CN113835400A - 用于监测加工厂变量的监控系统 - Google Patents
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Abstract
提供了用于监测加工厂变量的监控系统。本发明涉及一种在E&P区域中、特别是在海上生产平台的控制室中或在陆上工厂中有应用的ECOSCEL监控系统，其旨在允许仅在两个屏幕中对过程进行汇总，所使用的所有最重要的变量都集中在这两个屏幕中。插入重要变量和通知的灵活性允许随时快速更新控制室管理员的操作需求。利用ECOSCEL监控器的视觉组织，控制室的操作员可以立即察觉到范围外的变量，及时用适当的控制动作进行干预，以防止一件装备、系统或过程的（停工）。
Description
技术领域
本发明涉及一种在E&P区域中、特别是在海上生产平台的控制室中或在陆上工厂中有应用的ECOSCEL监控系统。ECOSCEL监控允许仅在两个屏幕中对加工厂控制系统的变量和设备的监测和监控过程进行汇总，所使用的所有最重要的变量都集中在这两个屏幕中。对于插入重要变量和通知的灵活性——ECOSCEL监控系统使之成为可能——允许随时快速更新控制室管理员的操作需求。利用ECOSCEL监控器的视觉组织，控制室的操作员可以立即察觉到范围外的变量，及时用适当的控制动作进行干预，以防止一件装备、系统或过程的停 工（shutdown）。
背景技术
FPSO P-66（盐下生产先锋）的中央控制室的操作是通过SOS（操作和监控系统）实行的，在SOS中，操作员具有加工厂中所有系统和子系统的几个变量。盐下生产系统的复杂性相当高，并且控制所有变量是一项主要要求对信息（所选变量、颜色、大小、顺序等）进行组织以用于快速标识偏差并且因此做出决策的任务。
目前，SOS总共具有100个以上的屏幕用于监测，这要求存在宏观过程（生产-油、生产-气、压缩机、VAC、电气的设施和安全）的汇总屏幕，所述汇总屏幕具有对操作员来说最重要的变量。问题由既在常规屏幕中又在汇总屏幕中与操作员的监控接口组成，其中处于待机或维护中（过程中没有直接干扰）的仪器和装备保持永久“启动”。这一事实对于所有系统和子系统是常见的，并引起无关事件对屏幕的污染，从而使操作员难以立即标识偏差；也就是说，实际偏差与已知事件混合在同一个屏幕上，并且并不干扰过程。另一个问题是来自过程联锁仪器的信息的可用性（这导致一件装备或系统的停工——停工），当系统具有另一个具有控制功能的仪器并且没有预警报时，所述信息被隐藏，这进一步阻碍了防止停工并且因此防止生产损失的快速动作。
即使控制操作员总是在对控制屏幕“调页（paging）”，也没有时间预测或预计过程的事故或控制缺乏。因此，当已经发出了监控中的警报时，控制缺乏及其后果将已经发生。在警报之后，后续警报量妨碍了对原因事件及其影响的快速和清晰的可视化。
文档CN107942871公开了一种由MOX装备执行的数据采集系统，包括以下六个部分：用于除尘的风扇电机控制装备、MOX装备、通信软件、数据库、工业自动化配置软件和显示终端。除尘风扇的电机控制设备上的通信接口485连接到MOX设备，并且MOX设备经由以太网通信连接到二次系统的通信软件。通信软件连接到数据库，并且MOX设备可以传输到通信软件。其中的参数保存在数据库中。
此外，文档CN107942871公开了数据库连接到工业自动化配置软件。工业自动化配置软件是Intouch软件。可视化终端可以经由工业自动化配置软件从可视化终端提取数据库参数，并将可视化终端显示到计算机桌面中。然而，这样的文档没有公开如本发明所示的监控与Excel的集成。
文档US20130066568公开了集成质量平衡、声学和人工神经网络技术以用于检测、定位和量化管道中的泄漏或孔洞。该发明提供了泄漏的准确位置，并量化了从气体管道泄漏的产品。在做出决策和向用户发出警报之前，两个模块的信息是交叉的。质量平衡、人工神经网络（RNA）和声学技术的组合在系统可靠性方面提供了显著增益，从而大幅减少了错误警报发生的数量。
