CN116838956A - 油气长输管线sis系统的管控平台和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油气长输管线SIS系统的管控平台和方法，包括：数据采集与数据存储组件、故障与处置预案信息库组件、逻辑执行情况判断组件、SIS故障诊断组件、权限控制控制组件、信息显示推送组件，通过从油气长输管线的调控中心的采集所需的数据并存储，根据用户的各种编辑信息录入相关数据，判断SIS系统的逻辑触发情况与逻辑执行情况；以及根据SIS的系统诊断变量值和变量描述，并结合场站现场的实际硬件组态情况，判断SIS系统故障；获取SIS系统故障、逻辑触发情况等信息并向对应的人员推送。实现信息自动精准推送，并对SIS系统逻辑执行结果和系统运行信息的原因进行分析，提供相应的操作建议，满足信息高效的传达需求。

Description

油气长输管线SIS系统的管控平台和方法

技术领域

本发明涉及油气输送技术领域，具体地，涉及一种油气长输管线SIS系统的管控平台和方法。

背景技术

随着油气长输管线这种能源运输形式的快速发展，油气管线上的场站，是油气长输管线的核心和枢纽。随着油气长输管线(Supervisory Control and Data Acquisition，SCADA)系统的发展，大部分油气长输管线的场站都处于无人值守状态，对于分输站出现的紧急情况高度依赖场站上的安全仪表系统(Safety Instrumented System，SIS)做出的反应，所以在SIS系统出现动作后，及时确认SIS系统动作原因、动作结果、在最短的时间内，有效的应对紧急情况非常重要。

现有对油气长输管线各个场站SIS系统的管控，一般依赖油气长输管线调控中心(下文简称调控中心)的SCADA系统的逻辑监控界面、SIS系统诊断界面和SIS系统相关报警，而长输管线调控中心SCADA系统还要监视每个场站的基本过程控制系统(Basic ProcessControl System，BPCS)系统，监控界面众多，数据量大，报警多。无法很好的兼顾。调控中心与场站维护部门依赖电话联系，维护部门再联系各专业维护队伍，反映时间较长。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种油气长输管线SIS系统的管控平台和方法。

第一方面，本申请实施例提供一种油气长输管线SIS系统的管控平台，包括：数据采集与数据存储组件、故障与处置预案信息库组件、逻辑执行情况判断组件、SIS故障诊断组件、权限控制控制组件、信息显示推送组件，其中：

所述数据采集与数据存储组件，用于从油气长输管线的调控中心的SCADA系统中采集所需的数据并存储；

所述故障与处置预案信息库组件，用于根据用户的各种编辑信息录入相关数据，所述相关数据包括：SIS系统故障、处置预案、操作建议、用户登录权限；

所述逻辑执行情况判断组件，用于判断SIS系统的逻辑触发情况与逻辑执行情况；

所述SIS故障诊断组件，用于根据SIS的系统诊断变量值和变量描述，并结合场站现场的实际硬件组态情况，判断SIS系统故障；

所述权限控制控制组件，用于对用户的登录权限、处置权限进行管理；

所述信息显示推送组件，用于从SIS故障诊断组件和逻辑执行情况判断组件获取SIS系统故障、逻辑触发情况、逻辑执行情况、SIS维护人员信息、场站负责人信息，并向对应的人员推送。

可选地，所述数据采集与数据存储组件包括：数据采集驱动单元和参数数据库；

所述数据采集驱动单元中内置OPC_UA协议驱动，用于从油气长输管线调控中心的SCADA系统的OPC服务器中，通过OPC_UA协议读取每个场站的设备状态、SIS系统的变量、SIS系统的系统诊断变量标，BPCS中的设备状态变量，并推送到SIS管控系统的参数数据库中；

所述参数数据库为SIS管控系统内置的结构型数据库，用于接收数据采集驱动单元推送的变量数据，存储所接收到的数据。

可选地，所述故障与处置预案信息库组件，包括信息编辑器单元和信息数据库；

所述信息编辑器单元，用于根据用户在编辑器的访问、编辑信息数据库信息，录入SIS系统故障、处置预案、操作建议、用户登录权限；

所述信息数据库中存储的信息包括：

长输管线SIS系统故障信息条目，以及对应的处置方案、操作建议，SIS系统维护人员信息；

SIS逻辑执行情况对应的应急处置预案、操作提示，以及对应负责的场站负责人信息；

登陆系统权限信息，包括：登入系统的用户名与密码，用户平台的用户权限。

可选地，所述逻辑执行情况判断组件，具体用于：

根据从调控中心SCADA系统内获取的场站SIS系统变量和BPCS的变量，通过编写的程序逻辑，来判断出SIS系统逻辑触发情况与逻辑执行情况，以及在平台上逻辑触发后，相关的设备是否按SIS中既定的逻辑动作到位；

