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力控pSpace在燃气数据中心系统中的应用案例
系统概况
随着油气场站规模的不断扩大,采集气场站数量更多,分布范围更广,调度中心容量与数据实时性、历史数据存量面临更大的挑战,旧有的管理系统和管理模式已无法满足新的管控需求,力控pSpace产品在公司调度中心的、应用中以自己的产品优势直面这些挑战,可以帮助企业显著提升其数据管理水平。
以pSpace产品构建的生产数据系统可为管理层提供一个稳定,可靠,可信及时的数据实时监控系统,系统对公司旗下各地方调度室及站控室的运行参数进行采集、存储、分析、展示以及应用,以实际数据为依据,优化并指导集团公司的生产运营。系统将矿区、集气总站、井站等多种类型的监控站点的实时数据传送到各级调度中心,供调度中心操作员实时监控,也为其他系统提供了数据依赖,对各级中心针能对本单位的生产情况进行进一步数据分析、画面展示等。
系统设计
生产数据平台设计紧密结合集团公司生产运行及相关业务流程,对气矿二级单位、场站、井站等业务进行一体化管理,其主要实现目标如下:
● 各站库所有参数的采集与存储,并汇总到数据平台。
● 各站库主要参数,主要工艺画面的监视。
● 各站库主要参数的统计及分析,形成数据质量管理系统,实时监测数据质量。
● 对下方二级单位设备归为设备管理系统集中展示管理,实时监测设备运行状态。
系统架构

该生产数据平台架构的设计涵盖从底层设备到上层软件应用的所有软硬件。系统采集各类阀门,流量计,压力表,温度计等现场设备的数据,在矿区汇总后通过安全网络上传到调度中心进行数据的分析及展示。

系统主要包括pSpace实时历史数据库、FSmartWorx云端可视化软件、资产设备建模系统、数据质量分析系统。需要配备的硬件包括实时服务器(热备冗余)、历史服务器(热备冗余)、磁盘阵列柜、Web服务器、UPS电源、网络设备等;层级之间配备了隔离网关等安全设备保证系统信息安全。

主要系统节点说明如下:

● 调度中心管理系统

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

1. 实时服务器
实时数据服务器由pSpace产品构建,主要为系统提供实时数据管理支撑,负责处理、存储、管理从下方二级单位采集传送来的实时数据,并为网络中的其它服务器和系统提供实时数据。实时数据服务器中运行通信管理软件,完成与各级OPC服务器通信连接、协议转换、网络管理等任务。分布式的服务器节点之间可通过远程数据源进行信息交互从而实现系统资源的负载均衡。
2. 历史服务器
历史数据服务器由pSpace产品历史库构建,主要完成历史数据的存储、管理,并为网络中的其它服务器提供历史数据服务。系统支持断线缓存,能自动恢复通信中断期间的数据。
3. FSmartWorx服务器
Web服务器由力控FSmartWorx云端可视化系统提供实现,是实时监控系统与管理应用系统之间的衔接服务器。FSmartWorx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,包括场站、分输站的监控信息都可在统一平台上进行监视。
4. 操作人员服务器
操作员服务器是调度、操作人员与调度中心计算机使用pSpace提供的psMonitor监视管理工具进行数据实时状态监测,它在调度中心计算机监控系统中作为客户端,操作员通过它可详细了解管网的运行状况并下达命令,它们通过局域网与服务器互联并交换信息。
5. 工程师服务器
工程师服务器是系统工程师的操作平台,由pSpace产品psConfig构建。工程师可通过它对计算机系统的数据库等进行维护和管理;通过远程部署工具对整个系统应用程序、工程进行远程更新、修改、管理各服务器的运行程序。
6. 设备资产建模系统
设备资产建模系统,对登录用户进行权限判断,当不通权限的用户登录进入系统时,系统所显示的数据以及产看的功能模块都是不相同的,这样对各单位和各级别的用户形成了有效的分区,专注查看当前管理区域内的设备相关数据,不通管理权限的人,可以对本工作区域内的设备数据进行增删改查,及时维护当前工作区域内的设备信息,当然也对本区域内的设备具有报警功能和数据分析功能,能够更加自由的组合,使得设备管理更加灵活。
7. 数据质量分析系统
数据质量管理系统是一款管理数据库测点质量的系统,通过读取数据库测点的信息,与之系统设定的规则来做出判断。将异常测点与正常测点区分开,对异常测点可通过下发工单的形式来进行处理,保障数据库测点都处于正常的状态,有效的协助对数据库的管理。
8. 其他第三方服务器
pSpace实时历史数据库也提供给三方API包括OPC DA、OPC UA、ODBC、JDBC、WEB API以及面向各种编程语言的三方SDK,使得三方系统获取pSpace数据库中的数据更加方便,对于基于海量数据的二次开发更加便利。
1、 pSpace实时历史数据库/实时数据监测查询

系统将下方各二级单位提供的现场实时生产数据进行实时汇总倒当前实时数据库,可以使用pSpace管理工具psMonitor来对下方的数据进行的实时的查看,查看当前数据的质量状态,以及时间戳等重要数据。

