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力控pSpace在燃氣數據中心系統中的應用案例
系統概況
隨著油氣場站規模的不斷擴大,采集氣場站數量更多,分布范圍更廣,調度中心容量與數據實時性、歷史數據存量面臨更大的挑戰,舊有的管理系統和管理模式已無法滿足新的管控需求,力控pSpace產品在公司調度中心的、應用中以自己的產品優勢直面這些挑戰,可以幫助企業顯著提升其數據管理水平。
以pSpace產品構建的生產數據系統可為管理層提供一個穩定,可靠,可信及時的數據實時監控系統,系統對公司旗下各地方調度室及站控室的運行參數進行采集、存儲、分析、展示以及應用,以實際數據為依據,優化并指導集團公司的生產運營。系統將礦區、集氣總站、井站等多種類型的監控站點的實時數據傳送到各級調度中心,供調度中心操作員實時監控,也為其他系統提供了數據依賴,對各級中心針能對本單位的生產情況進行進一步數據分析、畫面展示等。
系統設計
生產數據平臺設計緊密結合集團公司生產運行及相關業務流程,對氣礦二級單位、場站、井站等業務進行一體化管理,其主要實現目標如下:
● 各站庫所有參數的采集與存儲,并匯總到數據平臺。
● 各站庫主要參數,主要工藝畫面的監視。
● 各站庫主要參數的統計及分析,形成數據質量管理系統,實時監測數據質量。
● 對下方二級單位設備歸為設備管理系統集中展示管理,實時監測設備運行狀態。
系統架構

該生產數據平臺架構的設計涵蓋從底層設備到上層軟件應用的所有軟硬件。系統采集各類閥門,流量計,壓力表,溫度計等現場設備的數據,在礦區匯總后通過安全網絡上傳到調度中心進行數據的分析及展示。

系統主要包括pSpace實時歷史數據庫、FSmartWorx云端可視化軟件、資產設備建模系統、數據質量分析系統。需要配備的硬件包括實時服務器(熱備冗余)、歷史服務器(熱備冗余)、磁盤陣列柜、Web服務器、UPS電源、網絡設備等;層級之間配備了隔離網關等安全設備保證系統信息安全。

主要系統節點說明如下:

● 調度中心管理系統

在中心系統的建設中,可構建冗余的實時服務器、歷史服務器提高系統的可靠性,分布在網絡中的實時服務器、歷史服務器、報警服務器等分布式管理服務器可方便的進行系統擴展。

1. 實時服務器
實時數據服務器由pSpace產品構建,主要為系統提供實時數據管理支撐,負責處理、存儲、管理從下方二級單位采集傳送來的實時數據,并為網絡中的其它服務器和系統提供實時數據。實時數據服務器中運行通信管理軟件,完成與各級OPC服務器通信連接、協議轉換、網絡管理等任務。分布式的服務器節點之間可通過遠程數據源進行信息交互從而實現系統資源的負載均衡。
2. 歷史服務器
歷史數據服務器由pSpace產品歷史庫構建,主要完成歷史數據的存儲、管理,并為網絡中的其它服務器提供歷史數據服務。系統支持斷線緩存,能自動恢復通信中斷期間的數據。
3. FSmartWorx服務器
Web服務器由力控FSmartWorx云端可視化系統提供實現,是實時監控系統與管理應用系統之間的銜接服務器。FSmartWorx服務器保證生產數據都在 B/S 結構的統一平臺下進行監控,包括場站、分輸站的監控信息都可在統一平臺上進行監視。
4. 操作人員服務器
操作員服務器是調度、操作人員與調度中心計算機使用pSpace提供的psMonitor監視管理工具進行數據實時狀態監測,它在調度中心計算機監控系統中作為客戶端,操作員通過它可詳細了解管網的運行狀況并下達命令,它們通過局域網與服務器互聯并交換信息。
5. 工程師服務器
工程師服務器是系統工程師的操作平臺,由pSpace產品psConfig構建。工程師可通過它對計算機系統的數據庫等進行維護和管理;通過遠程部署工具對整個系統應用程序、工程進行遠程更新、修改、管理各服務器的運行程序。
6. 設備資產建模系統
設備資產建模系統,對登錄用戶進行權限判斷,當不通權限的用戶登錄進入系統時,系統所顯示的數據以及產看的功能模塊都是不相同的,這樣對各單位和各級別的用戶形成了有效的分區,專注查看當前管理區域內的設備相關數據,不通管理權限的人,可以對本工作區域內的設備數據進行增刪改查,及時維護當前工作區域內的設備信息,當然也對本區域內的設備具有報警功能和數據分析功能,能夠更加自由的組合,使得設備管理更加靈活。
7. 數據質量分析系統
數據質量管理系統是一款管理數據庫測點質量的系統,通過讀取數據庫測點的信息,與之系統設定的規則來做出判斷。將異常測點與正常測點區分開,對異常測點可通過下發工單的形式來進行處理,保障數據庫測點都處于正常的狀態,有效的協助對數據庫的管理。
8. 其他第三方服務器
pSpace實時歷史數據庫也提供給三方API包括OPC DA、OPC UA、ODBC、JDBC、WEB API以及面向各種編程語言的三方SDK,使得三方系統獲取pSpace數據庫中的數據更加方便,對于基于海量數據的二次開發更加便利。
1、 pSpace實時歷史數據庫/實時數據監測查詢

