSA服务器定义为OPC Server，三维力控实时数据库定义为OPC Client。在实时数据库中添加OPC client 3.6通道，指向服务器节点为DSA服务器地址，服务器名为：HWHsc Opcserver，通道重连时间为5000毫秒，重连次数为3次。
集成单井数据：将原有的单井数据服务器中的工程与pSpace实时数据库中的工程进行整合使pSpace实时数据库直接采集DSA服务器中的单井数据并根据数据字典对点的命名进行规范。
在组态完成后即可运行此工程，pSpace实时数据库开始按照组态中的规则对生产数据进行采集和存贮。
3.3pSpace实时数据库的应用
3.3.1历史数据查询及专家报表生成
三维力控的万能报表工具提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，再获取实时数据库的各种过程数据后能完成数据的查询与计算；建立易用、灵活、强大的报表系统，并可按照客户需求生成历史数据变化曲线。
报表文件格式兼容Excel工作表文件，提供类Excel的绝大部分功能，包括：编辑功能、计算功能、图表功能等。
支持图表显示自动刷新，可输出多种文件格式：Excel、TXT、PDF、HTML、CSV等。
3.3.2基于IIS技术的WEB发布
三维力控pSpace实时数据库可以为企业在创建基于Internet的网络信息门户时提供完整的软件解决方案，对组态好的图形界面进行WEB发布，并将三维力控pSpace中的工程嵌入企业的生产管理平台中，有浏览权限的任何用户都可以通过企业内部的Intranet网络，在任何场所用标准的浏览器登录查看生产过程。
4、结论
pSpace实时数据库建设完成后，集中对系统运行状况进行了跟踪观察，在三个月的运行周期中，系统数据采集稳定高效，与各生产单元的数据采集率同步，数据存贮可靠。
通过对比，三维力控pSpace实时数据库在数据存储频率、数据存储时间、历史数据查询方式上都较PKS210 实时数据库更为强大。pSpace实时数据库的建设推动了油气田开发的数字化发展进程，确保了数字化管理平台的高效，稳定的运行。
参考文献
[1]pSpace Comfiguration manual.
[2]夏维，林淼单.实时数据库应用经验.工业控制计算机，2009，22（4）：96-97.