采油厂中控室远程监控建设与生产应用
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[摘 要] 随着物联网的快速发展，采油厂信息化与工业化的深度融合，工控系统在采油厂生产运行中发挥日益显著的作用。中控室的建成投用将实现生产监控、视频图像报警、大屏幕展示等功能，能够提供远程指挥场景，保障应急情况下的安全运行，同时优化一线生产人员，符合生产管理优化趋势。
[关键词] 集中监控;中控室;监控系统
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 23. 024
[中图分类号] TP311 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2019）23- 0055- 02
1 前 言
采油厂原油开采工艺过程复杂，涉及接转站、注汽锅炉、处理站等工艺单元。各工艺现有独立的站控系统不能满足采油厂发展需要，利用集中监控手段促进采油高效开发是必然趋势，集中监控报警与现场生产运行的结合，实现对各生产单元自动化系统的集中监控和管理。
针对采油厂开发工艺的复杂性与特殊性，集成各工艺独立的站控系统，实现生产不同工艺异构控制器的兼容接入，以SCADA系统平台为基础，建立统一监控平台，实现采油、集输、注汽工艺的生产集中监控、超前预警、统一调控，实现从地下油藏到地面工艺全流程一体化监控。
中控室建设以“高水平、高效益、高效率”为目标，遵循“低投资、低成本、低劳动强度”的要求，确保数据的准确性、同步性、时效性、稳定性，实现远程监控与管理，减轻一线员工劳动强度，降低安全风险，减少运行成本，提高生产运行效率和采油厂产运行管理水平。
2 采油厂远程监控系统简述
利用工艺配套自动化站控系统，将生产动态数据自动采集，通过异构接入“协议、接口、驱动”三统一技术，集成各工艺独立的站控系統，实现生产不同工艺异构控制器的兼容接入，建立涵盖原油、污水、注汽以及辅助工艺配套自动化远程监控系统，实现生产过程全面感知、全生产过程集中实时监控、远程管理。
建立全流程的分析方法和预警分析系统，及时全面掌握生产状态，异常参数及时预警，生产故障提前预测。把传统的“定岗值守、按时巡检”转变为“集中监测、无人值守、故障巡检”的新型生产模式，大幅减少一线生产员工数量，实现了油气采出、集输、处理、注汽等工艺实现集中统一管控，保障油田生产安全平稳运行。
3 中控室远程监控建设
3.1 总体设计思路
中控室应根据现场工艺规模和特点，结合管理和生产模式的不同要求设置监控机位、报表机位、投屏机位共十个。通过组态将采油、集输、配套工艺分类组织，实现流程直观展示、生产动态实时集中监控;供汽、采油、集输上下游全流程监测分析，统一调控;报警分级管理，多参数智能分析辅助人工快速报警分析，提高监控效率;关键工艺环节、人员密集区域、重点站库等实现视频设备信息管理、视频自动巡检、图像分析报警、视频报警信息管理以及用户管理等功能。
最终实现集中监控系统、视频图像分析系统、DMS报表发布系统可通过大屏幕展示系统展示，帮助生产管理人员及时掌握油田生产动态，提升了油气生产过程中数据的应用程度，实现生产自动化数据的统一管理、共享和应用，为进一步推动数据深化应用发挥了积极的作用。
3.2 集中监控系统建设
远程集中监控系统，负责采油厂常规采油、非常规采油、注汽、集输工艺、自动化设备、系统的数据采集、生产过程实时监控、运行参数实时报警，向上层调控分析、生产指挥应用提供规则数据。
（1）通过无线方式与有线光纤与监控层通讯，采集现场仪表、PLC/RTU、DCS站库系统数据。采集数据同时采用MBE、OPC、IGS等采集驱动，实现不同控制器系统统一接入至中控室SCADA服务器。
（2）由SCADA系统组成数据监控层，数据监控层是系统核心部分，起承上启下作用，设有SCADA冗余主备服务器、实时数据服务器、历史数据服务器，监控客户端。远程中控室设置监控客户端，实现系统监视、调控、预警、策略调配等功能，客户端通过生产过程监测参数的图形动画和实时报警处理，按流程、工艺分类组态，参数报警按三级设置，按“又急又重要”、“重要但不急”、“急但不重要”进行分类管理对采油生产全过程监控管理。