系統將下方各二級單位提供的現場實時生產數據進行實時匯總倒當前實時數據庫,可以使用pSpace管理工具psMonitor來對下方的數據進行的實時的查看,查看當前數據的質量狀態,以及時間戳等重要數據。

 

2、 pSpace實時歷史數據庫/歷史數據查詢

同樣使用pSpace管理工具psMonitor也可以對選中測點進行歷史數據查詢,選擇好開始時間、結束時間、查詢類型,點擊“查詢”按鈕,歷史數據就會以列表或曲線的方式在下方顯示。

 

3、 pSpace實時歷史數據庫/事件查詢功能

使用pSpace監視工具psMonitor,可以對當前數據庫的實時運行狀態日志進行查看,各個用戶的連接事件、退出事件,操作記錄都可以看到,直接的使數據庫的管理者能夠在問題出現時盡快發現對應的操作是否是正常還是異常,從而判定故障源,提高工作效率。

 

4、 pSpace實時歷史數據庫/報警查詢功能

系統可以對設置了報警參數的數據測點,在此功能中集中展示,內容包括報警測點的詳細信息,管理者或者其他用戶也可以通過條件篩選的方式來對報警信息進行過濾,選出自己需要的報警信息來進行針對性處理。

 

5、 pSpace實時歷史數據庫/用戶組管理

系統將用戶管理進行進一步細分,針對不通的用戶組賦予不通的權限,對于管理人員來說,更加直觀明了,對于該用戶組下方的用戶更加方便管理,簡化了權限管理,優化了權限結構,避免出現授權錯亂的問題,避免在后面的工作中出現誤操作。

 

6、 pSpace實時歷史數據庫/用戶管理

基于用戶組下級進行用戶管理,用戶建立在用戶組下方的話,默認繼承用戶組所有權限,對于需要單獨增加的權限,沒有辦法單獨增加,出來單開一個用戶組,方便用戶組管理。

 

7、 pSpace實時歷史數據庫/安全區管理

安全區的設置是為了方便采集測點進行分組歸納,根據不通二級單位的名稱劃分出對應區域的數據測點,分配用戶組權限的時候更加方便,對應二級單位的用戶組,分配對應二級單位的數據測點,保證不同二級單位的數據保密性,更加專注本單位的現場狀態。

 

8、 pSpace實時歷史數據庫/多態點管理

根據用戶需求定制的功能,接替老系統中含有的多態測點,顯示為多狀態點在不通數值時表示的不通數據值。

 

9、 pSpace實時歷史數據庫/測點管理

此功能需使用pSpacec管理工具中的psConfig工具,可以對當前數據庫中的所有數據點進行管理,包括的功能有新增、修改、刪除等操作,方便管理人員方便快捷的對數據庫進行管理。

 