更具体地，文档US20130066568公开了经由OPC使用驱动程序以便与通用接口（HMI）（Intouch和iFIX）通信。然而，这样的文档没有公开如本发明提出的Intouch监控与Excel的集成。
文档MARTINS, F.K.的 “
”公开了关于工业监控系统的研究，其展示了市场上可用的软件的一些特性，以及其中使用这类技术的两个应用。最初，该工作示出了关于SCADA（监控控制和数据采集）系统、监控软件及其组件的理论基础。然后呈现了来自六个不同制造商的监控软件的特性：Elispse、Intouch、ProcessView、Simatic WinCC、Ifix、Wizcon。最后，描述了其中使用监控软件的两个应用。然而，该文档也没有公开如本发明中所示的监控与Excel的集成。
文档MACHADO, C.F.B; PONTES,M.O的
公开了远程控制和监控是工业过程控制信息集中化不可或缺的资源。控制和生产信息的集中化可以生成增大的生产率、可靠性、安全性和最终质量。数据采集和控制监控（SCADA）系统是允许远程控制和监控的技术工具之一。SCADA系统频繁地出现在各种工业和非工业过程中。在给定该上下文的情况下，该工作开始于SCADA系统实现中使用的主要技术及其一些架构的呈现，这引用了监控软件中主要的现有资源的呈现，以便实现人机接口（HMI），并且结束于两个监控软件之间的比较分析。该论文进一步示出了可以用于自动化专业人员开发的项目的实际方面。如在其他情况下，该文档也没有揭示如本发明中所示的监控与Excel的集成。
没有现有技术文档公开了仅在两个屏幕上具有简单视觉组织的监控系统，在这两个屏幕中集中在加工厂中使用的所有最重要的变量，从而允许基于该信息（诸如本发明的信息）快速做出决策。
此外，本发明减少了非计划停工及其影响，进一步地，使用轻量、易于理解的接口来协助决策以满足单元的油和气生产的目标。
发明内容
本发明涉及一种在E&P区域中、特别是在海上生产平台的控制室中或在陆上工厂中有应用的ECOSCEL监控系统。ECOSCEL监控器允许仅在两个屏幕中对控制系统的变量和设备的监测和监控过程进行汇总，过程中使用的所有最重要的变量被集中在这两个屏幕中。对于插入重要变量和警告的灵活性——ECOSCEL监控系统使之成为可能——允许随时快速更新控制室管理员的操作需求。
利用ECOSCEL监控器的视觉组织，控制室的操作员可以立即察觉到范围外的变量，及时用适当的控制动作进行干预，以防止一件装备、系统或过程的（停工）。也就是说，利用Intouch与Excel的交互，在Excel中实时获取数据而没有中断。
附图说明
下文将参考附图更详细地描述本发明，附图以发明范围的示意性且非限制性方式表示了本发明的示例性实施例。在附图中，我们有：
-图1.1和1.2图示了仅在2个屏幕上的ECOSCEL监控器的视觉组织，该视觉组织具有加工厂及其最重要变量的宽广视图；
-图2.1和2.2图示了仅在2个屏幕上的ECOSCEL监控器的示例，从而允许快速且清晰地看到加工厂系统之间的交互。
具体实施方式
ECOSCEL监控——本发明的目的由如下系统组成，该系统用于监测和监控加工厂的控制系统的变量和设备，所述变量和设备仅在两个屏幕中进行汇总，这两个屏幕集中了当时使用的所有最重要的变量。随时插入重要变量和通知的灵活性允许快速更新控制室管理员的操作需求。在所采用的配置中，屏幕具有白色背景、带有绿色和红色的单元格（装备操作或停止）、带有黑色或红色的字符（值在预期之内或之外）、以及带有容器和洗涤器（scrubber）液位的动画。
在直接从Intouch软件加载的官方监控器（SOS）中，屏幕底部是灰色的，并且装备和管道对每类流体都有一种颜色。在阀门、泵和压缩机的情况下，当处于打开或开启位置时，保持与管道相同的颜色。当处于关闭或断开位置时，它们保持灰色——与屏幕背景相同的颜色。容器的液位仅有一个箭头作为图形表示，该箭头在“条形图”中位移。这些方面使得难以快速可视化并由操作员响应。
在ECOSCEL监控程序中，使用了Excel程序，并且通过Intouch即刻执行数据收集。Excel使用DDE协议从Intouch接收信息。在Intouch和Excel打开的情况下，为了建立该连接，将以下代码插入单元格中：
