pSpace实时数据库建设及应用

pSpace实时数据库建设及应用 【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 实时数据采集一一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。 统计数据处理一一对pSpace中的数据按照需要的方式 进行灵活的统计处理。 数据二次计算一一二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。 事件触发管理一一通过事件的定义，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、自恢复功能一一能对模块进行监视，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 Cliento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o 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