自動化SCADA監控系統的報警優化

蔣建群

【摘要】面向生產操作一線的數字化集成智能化分析油氣物聯網系統的建設，需要通過采用通信工程的核心通信技術和計算機網絡數據監控分析技術融合形成大數據分析物聯網監控體系，同時結合油氣行業實際需要形成有針對性的油氣生產工業物聯網系統。緊密圍繞油氣生產單元和過程控制需要，形成實時自動化控制SCADA監控系統。針對SCADA監控系統可能存在的誤報等情況，利用計算機分析技術與通信技術融合，形成行業內大數據統計分析及人工智能自動化處理參數優化，提高報警的準確性和重要性，有效保障監控的及時準確要求，實現信息從采集到分析再到應用多個層級的快速反應和故障巡查，達到節省人力的目的，提升系統應用的高效性和成本控制的目的。

【關鍵詞】SCADA系統;報警參數;優化研究;自動化技術

一、自動化采集監控基本情況

石油系統范圍內自動化采集和監控普遍應用的是前端現場測試單元RTU模塊，測控中心監控和數據集成單元的組成架構。目前該系統架構設計能夠滿足現場油水井的數據采集，實現數據的遠程回傳，實現對RTU的遠程操控，并能夠將前端數據進行采集后的回傳歸檔。數據庫后臺能夠對采集到的數據進行按模式要求的存儲和整理，并可通過WEB頁面進行展示，能夠在一定程度上滿足管理者數據查詢需要，滿足現場操作人員對于單井的監控需要，在一定程度上能夠降低人員工作強度，提升工作效率，滿足油田數據采集的需求，實現油田數據采集和監控的自動化，但對于采集到的數據分析工作開展不夠，不能夠準確實現報警工作。

二、報警優化設置研究

1、報警管理系統

當前油水井動態自動化監控普遍采用的SCADA分布式架構模式，能夠對數據進行及時的采集，但對于采集到的數據進行報警處理的能力不足，主要原因在于對于專家經驗數據模型的建立不足，對于采集到的圖像數據沒有進行物體間算法比對，準確率、識別率準確度不夠，造成誤報警的問題頻發，無法從根本上替代人工檢查的目的，降低了計算機監控系統應用的價值，需要對當前存在問題應用計算機算法進行完善和升級改造，以提高報警的準確率和及時處置。

2、報警參數現狀及存在的問題分析

自動化監控參數具有多樣性，由于各井區設備流程工藝組成多種多樣，數據類型繁雜，由于建設時期的不同采用的通訊接口不同，數據回傳繁雜，難以從數據后臺直接進行復用，造成設局報警錯誤頻出。

自動報警參數由于缺乏基于系統的自學習功能，往往參數的設置難以做到因井施策，而是采用統一的標準進行設定，這就會造成在實際應用的過程中出現報警問題的偏差，難以實現精準報警的目的，缺乏科學有效性和合理性，導致大量錯誤報警的出現，增加了監控人員的分析工作和處理時間，在一定程度上來看降低了工作效率，設備模型的建立難以與實際情況相對應，缺乏靈活性和針對性。

合理確定數據采集點 。 隨著技術 的進步 ，數據如何采集 已經不是問題 ， 關鍵是確定需要采集哪些數據 ， 采用何種方式進行采集。 油水井 、 計量間 、 配水 間、 注入站 的數據采集 ， 既要結合開發部門的需要 ， 也應考慮生產實際管理需要 ， 減少不必要的數據采集，加強數據采集設備的接口一致性，減少后期試配的難度。

3、報警參數級別設置技術

報警參數的量程設定應該基于以往數據的最大值和最小值進行冗余設置，確保設備在正常運行的過程中能夠進行分級報警，減少高頻報警情況的發生。同時，結合大數據終端歷史專家庫的經驗進行數據回放和判斷，解決數據模型應用錯誤的問題，對數據進行修訂，實現數據與現場處理問題的同步性，實現計算機算法與單井的實際相融合、互相學習，不斷修正的目的，實現最終的優化與試配。

同時，報警參數級別控制技術還要充分考慮不同設備回傳數據的清洗工作，將錯誤數據、臟數據進行初步的甄別，建立系統層級的架構管理模塊，在設備回傳數據與后臺入庫數據之間建立數據池的二級架構模塊，實現后端采集數據模式相統一，前端數據清潔入庫的目的，增強后端大數據統計分析的功能，將前端行為動作交給二級架構進行專門的清洗，確保各層級工作的合理性和計算機能力的充分利用。

4、加強基于專家經驗的人機互動技術

計算機分析模型的建立往往是一個不變模型和變量的組成，難以完全適應單井的具體需求，這就需要專業技術人員的加入，摸索出單井的具體情況，得出單井的一些實際分析，并制定切實可行的“藥方”，同時與操作人員一同摸索出單井的變化規律，通過人為干預的方式確定單井的報警機制，并將該機制定位為該井的最優模式。然后計算機將已經形成的規律性內容，通過人工智能算法與計算機內部已經設定的算法進行比對、學習、重復、修正，形成適合該井的算法，實現一井一策的管理要義，有效將各項報警參數進行最優處理，提升報警監控的有效率，降低人員的參與程度，解放生產力，提升整體設備的自動化程度，降低人工勞動強度，實現分析報警與處理報警的雙高效。

三、結束語

SCADA系統優化技術，能夠實現自動化報警效率的提升和準確性的提高，使設備運行過程中的故障分析錯誤大大減少，提升監控的有效性，有利于現場數據采集的回傳和遠程決策的快速反應。

需要注意的一點是，不論數據采集系統還是視頻監控系統 ， 要保證正常運行 ， 需要高水平的技術人員進行 日常的維護 ， 可以采用 內部成立維修 隊伍的方式 ， 也可以外包服務的方式，需要持續加強對于設備設施和計算機程控技術的應用和掌握，才能從根本上實現對于自動化控制技術和報警參數優化的理解和應用。

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