油田自动化发展趋势的技术措施探讨

油田自动化发展趋势的技术措施探讨

【摘要】随着油田自动化不断深入开展，对油田的生产运行和管理提出了更高的要求。同时计算机技术、信息技术、网络技术的飞速发展，给油田自动化系统无论在结构上还是在功能上，都提供了一个广阔的发展舞台。因此，有必要对由此所产生的自动化发展趋势加以关注和讨论，以便对今后自动化的实施和应用起一定的指导作用。

【关键词】油田自动化；仪表；GIS

随着油田自动化不断深入开展，对油田的生产运行和管理提出了更高的要求。同时计算机技术、信息技术、网络技术的飞速发展，给油田自动化系统无论在结构上还是在功能上，都提供了一个广阔的发展舞台。新型油田自动化也必须适应新的形势需要，发展成为一个集计算机、控制、通信、网络、管理为一体的综合应用系统，具备完备的硬件结构，开放的软件平台和强大的应用系统，本文就油田自动化系统方面作几点探讨。

1.系统结构

1.1管控一体化是当前油田自动化系统的最新模式

目前油田自动化监控系统的结构基本上以面向网络为基础，系统级设备大多采用以太网Ethernet或光纤环网FDDI等通用网络设备连接高性能的微机、工作站、服务器，在被控设备现场则较多地采用PLC或智能现场控制单元如RPC/RTU等，再通过现场总线与基础层的智能I/O设备、智能仪表、远程I/O等相连接构成现场控制子系统，通过以太网Ethernet或光纤环网FDDI等与厂级系统结合形成整个控制系统。进入90年代以来，基于Internet（国际互联网）的Web应用技术爆炸性发展，同样也引发了工业控制领域深刻的技术变革——这一领域的专家们长期追求的以实现“企业综合自动化”为目标的“管控一体化”工业流程生产集成解决方案所面临的各种所谓技术标准化问题、用户程序可移植性问题、系统功能可伸缩性问题、控制设备互操作性问题等等，似乎都已找到了一个已既成事实的解决方法——这就是在全球范围内得到广泛而深层次成功应用的基于TCP/IP协议的网络技术和基于WWW协议的Web技术——也就是说，组成“企业综合自动化”的企业MIS（管理信息系统）和企业生产过程SCADA都以TCP/IP和Web技术为基础，实现了企业“管”、“控”数据流之间无缝连接，“管控一体化”解决方案变得简捷和现实可行，产生了以开放性、网络化为特征的立足于Web和“Infranet+Intranet+Internet”一体化技术的应用可靠成熟的SCADA系列产品。

1.2硬件构成

1.2.1工业控制网络向有线和无线相结合方向发展

油田自动化控制网络向高速交换式以太网技术发展。从现场角度看，油田自

动化体系是一个直接由油田生产现场产生的、物理位置分散、分布时变参数多、生产过程及结果透明度高的开放型大系统。现场自动化体系大部分采用无线局域网技术，它可以非常便捷地以无线方式连接网络设备，人们可随时、随地、随意地访问网络资源，是现代数据通信系统发展的重要方向。无线局域网的未来的研究方向主要集中在安全性、移动漫游、网络管理以及与3G等其它移动通信系统之间的关系等问题上。对于数据吞吐量大，且数据传输速率高的骨干网络，一般采用符合IEEE802.3μ标准的100Base-T快速以太网和符合ANSI X3T12标准的FDDI网络。

1.2.2 仪器仪表在向数字、智能、网络、微型方向发展

对于现场仪器仪表正在向数字、智能、网络、微型方向发展。智能监控仪表的研究，就目前的发展水平而言，要建立适用于所有油田工况的监控仪表是相当困难的，目前我国仪器仪表行业产品大多属于中低档水平，随着国际上数字化、智能化、网络化、微型化的产品逐渐成为主流，差距还将进一步加大。目前，我国高档、大型仪器设备大多依赖进口。中档产品以及许多关键零部件，国外产品占有我国市场60%以上的份额，而国产分析仪器占全球市场不到千分之二的份额。

2.应用系统

2.1以WEB为基础形成自动化实时数据库网上发布

众所诸知，一个功能完善数据库是对整个厂的生产工艺流程参数、报警、报表的及时采集记录、存储，并为服务器处理工作站的数据存储、查询、统计和分析提供依据。随着无人值守工作向纵深的发展和企业管理水平的提高，使企业对生产过程管理有了更高的需求，同时由于个人电脑的普及，数据库技术，特别是Intranet/Internet技术的发展，使得基于Web的自动化实时数据库管理系统的出现发展成为必然。

实时数据库管理系统以单独的计算机来实现，具有美观的人机界面，方便的操作方式和丰富多彩显示形式。这样的配置既减轻了监控系统的负担，减化了监控系统的软件复杂性，增加了监控系统的实时性，作为监控系统的重要组成部分--实时数据库要为不同的应用系统服务，可能工作在不同的网络平合上，还能通过标准数据库接口SQL、ODBC、JDBC等与其他系统互连，如MIS系统。数据格式多种多样，要方便地进行数据转换，要定期对海量的各类数据进行纠错处理，保证数据完整性并及时传导到别的数据库中保存。只有建立基于WEB方式的工业控制自动化数据库系统的强大的技术能力，才能使广域网络监控系统具有强大的生命力。

2.2以实时数据库为基础建立自动化油田地理信息系统（GIS）

一个功能强大、性能完备、在线实用的油田地理信息系统，要具备以下四个条件：必须有效管理和快速显示海量空间数据，自动生成各类高质量的图件；必

须自动生成和管理拓朴关系；必须快速查询空间相关数据、空间网络分析和三维模型分析；必须提供多种空间在线的数据录入和输出。以上各种功能都是以先进GIS技术作支持。自动化油田地理信息系统同时又是一个GIS地理信息系统的实时数据库应用系统。

3.结束语

根据信息技术的发展趋势，对油田自动化硬、软件系统相关方面发展进行了探讨。目前，油田自动化监控系统技术已比较成熟，在各大油田都已成功应用。文中提及的系统都是同计算机监控系统密切相关的。它们可配置成相对独立的系统，通过高速网络与计算机监控系统进行数据交换，也可配置成计算机监控系统的子系统。这样的油田自动化监控系统似乎应称之为油田生产综合管理系统。

参考文献

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[2]刘鑫.工业PC及其应用.石油化工控制系统及仪表自动化.中国石化出版社，2003.8