（3）使用工控防火墙实现自动化网络内部区域隔离，通过单向隔离网闸将自动化数据发送到办公网上，实现自动化数据的安全共享，在远端通过浏览器实现数据的报表管理。管理人员可随时随地查看自动化生产动态，及时发现问题做出相应措施，能够做到跨地区协同工作和数据共享，实现生产和管理方面的紧密衔接，实现通过数据管理辅助分析生产动态与决策支持。
3.3 视频监控系统建设
视频监控系统将视频资源分为安保、生产、生活三类，通过全局监控，为管理人员提供实时视频图像，辅助相关科室分析生产关键节点及重点要害部位安保情况，迅速采取有效措施，实现视频调度指挥功能。
（1）将油区视频监控系统部署在报表机，各监控点摄像机实时采集各自监视点的图像，采集到的每路图像通过局域网传输至网络硬盘录像机显示和存储;将自动化锅炉视频部署到监控机上，结合SCADA系统来满足对锅炉关键设备和重要部位的实时监视。中控室人员可对每个监控摄像机所监视的图像进行监控管理。
（2）油区视频监控系统可以实现远程查看现场视频，能够达到远程变换角度及方向的要求，可以实现油区全天候对油井生产、油区车辆以及人员等情况24小时监控，及时发现汽窜井等异常状况，精密监控施工作业过程，降低事故发生概率，预防油田盗窃、生产突发事故等事件发生;锅炉视频图像分析系统通过视频画面的自动巡检，部署点停炉、刺水漏汽、人员进入等报警功能，实现视频数据一体化监控、历史视频快速定位，节省了操作时间，提高了分析效率，减轻监屏强度。 （3）視频监控系统平台通过采用数据采集层、数据传输层、平台应用层、展示层四层架构，实现资源管理、用户管理、报警管理、运维管理、流媒体管理、存储管理等功能，有效提高采油厂的技防水平。实现异常事件追溯提供调查手段，为车辆运行管理部门掌握本单位车辆的出勤情况及油区车流量构成情况提供技术支持。
3.4 大屏幕展示系统建设
为了把中控室建设成为采油厂形象展示的窗口，现代化大油气田示范的平台，大屏幕展示系统实现油区SCADA系统、处理站DCS系统、视频监控系统、生产应用系统等的集中管理和展示，便于作业区集中监控、生产指挥以及调度管理。
（1）选用LED拼接屏，拼接屏上方设置双色条屏。LED拼接屏其特点是使用寿命非常长，功率较低，发热量不大，故障率很低，适合室内长时间使用，采用DVI直连监控机的模式;双色条屏可以展示当前时间以及特色标语。
（2）通过中控室拼接屏投放现场的视频图像，能够实现生产数据、自动化数据、视频数据的集中展示，对现场状况了解更加全面，对突发事件的反应更加迅速、对相关人员之间的协调更加充分、决策更加有依据，使得事故所造成损失能够降到最低。实现集中调控与远程指挥的有机统一，为生产分析与指挥决策的综合应用提供平台。
（3）大屏幕系统采用WEB控制技术可以根据中控室参观要求按照需要设置场景——接待场景、监控场景，满足一键切换。主要展示内容：生产数据、自动化数据、视频数据、宣传片、汇报PPT。同时可以将远程中控室打造成采油厂一个重要的示范窗口，进一步提升采油厂形象及美誉度。
4 结论及认识
远程中控室的建成，强化了生产过程监控与数据分析工作，进一步优化了岗位配置，同时为员工提供了更好的工作环境，为油田生产远程监控指挥、调控分析提供软硬件平台。生产运行、安全环保、技术监督等职能部门人员可通过视频图像信息、生产监测数据及时掌握现场作业情况，加强过程监督。通过对油气采出、集输、处理、注汽等工艺实现集中统一管控，异常参数及时预警，生产故障提前预测，实现“集中监测、无人值守、故障巡检”的新型生产模式，大幅减少一线生产员工数量。
主要参考文献
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[2]王凯.浅谈海洋石油平台中控室设计[J].石油和化工设备，2018，21（11）：36-38.
[3]莫兵.吐哈油田油气集输系统的自动化控制[J].油气田地面工程，2015，34（2）：28-29.
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