 

2、 pSpace实时历史数据库/历史数据查询

同样使用pSpace管理工具psMonitor也可以对选中测点进行历史数据查询,选择好开始时间、结束时间、查询类型,点击“查询”按钮,历史数据就会以列表或曲线的方式在下方显示。

 

3、 pSpace实时历史数据库/事件查询功能

使用pSpace监视工具psMonitor,可以对当前数据库的实时运行状态日志进行查看,各个用户的连接事件、退出事件,操作记录都可以看到,直接的使数据库的管理者能够在问题出现时尽快发现对应的操作是否是正常还是异常,从而判定故障源,提高工作效率。

 

4、 pSpace实时历史数据库/报警查询功能

系统可以对设置了报警参数的数据测点,在此功能中集中展示,内容包括报警测点的详细信息,管理者或者其他用户也可以通过条件筛选的方式来对报警信息进行过滤,选出自己需要的报警信息来进行针对性处理。

 

5、 pSpace实时历史数据库/用户组管理

系统将用户管理进行进一步细分,针对不通的用户组赋予不通的权限,对于管理人员来说,更加直观明了,对于该用户组下方的用户更加方便管理,简化了权限管理,优化了权限结构,避免出现授权错乱的问题,避免在后面的工作中出现误操作。

 

6、 pSpace实时历史数据库/用户管理

基于用户组下级进行用户管理,用户建立在用户组下方的话,默认继承用户组所有权限,对于需要单独增加的权限,没有办法单独增加,出来单开一个用户组,方便用户组管理。

 

7、 pSpace实时历史数据库/安全区管理

安全区的设置是为了方便采集测点进行分组归纳,根据不通二级单位的名称划分出对应区域的数据测点,分配用户组权限的时候更加方便,对应二级单位的用户组,分配对应二级单位的数据测点,保证不同二级单位的数据保密性,更加专注本单位的现场状态。

 

8、 pSpace实时历史数据库/多态点管理

根据用户需求定制的功能,接替老系统中含有的多态测点,显示为多状态点在不通数值时表示的不通数据值。

 

9、 pSpace实时历史数据库/测点管理

此功能需使用pSpacec管理工具中的psConfig工具,可以对当前数据库中的所有数据点进行管理,包括的功能有新增、修改、删除等操作,方便管理人员方便快捷的对数据库进行管理。

 

10、 FSmartWorx可视化平台/连接数据源功能

数据源为我们FSmartworx数据来源,选择我们数据源的类型后,配置数据源的信息后,在接下来的组态时即可调用数据源内的数据。

 

11、 FSmartWorx可视化平台/工程界面

工程模块,是用户对工程进行管理的入口,包括工程的新建、删除、修改等,同时也可以对工程的初始启动窗口、运行、权限等配置。

 

12、 FSmartWorx可视化平台/HMI画面

快捷菜单栏所示包括:添加、保存、复制、撤销、重做、全屏显示、对齐、等宽、上移一层、打组、画面百分比显示和运行。 属性编辑栏包括包括属性、动画、事件三个标签页。所有插件都包含这三个标签页,对该插件进行属性编辑。 窗口目录栏中,右键点击我们建好的窗口,能够进行“复制窗口”、“修改窗口名称”、“删除窗口”、“导入窗口”、“导出窗口”。

 

13、 FSmartWorx可视化平台/用户管理

基于用户组下级进行用户管理,用户建立在用户组下方的话,默认继承用户组所有权限,对于需要单独增加的权限,没有办法单独增加,出来单开一个用户组,方便用户组管理。

 

14、 FSmartWorx可视化平台/角色管理

角色管理相当于权限管理,为不同的账户分配不同的权限,方便整个系统的权限管理。

 

15、 FSmartWorx可视化平台/组织管理

组织管理的功能为分级管理,上一级的单位包含下级的所有权限;下级的不包含上级的权限。

 

16、 FSmartWorx可视化平台/数据管理

对整套系统有一个备份的功能,可通过定期备份工程,在该工程崩溃的时,及时做到恢复工程的一个功能。

 

17、 设备资产建模系统/综合展示

综合展示界面为重要数据的主要看板,集中把重要数据展示在当前画面中,能够在当前界面内将统计信息以图表方式展示。

 

18、 设备资产建模系统/工艺监控

根据集团公司结构进行树形展示,根据树形展示选择对应场站可以在右边显示出对应场站的流程图,该功能只要是可以直观的查看出当前场场站的设备运行状态。

 

19、 设备资产建模系统/设备管理

一样是采用树形结构展示,对当前的所有场站的设备进行分区管理,选择到对应的二级或者三级单位后,可以查看到当前选择单位的设备总数信息和设备的基本信息,如果选择的是设备,右边会出现设备的数据监测点和设备绑定的各种信息,简洁直观的发现当前设备是否存在问题。

 

20、 设备资产建模系统/资产建模

资产建模内的主要功能就是对设备进行维护,包括设备信息维护,参数模板维护,资产结构维护,设备维护,区域维护,这些维护的功能最后呈现就会在设备管理中。

 

