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)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。
(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。
(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)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。