，其中“view（视图）”是Intouch可执行文件的名称，“tagname（标记名）”是Intouch标记“库”的名称，“ACCESSNAME（访问名）”是在Intouch中注册的用以访问服务器的名称（每个服务器具有特定的名称），并且最后“TAGNAME（标记名）”是在Intouch中注册的标记的名称，诸如例如：
；这返回链接到控制服务器（PCS）的PIT-1223011的值。在Excel单元格中获得的值以文本格式出现，其被转换为数值格式。参数之一的颜色改变引起操作员的注意，在存在事故或联锁和控制系统自动启动之前，操作员有时间进行动作。这也允许即刻可视化哪些系统正在操作以及哪些不在操作。
加工厂的自动化系统具有安全和控制仪器，这将是“多余的”。然而，尽管被指定测量相同的变量，预警报仅链接到控制仪器，并且安全仪器仅链接到“跳闸”。当测量值之间存在差异时，在预警报之前可能发生“跳闸”。此外，可能存在特定的测量点，其中仅存在安全仪器。
在ECOSCEL监控系统中，优先考虑安全仪器，并在其中实现预警报，此外还实现差异警报，该差异警报将在控制和安全仪器的值示出差时被触发，所述差可能引起对过程的某种打扰。
利用ECOSCEL监控器的视觉组织，控制室操作员可以立即察觉到范围外的变量，及时用适当的控制动作进行干预，以防止装备、系统或过程的停工，如下面示例中可以看到的。仅在2个屏幕上的加工厂的广阔视图允许您快速且清晰地观察系统之间的交互。
示例1： URV
由于冷凝液的流动困难，必须持续监测洗涤器和SAO（水油分离器）的液位。在实现ECOSCEL监控之后，避免了该系统的几个缺陷。
示例2： 顶侧和水下HPU
避免了由于启动泵时的故障所致的一些ESD-2，该泵应当在由ECOSCEL监控器的监测下维持HPU的压力。
示例3：井
避免了由于没有预警报的压力仪器的测量故障所致的几次井停工。
示例4：
如图2.1和2.2中所图示，实时跟踪生产油、注入气、注入水、排出气和燃烧气的每日累积，以及每日关闭预报（closing forecast）。
示例5：
如图2.1和2.2中所图示，利用关于水下管线增压和降压速率以及用于处置采油树（ANM）中阀门的压差的实时信息，协助生产井和注入井的调试和启动。
示例6：
停工等级2（由于不受控过程所致的生产停工）的低发生率。在2018年的最后六个月中仅有两个记录，在该时间期间，单元在大部分时间以其最大的油处理能力操作。
示例7：
如图2.1和2.2中所图示，对重要仪器和控制回路的以手动的抑制进行持续可视化。
示例8：
如图2.1和2.2中所图示，气体和火灾传感器的可视化，所述传感器正在发生故障并参与对停工等级3（部分）的投票。
应当注意的是，尽管已经参考附图描述了本发明，但是本领域技术人员能够取决于具体情形对本发明进行修改和改编，但是前提是在本文定义的发明范围内。
Claims (5)
1.一种用于监测加工厂变量的监控系统，其特征在于包括Intouch软件与Excel的交互，其中在Excel中的数据采集仅利用2个可视化屏幕即刻完成。
2.根据权利要求1所述的用于监测加工厂变量的监控系统，其中，Excel使用DDE协议从Intouch接收信息。
3.根据权利要求1所述的用于监测加工厂变量的监控系统，其中，过程变量的可视化通过2个Excel电子表格发生。
4.一种用于监测如权利要求1至3中定义的加工厂变量的过程，其特征在于，所述系统与Excel和Intouch交互，以用于如下这样即时获得数据：在Intouch和Excel打开的情况下，为了建立该连接，将代码插入到Excel单元格中，所述代码返回链接到某个服务器的被监测变量的值；附加地，参数之一的颜色改变引起操作员的注意，在存在事故或联锁和控制系统自动启动之前，操作员有时间采取动作。
5.使用如权利要求1至3中定义的监控系统以用于监测海上生产平台的控制室或陆上工厂的变量。
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