10、 FSmartWorx可視化平臺/連接數據源功能

數據源為我們FSmartworx數據來源,選擇我們數據源的類型后,配置數據源的信息后,在接下來的組態時即可調用數據源內的數據。

 

11、 FSmartWorx可視化平臺/工程界面

工程模塊,是用戶對工程進行管理的入口,包括工程的新建、刪除、修改等,同時也可以對工程的初始啟動窗口、運行、權限等配置。

 

12、 FSmartWorx可視化平臺/HMI畫面

快捷菜單欄所示包括:添加、保存、復制、撤銷、重做、全屏顯示、對齊、等寬、上移一層、打組、畫面百分比顯示和運行。 屬性編輯欄包括包括屬性、動畫、事件三個標簽頁。所有插件都包含這三個標簽頁,對該插件進行屬性編輯。 窗口目錄欄中,右鍵點擊我們建好的窗口,能夠進行“復制窗口”、“修改窗口名稱”、“刪除窗口”、“導入窗口”、“導出窗口”。

 

13、 FSmartWorx可視化平臺/用戶管理

基于用戶組下級進行用戶管理,用戶建立在用戶組下方的話,默認繼承用戶組所有權限,對于需要單獨增加的權限,沒有辦法單獨增加,出來單開一個用戶組,方便用戶組管理。

 

14、 FSmartWorx可視化平臺/角色管理

角色管理相當于權限管理,為不同的賬戶分配不同的權限,方便整個系統的權限管理。

 

15、 FSmartWorx可視化平臺/組織管理

組織管理的功能為分級管理,上一級的單位包含下級的所有權限;下級的不包含上級的權限。

 

16、 FSmartWorx可視化平臺/數據管理

對整套系統有一個備份的功能,可通過定期備份工程,在該工程崩潰的時,及時做到恢復工程的一個功能。

 

17、 設備資產建模系統/綜合展示

綜合展示界面為重要數據的主要看板,集中把重要數據展示在當前畫面中,能夠在當前界面內將統計信息以圖表方式展示。

 

18、 設備資產建模系統/工藝監控

根據集團公司結構進行樹形展示,根據樹形展示選擇對應場站可以在右邊顯示出對應場站的流程圖,該功能只要是可以直觀的查看出當前場場站的設備運行狀態。

 

19、 設備資產建模系統/設備管理

一樣是采用樹形結構展示,對當前的所有場站的設備進行分區管理,選擇到對應的二級或者三級單位后,可以查看到當前選擇單位的設備總數信息和設備的基本信息,如果選擇的是設備,右邊會出現設備的數據監測點和設備綁定的各種信息,簡潔直觀的發現當前設備是否存在問題。

 

20、 設備資產建模系統/資產建模

資產建模內的主要功能就是對設備進行維護,包括設備信息維護,參數模板維護,資產結構維護,設備維護,區域維護,這些維護的功能最后呈現就會在設備管理中。

 

21、 設備資產建模系統/報警管理

該模塊可以針對需要進行預警的設備,進行報警參數的設置,因為設備上綁定有對應的數據測點,設置測點報警后,系統則視為當前設備存在一定故障,在畫面的綜合展示報警部分中,就會對當前報警設備數加1,客戶能夠直觀的發現此變化,這樣就能快速的發現對應測點關聯的設備,進行有針對性的報警處理。

 

22、 數據質量管理系統/全局看板

在全局看板中,能清楚的顯示出我們數據庫測點的信息。全局看板總共分為8個部分。不同權限的賬號登錄,只能看到自己權限下的測點,例如分公司權限賬號能看到數據庫所有的測點。

 

23、 數據質量管理系統/公報展示

如果登錄的賬號權限是分公司賬號,那我們“直屬下級單位”顯示出分公司的下級單位的名稱,也就是二級單位的名稱,依次統計出二級單位的測點信息并顯示出來。如果我們登錄的賬號權限是二級單位賬號,那么“直屬下級單位”顯示出該二級單位下的三級單位,并將三級單位的測點信息展示出來。 左上角“類型”,可以根據需求選擇周報、月報、年報來顯示出報表。 右上角“導出報表”,將數據質量管理平臺報表按照PDF的形式導出文件。