通过配置表格来规范事件的配置信息，并通过执行事件配置列表中的各个事件，调用故障信息与处置预案信息库组件中预存的信息，根据不同SIS系统逻辑触发与执行情况调用不同的操作提示、处置方案、应急预案和对应人员，并将信息推送到信息显示和推送组件。

可选地，所述SIS故障诊断组件，具体用于：

根据调阅参数数据库中SIS的系统诊断变量值和变量描述，并结合场站现场的实际硬件组态情况，判断SIS系统故障；

通过对平台内置的事件配置列表，调用故障信息、故障对SIS系统与逻辑执行的影响信息、处置预案信息库单元中的故障信息条目与对应处置方案与处置人员的信息，并推送到信息显示与推送组件。

可选地，所述权限控制控制组件，包括：监控用户登陆信息单元、组态用户权限控制单元、信息推送用户权限控制单元，

所述监控用户登陆信息单元，用于登陆管控平台C端与B端的用户，以及用户权限；

所述组态用户权限控制单元，用于控制平台维护人员编辑的平台信息；

所述信息推送用户权限控制单元，用于控制对各作业区人员信息推送的权限。

可选地，所述信息显示推送组件，具体用于：

在场站SIS系统出现故障，和/或出现SIS系统的逻辑触发时，从SIS故障诊断组件和逻辑执行情况判断组件获取SIS系统故障、逻辑触发情况、逻辑执行情况、SIS维护人员信息、场站负责人信息，并向对应的人员进行自动推送。

第二方面，本申请提供一种油气长输管线SIS系统的管控方法，应用在第一方面中任一项所述的油气长输管线SIS系统的管控平台中，所述方法包括：

订阅SCADA系统相关变量；

判断SIS系统故障，以及逻辑触发与执行结果情况；

从信息库获取故障，以及故障影响的相关人员信息，并提取对应的处置预案和处置人员信息；

查询人员权限，并向权限对应的人员进行信息推送。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本申请中通过油气长输管线SIS管控平台自动判断SIS联锁逻辑的执行结果，通过SIS系统诊断单元自动甄别SIS系统故障信息对SIS系统、SIS联锁逻辑的影响；并结合系统的故障信息与处置预案信息库单元给出相关操作，维护建议；通过平台的信息显示推送单元及时的通知相应的负责人和维护队伍。从而实现油气长输管线SIS逻辑执行结果的自动判断，SIS故障影响自动识别，SIS系统运行信息与逻辑执行情况的自动精准推送，并能够针对SIS系统逻辑执行结果和系统运行信息的原因提示、操作建议，满足SIS系统相关信息高效、准确的传达需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请实施例提供的油气长输管线SIS系统的管控平台的实现原理示意图；

图2为本申请实施例提供的油气长输管线SIS系统的管控平台的架构和数据流向示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

现有对油气长输管线各个场站SIS系统的管控，一般依赖油气长输管线调控中心(下文简称调控中心)的SCADA系统的逻辑监控界面、SIS系统诊断界面和SIS系统相关报警，而长输管线调控中心SCADA系统还要监视每个场站的BPCS系统，监控界面众多，数据量大，报警多。无法很好的兼顾。调控中心与场站维护部门依赖电话联系，维护部门再联系各专业维护队伍，反映时间较长。

虽然SIS有单独的逻辑监视界面，但SIS系统联锁动作后的结果，需要操作员结合BPCS监控画面的场站设备的状态来判断联锁是否执行到位。SIS系统故障时，操作员无法通过诊断界面信息，识别故障对整个SIS系统运行的影响。需要专业的SIS系统工程师来判断。SIS系统的系统故障、SIS系统的动作原因与结果、无法及时通知场站的维护队伍，不利于及时排除故障，恢复生产。不能对SIS系统及系统逻辑执行情况给出，操作维护建议

