基于WebAccess的油田聯合站遠程監控系統分析

劉旭東++張乃祿++何振宇++顏瑾

摘要：為了適應數字化油田、智慧油田的發展，文章研究基于WebAccess的聯合站遠程監控系統。該系統采用現場設備層、網絡層、遠程客戶端三層架構，通過以太環網將聯合站現場數據傳輸到數據庫服務器。遠程客戶端使用標準的瀏覽器訪問Web服務器，通過Internet，遠程監控聯合站現場運行狀況，實現聯合站遠程監控和集中管理。運行表明，基于WebAccess的聯合站遠程監控系統，提高了聯合站數字化、智能化水平，具有典型的應用示范作用。

關鍵詞：聯合站：遠程監控：WebAccess；以太環網

近年來，隨著數字化油田、智慧油田的發展，信息技術（IT）和自動化技術（AT）的融合成為當前研究的熱點，基于Web網絡技術的工業遠程監控系統得到了越來越廣泛的應用。將Web網絡技術應用到油田監控系統中，可通過現場控制網絡和Web將多個聯合站互連起來，以達到資源共享、協同工作、遠程監控和集中管理的目的。目前，聯合站監控系統信息化程度低，油田數據數據無法實時共享，各監控現場之間容易形成“信息孤島”局面。本文介紹了針對油田多個聯合站的遠程監控系統，該系統基于網際組態軟件WebAccess，利用WebAccess的B/S網絡架構，通過以太網和Internet，提供智能遠程監控服務，實現聯合站的遠程監控。

1 油田聯合站遠程監控系統組成

基于WebAccess的油田聯合站遠程監控系統由現場設備層、網絡層、遠程監控層3個部分構成，系統組成如圖1所示。

1.1 現場設備層

聯合站現場設備層主要由傳感器（流量計、壓力傳感器等）、輸入輸出模塊和以太網組成，完成聯合站數據的采集功能。傳感器所采集的底層信息通過以太網傳送至控制器進行處理。現場控制器接收監控主機的控制命令，利用輸入輸出模塊對聯合站電磁閥、水泵等設備進行控制。

1.2 網絡層

網絡層主要由光纖交換機、中心交換機組成。系統采用IOOM工業以太環網將各個聯合站監控設備連接起來，以光纖作為傳輸介質，所有的光纖交換機最終匯集到中心交換機上，將各站點的現場數據通過統一的寬帶平臺進行信息傳輸，并能方便地實現各站點監控數據的綜合集成。

1.3 遠程監控層

遠程監控層主要由監控主機、soL數據服務器、遠程客戶端、路由器、防火墻組成。監控主機用于監控所有聯合站點運行情況，其上安裝了監控節點和工程節點。監控主機作為監控節點，主要任務是采集現場數據；作為工程節點，主要任務是連接Internet，訪問遠程客戶端。soL數據庫服務器用于統一存放各聯合站運行數據和系統運維數據，并進行數據分析和診斷，實現信息的共享與綜合管理。遠程客戶端主要包括油田集團管理站、系統維修站。油田集團管理站主要對各站點運行狀態進行遠程監控和管理；系統維修站主要為系統提供及時的遠程維護和技術支持。瘦客戶端，主要指智能手機或平板電腦，油田領導透過瘦客戶端可以隨時了解和控制聯合站現場的狀況。

2 監控系統軟件設計

系統采用基于瀏覽器的組態軟件WebAccess7.2在WindowsNT4.O平臺上進行開發，遠程監控系統軟件結構如圖2所示。

聯合站數據采集節點通過TCP/IP驅動接口，將采集到的現場數據上傳至工程節點，工程節點作為Web服務器向外發布，支持區域局域網或Internet的遠程訪問。遠程客戶端通過IE瀏覽器向Web服務器發出請求，通過應用邏輯層處理后，傳送至數據庫服務層的數據庫進行分析處理。數據分析處理完后，數據庫服務器將處理的結果返回給Web服務器，其經過必要的事務邏輯處理后，將以Web網頁的形式轉發至遠程客戶端，實現遠程客戶端的訪問。

3 系統主要功能實現

3.1 客戶端遠程監控功能

WebAccess是基于B/S架構的網際組態軟件，允許用戶將開發的監控系統發布到Internet網絡上，異地用戶在PC機上安裝了WebAccess客戶端后，就能夠通過客戶端實現遠程數據實時監控。

3.1.1 設置工程節點和監控節點

WebAccess使用HTTP端口、TCP端口、次要TCP端口進行數據傳送和下載，主要TCP端口用來將WebAccess工程節點文件下載到監控節點。次要TCP端口用于工程節點與監控節點、遠程客戶端之間的數據傳輸。如圖3所示，對聯合站遠程監控系統的工程節點和監控節點進行配置。