 

24、 數據質量管理系統/合規檢查

合規檢查功能為檢測測點點名是否符合規范要求,檢測一批需要檢測的測點需先下載測點模板,將需檢測的測點模板寫入進測點模板后在下載到該界面即可檢測。

 

25、 數據質量管理系統/上傳情況

上傳情況上顯示當天新增測點的情況,按照創建的時間進行排序,最近的創建靠在最前面。 “上傳情況”包含對每個點異常情況進行統計,默認展示當天的異常統計情況,能查詢某段時間異常查詢的功能。在左上角查詢條件處包含“點位”、“描述”、“組織機構”查詢出我們需要的點; “測點狀態”查詢,可對“正常”和“異常”數據點進行區分,對異常數據點可以一鍵實現“異常測點備案”和“發起查驗”操作。

 

26、 數據質量管理系統/讀數情況

讀數情況上顯示數據庫所有測點的情況。 “讀數情況”包含對每個點異常情況進行統計,能查詢某段時間異常查詢的功能。在左上角查詢條件處包含“點位”、“描述”、“組織機構”查詢出我們需要的點; “測點狀態”查詢,可對“正常”和“異常”數據點進行區分,對異常數據點可以一鍵實現“異常測點備案”和“發起查驗”操作。功能與“上傳情況”相似,但是“讀數情況”顯示所有的測點。

 

27、 數據質量管理系統/知識庫

知識庫為“上傳情況”和“讀數情況”中異常測點備案的數據點,當我們使用“異常測點備案”時,所有備案的異常點都會顯示在“知識庫”中。

 

28、 數據質量管理系統/異常歷史

異常歷史與知識庫相綁定,將異常的點名、描述、所屬組織顯示到界面上,并統計了該異常測點備案的次數。

 

29、 數據質量管理系統/異常統計

在異常統計中,總共分為9部分顯示,能清楚的顯示出我們數據庫異常測點的信息。不同權限的賬號登錄,只能看到自己權限下的測點。

 

30、 數據質量管理系統/僵尸測點

僵尸測點的來源通過定下的規則,判斷為僵尸測點后,顯示在“僵尸測點”的界面中,界面展示了該測點的點名、描述、首次檢測時間、檢測次數和當前狀態。可通過左上角查詢條件查詢出一個時間段的僵尸測點。

 

31、 數據質量管理系統/工單管理

工單管理中各層級權限可以建立工單,二級單位收到分公司下發自己管轄內的異常點或者僵尸點,并作出判斷。二級單位確認測點后,導出異常點或僵尸點列表,到采集站內刪除。回傳到分公司權限內,分公司進行數據庫刪點操作。

 

32、 數據質量管理系統/規則設置

規則設置為僵尸測點、異常測點和通訊狀態的判斷規則,可在此處設置僵尸測點判斷的周期和指定時間;還可設置異常測點的指定頻率和相差時間。修改之后次日凌晨1點生效。

 

33、 數據質量管理系統/通訊狀態

通訊狀態顯示數據庫下所有的設備的狀態,不通賬號顯示的設備不同。例如管理員可以顯示所有的設備,而二級單位只能顯示二級單位下的設備。

 

34、 數據質量管理系統/組織管理

組織管理的功能為分級管理,上一級的單位包含下級的所有權限;下級的不包含上級的權限。

 

35、 數據質量管理系統/用戶管理

用戶管理中選擇左側的組織,在右側點擊“添加”即可添加用戶。同級別賬戶不能創建和修改同級別賬戶,只能由更高級別賬戶進行創建和修改。

 

應用總結

由pSpace及力控其他產品構建的集團生產數據平臺系統,推動了集團調度中心的信息化建設,實現了集團設備建設及資源的動態感知、集中監控、智能報警、診斷分析、遠程運維、輸配管理、實時協調等功能,從而實現指揮中心的統一調度、智能聯動、快速響應,提高了集團整體管理水平和對外服務能力。整套系統結合先進的計算機技術、網絡通信技術、自動化控制技術,可以提高工作效率、降低成本,為集團生產的統一調度管理提供有力保障。

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