21、 设备资产建模系统/报警管理

该模块可以针对需要进行预警的设备,进行报警参数的设置,因为设备上绑定有对应的数据测点,设置测点报警后,系统则视为当前设备存在一定故障,在画面的综合展示报警部分中,就会对当前报警设备数加1,客户能够直观的发现此变化,这样就能快速的发现对应测点关联的设备,进行有针对性的报警处理。

 

22、 数据质量管理系统/全局看板

在全局看板中,能清楚的显示出我们数据库测点的信息。全局看板总共分为8个部分。不同权限的账号登录,只能看到自己权限下的测点,例如分公司权限账号能看到数据库所有的测点。

 

23、 数据质量管理系统/公报展示

如果登录的账号权限是分公司账号,那我们“直属下级单位”显示出分公司的下级单位的名称,也就是二级单位的名称,依次统计出二级单位的测点信息并显示出来。如果我们登录的账号权限是二级单位账号,那么“直属下级单位”显示出该二级单位下的三级单位,并将三级单位的测点信息展示出来。 左上角“类型”,可以根据需求选择周报、月报、年报来显示出报表。 右上角“导出报表”,将数据质量管理平台报表按照PDF的形式导出文件。

 

24、 数据质量管理系统/合规检查

合规检查功能为检测测点点名是否符合规范要求,检测一批需要检测的测点需先下载测点模板,将需检测的测点模板写入进测点模板后在下载到该界面即可检测。

 

25、 数据质量管理系统/上传情况

上传情况上显示当天新增测点的情况,按照创建的时间进行排序,最近的创建靠在最前面。 “上传情况”包含对每个点异常情况进行统计,默认展示当天的异常统计情况,能查询某段时间异常查询的功能。在左上角查询条件处包含“点位”、“描述”、“组织机构”查询出我们需要的点; “测点状态”查询,可对“正常”和“异常”数据点进行区分,对异常数据点可以一键实现“异常测点备案”和“发起查验”操作。

 

26、 数据质量管理系统/读数情况

读数情况上显示数据库所有测点的情况。 “读数情况”包含对每个点异常情况进行统计,能查询某段时间异常查询的功能。在左上角查询条件处包含“点位”、“描述”、“组织机构”查询出我们需要的点; “测点状态”查询,可对“正常”和“异常”数据点进行区分,对异常数据点可以一键实现“异常测点备案”和“发起查验”操作。功能与“上传情况”相似,但是“读数情况”显示所有的测点。

 

27、 数据质量管理系统/知识库

知识库为“上传情况”和“读数情况”中异常测点备案的数据点,当我们使用“异常测点备案”时,所有备案的异常点都会显示在“知识库”中。

 

28、 数据质量管理系统/异常历史

异常历史与知识库相绑定,将异常的点名、描述、所属组织显示到界面上,并统计了该异常测点备案的次数。

 

29、 数据质量管理系统/异常统计

在异常统计中,总共分为9部分显示,能清楚的显示出我们数据库异常测点的信息。不同权限的账号登录,只能看到自己权限下的测点。

 

30、 数据质量管理系统/僵尸测点

僵尸测点的来源通过定下的规则,判断为僵尸测点后,显示在“僵尸测点”的界面中,界面展示了该测点的点名、描述、首次检测时间、检测次数和当前状态。可通过左上角查询条件查询出一个时间段的僵尸测点。

 

31、 数据质量管理系统/工单管理

工单管理中各层级权限可以建立工单,二级单位收到分公司下发自己管辖内的异常点或者僵尸点,并作出判断。二级单位确认测点后,导出异常点或僵尸点列表,到采集站内删除。回传到分公司权限内,分公司进行数据库删点操作。

 

32、 数据质量管理系统/规则设置

规则设置为僵尸测点、异常测点和通讯状态的判断规则,可在此处设置僵尸测点判断的周期和指定时间;还可设置异常测点的指定频率和相差时间。修改之后次日凌晨1点生效。

 

33、 数据质量管理系统/通讯状态

通讯状态显示数据库下所有的设备的状态,不通账号显示的设备不同。例如管理员可以显示所有的设备,而二级单位只能显示二级单位下的设备。

 

34、 数据质量管理系统/组织管理

组织管理的功能为分级管理,上一级的单位包含下级的所有权限;下级的不包含上级的权限。

 

35、 数据质量管理系统/用户管理

用户管理中选择左侧的组织,在右侧点击“添加”即可添加用户。同级别账户不能创建和修改同级别账户,只能由更高级别账户进行创建和修改。

 

应用总结

由pSpace及力控其他产品构建的集团生产数据平台系统,推动了集团调度中心的信息化建设,实现了集团设备建设及资源的动态感知、集中监控、智能报警、诊断分析、远程运维、输配管理、实时协调等功能,从而实现指挥中心的统一调度、智能联动、快速响应,提高了集团整体管理水平和对外服务能力。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,可以提高工作效率、降低成本,为集团生产的统一调度管理提供有力保障。

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