力控实时数据库pSpace助力油气田公司全面完成国产化替代

导读

近日，力控科技为某油气田公司搭建的生产数据平台转入全面应用，结束了长久以来采用国外数据库产品带来的“卡脖子”难题，成功完成生产实时数据库的国产化替代。

随着油气田公司管网规模的不断扩大，井口、场站数量更多，分布范围更广，公司与二级单位、场站之间的实时通讯与调度面临更大的数据接入挑战，旧有的数据应用方式、管理手段和管理模式已无法满足新的管控需求，实时数据库迭代升级工作迫在眉睫。

针对油气田公司的需求，力控科技搭建测试环境，部署安全策略，在验证了技术可行性后，最终以pSpace产品为核心搭建出生产数据平台，帮助油气田公司完成国产化替代。

新数据库容量从原数据库的20万点提升至50万点，同时实现数据入库检查、数据校对等数据质量管理功能，断点续传、点位同步、时钟同步等数据监控功能，全面提高数据自动采集能力及数据存储能力；发布油气田公司上千张工艺流程图，支撑上层各类综合应用的发展，实现一次采集、集中管理、多业务应用，有效提高油气田公司管理水平和业务服务能力。

系统

设计

油气田公司生产数据平台设计紧密结合公司生产运行及相关业务流程，对管网、井口、场站、作业区、气矿及公司等业务进行一体化管理，其主要实现目标如下：

目标

采集公司下辖所有井口、场站实时生产过程数据及重要设置参数数据,并汇总到调度中心平台。
数据采集实现断线回补，确保数据一致性及连续性。
实现MQTT数据采集、数据库自动建点和数据转发功能。
实现生产网pSpace数据库向办公室pSpace数据库单向推送。
根据现场工艺绘制流程图，实现HTML5页面发布，并设置相关修改、访问权限，以供二级单位和第三方应用系统访问或调用。
提供高性能、高稳定性数据接口，以便几十上百家第三方应用系统获取实时数据、历史数据和统计数据。
提供数据质量分析系统，检验数据标签合规性、统计分析数据质量、异常测点监控、僵尸点管理、场站通信状态及工单应用等功能。
提供设备资产管理系统，实现设备建模、设备台账、设备数据动态绑定、设备动/静态查看等功能。

系统

架构

使用力控pSpace软件平台建设油气田公司生产数据平台，在生产网端各二级单位生产数据服务器部署采集程序，通过协议采集二级单位实时数据，并对数据进行处理、存储、检索，并通过工业网闸将数据单向推送在办公网力控pSpace软件平台。

系统平台提供流程图浏览器组态发布功能，以便众多第三方应用系统数据及页面调用；平台提供设备资产管理系统和数据分析系统便于数据库维护及设备建模管理。

（网络拓扑图）

调度中心设置在油气田公司中心机房，系统网络可分为生产网和办公网。

需要配备的硬件包括采集服务器（热备冗余）、pSpace服务器、磁盘阵列柜、Web服务器、关系数据库服务器、设备资产服务器、质量分析服务器、客户端、大屏显示系统、打印机、UPS电源、网络设备等；生产网和办公网之间使用工业网闸进行单向隔离，确保生产网安全。

主要系统节点说明如下：

在中心系统的建设中，可构建冗余的采集服务器、历史服务器提高系统的可靠性，分布在网络中的采集服务器、历史服务器、web服务器等分布式管理服务器可方便的进行系统扩展。

采集服务器

采集服务器由力控IO SERVER构建，主要为系统提供实时数据管理支撑，负责处理、存储、管理从二级单位推送的实时数据，并将采集解析后的数据推送到pSpace数据库服务器。

为提高数据采集稳定性，采集服务器采用冗余部署。支持断线缓存，能自动恢复通信中断期间的数据。

历史服务器

历史数据服务器由力控pSpace实时历史库构建，主要完成历史数据的存储、管理，并为网络中的其它服务器和第三方应用系统提供实时、历史数据服务。

WEB服务器

Web服务器由力控SmartWorx产品实现，是实时监控系统与管理应用系统之间的衔接服务器。Web服务器保证生产数据都在 B/S 结构的统一平台下进行监控，包括井口、场站、管网的监控信息都可在统一平台上进行监视。同时对外提供访问地址，第三方系统通过单点登录后可访问对应web页面。

关系数据库服务器

关系库服务器部署关系数据库应用后台，公司组织架构、设备台账等信息均存入此库，为MQTT服务、设备资产管理系统和数据质量系统提供数据支持。

设备资产服务器

设备资产服务器部署力控设备资产系统，对公司各重点设备资产进行管理，用户可自行选择设备展示实时生产数据及静态数据，按气矿层级结果查看某场站某设备当前运行情况及设备台账信息。

数据质量分析服务器

力控质量分析系统可对公司pSpace数据库内部测点进行数据质量分析，包括测点合规性检查、数据异常检查、僵尸点筛查、通讯状态统计、处理工单等功能。

客户端

系统提供可C/S客户端和B/S客户端，用户通过客户端可查看相应井口、场站实时生产数据及工业流程图，并可根据要求查看对应测点历史数据形成的趋势和报表。

系统

功能

海量数据存储

力控pSpace用于过程数据的历史存储，要求满足大数据量、大吞吐量的数据存储与检索。用户可通过数据库相关配置工具查询相关测点历史数据、维护数据库测点信息等。

工艺流程图动态展示

通过力控科技Smartworx平台的画面组态工具，用户可以快捷，方便的开发定制工艺流程图，相关开关量、设备的运行/停止、模拟量的实时变化等，图形目标的前景色、背景色及目标的动态移动方向均可任意指定，并可动态变化。可按照不同用户角色实现放开访问及修改。

设备资产管理子系统

实现各场站生产设备远程化、实时化管控。各场站设备运行情况可通过直观的设备工艺图形式展现给相关管理者，使管理者可随时远程查看实时数据及报警信息。管理人员通过本系统可实时查各场站重要生产设备动态数据、静态数据，各类设备运行状态一目了然，相关档案信息、运行信息快速展现。

数据质量分析子系统

提供测点合规性检查、数据异常检查、僵尸点筛查、通讯状态统计、处理工单等功能。用户可通过该子系统实时查看pSpace数据库使用状态、测点质量状态，为公司数据质量考核提供支撑。

应用

总结

由力控pSpace数据库及配套产品构建的油气田公司生产数据平台，推动了油气田公司调度中心的信息化建设，实现了场站设备动态感知、集中监控、智能报警、诊断分析、输配管理、实时协调、业务发布等功能，提高了油气田公司管理水平和业务服务能力。

整套系统结合先进的计算机技术、网络通信技术、自动化控制技术，提高工作效率、降低成本，为油气田分公司的统一调度管理、数据集中管控提供有力保障，并最终完成国产化替代。