针对现有技术中存在的问题，本申请提出一种油气长输管线SIS管控平台，能通过平台的运算、可编辑事件列表单元，自动判断SIS联锁逻辑的执行结果，通过SIS系统诊断单元自动甄别SIS系统故障信息对SIS系统、SIS联锁逻辑的影响。并结合系统的故障信息与处置预案信息库单元给出相关操作，维护建议。通过平台的信息显示推送单元及时的通知相应的负责人和维护队伍，实现SIS系统相关信息的高效、准确传达。

本申请实施例提供一种油气长输管线SIS系统的管控平台，包括：数据采集与数据存储组件、故障与处置预案信息库组件、逻辑执行情况判断组件、SIS故障诊断组件、权限控制控制组件、信息显示推送组件，其中：数据采集与数据存储组件，用于从油气长输管线的调控中心的SCADA系统中采集所需的数据并存储；故障与处置预案信息库组件，用于根据用户的各种编辑信息录入相关数据，相关数据包括：SIS系统故障、处置预案、操作建议、用户登录权限；逻辑执行情况判断组件，用于判断SIS系统的逻辑触发情况与逻辑执行情况；SIS故障诊断组件，用于根据SIS的系统诊断变量值和变量描述，并结合场站现场的实际硬件组态情况，判断SIS系统故障；权限控制控制组件，用于对用户的登录权限、处置权限进行管理；信息显示推送组件，用于从SIS故障诊断组件和逻辑执行情况判断组件获取SIS系统故障、逻辑触发情况、逻辑执行情况、SIS维护人员信息、场站负责人信息，并向对应的人员推送。

示例性的，数据采集与数据存储组件包括：数据采集驱动单元和参数数据库；其中：

数据采集驱动单元内置OPC_UA协议驱动，从油气长输管线的调控中心的SCADA系统的OPC服务器中，通过OPC_UA协议读取每个场站的设备状态、SIS系统的变量、SIS系统的系统诊断变量标，BPCS中的设备状态变量，推送到SIS管控系统的参数数据库中。通过数据采集驱动单元从调控中心SCADA系统获得所需的数据。

参数数据库为SIS管控系统内置的结构型数据库，接收数据采集驱动单元推送的变量数据，存储所接收到的数据。为平台的数据处理模组提供底层数据支持。

示例性的，故障信息与处置预案信息库组件包括：信息编辑器单元和信息数据库，其中：

信息编辑器单元为信息数据库的人机交互单元，用户在编辑器的访问、编辑信息数据库信息，录入SIS故障、处置预案、操作建议、用户登录权限等信息条目。

信息数据库：存储信息编辑器单元录入的信息包括：

1)长输管线SIS系统(包括主控卡、通讯卡、IO卡、系统总线等)故障信息条目，与对应的处置方案、操作建议，SIS系统维护人员信息(包括姓名、联系方式、所属作业区、其他客户需要的人员信息)。

2)针对SIS逻辑执行情况(如包括触发一级、二级、三级关断及触发关断逻辑后的执行情况)，对应的应急处置预案、操作提示与对应负责的场站负责人信息(包括姓名、联系方式、所属作业区、其他客户需要的人员信息。)

3)登陆系统权限信息：登入系统的用户名与密码，用户平台的用户权限控制。

以上数据用于在平台的其他单元在不同场景下调用。

逻辑执行情况判断组件：SIS管控平台上逻辑执行情况判断组件可进行数学运算和逻辑运算。组件内置FBD编辑器，通过FBD语言组态编程，可以根据从调控中心SCADA系统内获取的场站SIS系统变量(主要是SIS系统状态和逻辑执行状态)和BPCS的变量(主要是设备状态点),通过编写的程序逻辑，来判断出SIS系统逻辑触发情况与逻辑执行情况，实现在平台上逻辑触发后，相关的设备是否按SIS中既定的逻辑动作到位。事件配置列表，可以配置包括(事件名称、事件类型、触发条件、执行动作等)是一个可配置表格，通过执行此单元配置的事件，调用故障信息与处置预案信息库组件中预存的信息，实现根据不同SIS系统逻辑触发与执行情况调用不同的操作提示、处置方案、应急预案和对应人员，并将信息推送到信息显示和推送组件。