3.1.2 遠程訪問的端口映射

登錄工程節點和監控節點所對應的路由器，設置路由器的“虛擬服務器”，將HTTP端口、TCP端口、次要TCP端口號映射到監控主機的IP地址上，如圖4所示。

3.1.3 本地客戶端和遠程客戶端監控

本地PC機安裝WebAccess客戶端后，在登錄界面中輸入監控主機的IP地址，便可實現聯合站本地監控。異地用戶使用遠程客戶端訪問聯合站監控系統時，登錄路由器的靜態IP后，就可以實現對本地監控系統的遠程訪問和管理。

3.2 報警管理功能

當聯合站發生異常情況時，系統能夠進行實時監控，通過多種報警方式提醒相關人員進行控制。系統在報警管理中完成了以下功能：

（l）閃爍。系統根據報警閾值，將圖形組態中的數據進行了不同顏色的閃爍設定，當與圖形關聯的點的數值低于預警閾值時，該數據顯示為綠色；高于報警閾值時，該點數值顯示為紅色并進行閃爍，直觀地提示管理人員及時進行報警處理。（2）報警彈窗。系統出現報警時，監控主機屏幕上將自動彈出報警信息提示。同時，通過使用計算機設備中的揚聲器系統，在組態系統中設置揚聲器的發聲間隔、頻率和周期，所有的遠程客戶端均可以發出聲音報警。（3）報警應答。當聯合站遠程監控系統中確切發生實時的報警情況時，工作人員均需要對報警彈窗進行確認應答，給系統一個確認信息，告知系統此項報警信息已被受理。如果在實時報警發生的過程中，監控人員并沒有就此報警作出應答，報警彈窗也將一直保留在監控顯示器上，提醒監控人員注意。（4）郵件報警。郵件報警功能是WebAccess提供的標準性功能，不需要使用第三方軟件，每個報警監控參數點都可以單獨向指定的郵箱發送E-mail郵件。

3.3 數據記錄顯示功能

數據庫是遠程監控系統的核心，為數據共享、系統集中管理提供了綜合服務。本系統使用Webaccess自帶的Access數據庫作為實時數據庫，用來存儲動態信息，包括動態工藝參數、設備狀態、報警主機報警狀態等動態信息。同時使用soL sever作為關系型數據庫，存儲靜態數據，包括聯合站站內（電脫水器、沉降罐等）的參數數據和廠區環境數據。系統通過ODBC提供的應用程序編程接口（API），實現WebAccess與soL Server數據庫通訊。如圖5所示，設置好ODBC數據來源和接口，進入WebAccess工程管理界面，建立新的ODBC記錄數據來源。便可從WebAccess中讀取soLServer數據庫中的數據。

通過數據庫，系統能夠記錄存儲聯合站的運行狀態信息、報警記錄、系統運行記錄以及聯合站現場各種數據。同時可將歷史/實時數據以報表、趨勢、E-mail等多種方式顯示出來，并提供詳細的歷史數據查詢功能。

4 遠程監控系統的特點

4.1 Web遠程監控

遠程客戶端只需安裝WebAccess客戶端插件，登錄Web服務器，通過Web瀏覽器就可以遠程對聯合站現場設備進行控制，真正做到了遠程與現場的零距離監控，如有任何用戶需要對聯合站現場監控，只要安裝一個WebAccess的免費客戶程序即可。

4.2 多種形式報警

當聯合站發生異常，產生報警時，管理人員可通過在線報警欄中的信息得知危險信息，在“報警摘要”畫面中，不同的報警信息也會有不同的顯示方式，系統提供語音報警、閃爍報警、彈窗報警、EMAIL報警等。實時報警信息在每一個監控頁面不僅相同而且是全局聯動的，本地或者遠程監控操作人員可以及時發現報警信息，排除系統故障。

4.3 支持智能終端

油田領導及其他遠程客戶端，通過平板電腦或者智能手機等智能終端，通過油田內網或者Internet，就可以了解聯合站運行狀況，顯示被控設備狀態參數，并且可以在授權的情況下對運行參數做調整。

5 結語

（l）系統通過Internet，使用標準的瀏覽器就可以訪問和操作各聯合站點監控畫面，實現了聯合站的遠程監控。并通過以太環網將各個監控站點及自控設備連接起來構成一個完整的、網絡化的監控體系，實現了油田聯合站監控系統集中管理，提高了聯合站的管理效率。

（2）系統可應用于其他油田聯合站以及工業領域，其基于Web的網絡優勢使其在未來工業監控領域有較高的推廣價值和廣闊的發展前景。