DCS集散控制器对于数字化油田的建设意义

摘 要 文章首先对数字油田以及dcs系统的相关概念给出了必要说明，而后进一步就DCS在油田工作环境下如何发挥其作用和价值做出了讨论。

关键词 DCS；数字；油田

中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）24-0081-01

当前社会环境下，信息化程度不断加深，经济和技术的发展，让信息化的进一步深入应用成为可能。对于油田工作环境而言，信息化和数字化，不仅仅对于提升工作效率意义重大，更是直接关系到整个油田生产环境的安全水平。在这样环境之下，如何构建起更为有效和完善的数字油田工作环境，对于我国整个石油行业而言都意义重大。

1 数字油田以及DCS概述

想要构建起相对完善的数字化油田工作环境，首先需要对相关概念予以界定。单纯就数字油田而言，虽然自信息化在社会各个阶层和领域中不断深入应用以来就得到了广泛关注，但是数字油田概念本身却并不存在一致认可的定义。虽然如此，对于数字油田这一说法而言，在石油开采工作领域仍然可以总结出认知程度相对较高的表达方式，即认为数字油田是以信息化和数字化作为主要的工作辅助手段，以石油的开采和加工等生产过程作为线索，将勘探、开发、储备、运输及销售等多个生产环节综合起来，并且最终在数据层面上形成一个相对统一的整体，能够对油田工作环境中所产生的诸多数据进行统一的分析并实现更深一步的应用，最终达到优化整个油田工作环境，提升工作效率并且加强油田工作各个环节安全水平，实现有效监控的目标。

油田工作环境下的数字化和信息化，具有很多与社会上常规企业迥异的特征。对于常规企业而言，数字化通常只是意味着工作效率的提升，并且在实现信息化的过程中，通常呈现出自上而下的推动趋势，即由企业的管理层向执行层依次递进实现信息化和数字化。但是在油田工作环境中，数字化一方面是表现出工作效率的提升，在油田工作环境中，诸多资料可以通过局域网进行传输，并且很多机械和仪表告警信息也可以在第一时间得到处理，随着人工智能技术的不断成熟和逐步走向应用，存在于油田工作环境中的相关数据也可以在自动化的思想之下得到更深的加工，这些对于油田工作效率的提升都有着积极地意义。但与此同时，必须注意到油田本身，从这个行业诞生开始就在于诸多的数据打交道，从油田计量、温度控制一直到压力等方面数据的读取，都在很大程度上依赖于数据，油田工作的整个过程，都必须依据相应的工作参数展开，并且随着科技的逐步深入，对于石油和天然气的开采工作也日益精细化，因此相关的参数也随之增多。诸多参数虽然意味着油田生产更为安全，并且经济和效益效率也都有所提高，但是工作过程中所涉及到的数据也必然增多。这种从工作基层开始的对于数据化的需求，成为了油田组织数据化过程中的独有特征。

在油田的数字化进程中，分散控制系统（DCS，Distributed Control System）发挥着至关重要的积极意义。DSC是一种以微处理器位基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统，在类似于热工自动化以及电力等领域都有应用，对于油田这样诸多仪表的工作环境而言尤为适用。

2 DCS集散控制系统在数字化油田中的应用价值分析

DCS集散控制系统隶属于自动化管理的范畴，从根本上看是DCS控制单元根据监测目标仪表的示值，来通过自动调节装置对仪表工作状态进行纠偏的过程。在油田工作环境中，自动化仪表系统对于油田生产过程中的压力、流量、温度以及液位等参数进行反映和监督，确保油田生产工作正常展开，而相应地，自动化系统则依据实际自动化需求包括有自动测量系统、自动联锁保护系统、自动信号系统、自动调节系统组成，对于DCS工作覆盖范围而言，重点针对自动信号系统和自动调节系统两个方面，并且对于其他自动化职能也负有一定的支持作用。整个自动化系统与油田环境中的局域网以及无线接入技术一同构成了油田工作环境的远程监控以及智慧系统，这个系统的成熟状况，对于油田工作的一体化而言无疑意义重大。

从职能角度看，DCS在油田工作环境中需要承担起对整个工艺流程实时监测，并且在必要的时候应当可以对这个流程实现动态模拟。具体而言，首先需要能够对仪表数据实现实时的获取，并且应当能够对历史数据进行妥善保存并加以分析，对于这个方面的工作，应当注意的一点是，除了对于日常工作数据的记录以外，工作过程中的告警信息数据也应当包括在记录范围之内。其次应当实现油田仪表工作环境中对于工作人员的必要的权限管理，区分一线操作人员、工程师以及监督和管理人员不同的权限，以确保数据安全作为权限管理的基本准绳予以展开。最后则应当能够实现对于数据的报表输出以及数据分析结果的合理形式展示，支持不同时段要求下对于数据统计报表的输出，并且在必要的环境下需要自动生成相应的直观图形进行展示。

在实际的工作过程中，DCS系统通常是于局域网中的网络监控单元保持合作关系共同发挥作用的。例如对于输油环境而言，因为横跨地理空间较大，因此属于具有油田特征的一种工作环境。在这个环境中，整个输油管道沿线分布的各个仪表会返回多种数据，以压力、流速和温度为主，并且也包含有必要的仪表以及加热站环境数据和监控终端工作数据等，这些数据交由DCS和局域网本身的网络监控系统处理，各自拣选出自身负责的数据进行分析而后进一步进行综合比对，确定整个输油系统是否工作正常。在发现异常状况的时候，触发告警行为并且将数据生成报表提交给工作人员。在对多种仪表进行监控的过程中，如果发现有系统行为异常，表现为某一个或者一组仪表数据反馈异常，DCS就会首先调用仪表本身的工作历史数据进行比对，同时综合仪表工作所处的外部环境以及输油环境进行判断，同时发送查询请求给局域网网络监控系统，请求查询异常行为仪表所在环境状况以及网络设备状况，反复确认和分析，并且及时将数据报送相关人员，帮助实现对于仪表工作体系健康水平的确认和故障的排除。

3 结论

随着计算机控制、经营和管理一体化信息综合系统的深入应用，DCS在油田工业中的应用也必然会焕发出更强的生命力。DCS的不断深入应用，必然会成为我国石油工业中重要的自动化力量，为切实提升我国油田工作环境安全水平作出贡献，并且从一个侧面推动我国石油工业不断向前发展。

参考文献

[1]温刚，黄道平.自动化与计算机控制技术[M].广州：华南理工大学出版社，2001.

[2]吴明，孙万富.油气储运自动化[M].北京：化学工业出版社，2006.