SIS故障诊断组件包括：SIS诊断单元，故障判断单元，根据调阅参数数据库中SIS的系统诊断变量值和变量描述，并结合场站现场的实际硬件组态情况，判断SIS系统具体的故障，同时通过对平台内置的事件配置列表，调用故障信息、故障对SIS系统与逻辑执行的影响信息、处置预案信息库单元中的故障信息条目与对应处置方案与处置人员的信息，并将上述信息推送到信息显示与推送单元。

权限控制组件包括：监控用户登陆信息单元、组态用户权限控制单元、信息推送用户权限控制单元。监控用户登陆信息单元用于登陆管控平台C端与B端的用户、及用户权限(可以查阅场站、可以查阅的信息、可以操作的变量等)。组态用户权限控制单元用于控制平台维护人员可以编辑的平台信息(比如SIS系统工程师可以编辑SIS系统的故障信息、不可以编辑逻辑执行应急预案)。推送用户权限控制单元用于控制信息推送单元对各作业区人员信息推送的权限。

信息显示推组件：平台兼容B/S和C/S架构，可以根据访问权限通过C端或B端访问平台，C端与调控中心SCADA系统部署在同一个工作站上，通过SCADA的调度脚本，打开平台C端，访问本平台，也可通过移动端或其他计算机通过B端访问本平台。一旦场站SIS系统出现故障、出现SIS系统的逻辑触发，信息推送单元，兼容用户常用的通讯软件API数据接口，一旦SIS出现故障或SIS系统逻辑触发，信息推送单元将从SIS诊断单元和逻辑执行情况判断组件获取到的系统故障、逻辑触发情况、逻辑执行情况SIS维护人员信息、场站负责人信息，向对应的人员推送，实现对实现SIS系统运行信息与逻辑执行情况的自动精准推送。

图1为本申请实施例提供的油气长输管线SIS系统的管控平台的实现原理示意图；图2为本申请实施例提供的油气长输管线SIS系统的管控平台的架构和数据流向示意图。结合图1、图2所示，通过数据采集与存储组件从调控中心SCADA系统内订阅场站BPCS中的设备状态数据，和SIS系统中的SIS系统诊断情况、逻辑执行情况数据。逻辑执行情况判断组件，从数据采集与存储组件获取数据，根据组件中FBD组态程序进行运算，运算结果推到组件中可编辑事件列表，调用信息数据库中对应的预存信息。后将调用结果推送到信息显示推送单元，由此单元完成显示和推送。SIS故障诊断组件同样从数据采集与存储组件获取数据判断SIS故障情况，SIS故障情况通过可编辑事件列表调用信息数据库中对应的预存信息，后将调用结果推送到信息显示推送单元，完成信息的展示与推送。

本实施例，可以实现油气长输管线SIS逻辑执行结果的自动判断，SIS故障影响自动识别，SIS系统运行信息与逻辑执行情况的自动精准推送，并能够针对SIS系统逻辑执行结果和系统运行信息的原因提示、操作建议，满足SIS系统相关信息高效、准确的传达需求。

需要说明的是，所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“平台”。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种油气长输管线SIS系统的管控平台，其特征在于，包括：数据采集与数据存储组件、故障与处置预案信息库组件、逻辑执行情况判断组件、SIS故障诊断组件、权限控制控制组件、信息显示推送组件，其中：

所述数据采集与数据存储组件，用于从油气长输管线的调控中心的SCADA系统中采集所需的数据并存储；

所述故障与处置预案信息库组件，用于根据用户的各种编辑信息录入相关数据，所述相关数据包括：SIS系统故障、处置预案、操作建议、用户登录权限；

所述逻辑执行情况判断组件，用于判断SIS系统的逻辑触发情况与逻辑执行情况；

所述SIS故障诊断组件，用于根据SIS的系统诊断变量值和变量描述，并结合场站现场的实际硬件组态情况，判断SIS系统故障；

所述权限控制控制组件，用于对用户的登录权限、处置权限进行管理；

所述信息显示推送组件，用于从SIS故障诊断组件和逻辑执行情况判断组件获取SIS系统故障、逻辑触发情况、逻辑执行情况、SIS维护人员信息、场站负责人信息，并向对应的人员推送。

2.根据权利要求1所述的油气长输管线SIS系统的管控平台，其特征在于，所述数据采集与数据存储组件包括：数据采集驱动单元和参数数据库；

所述数据采集驱动单元中内置OPC_UA协议驱动，用于从油气长输管线调控中心的SCADA系统的OPC服务器中，通过OPC_UA协议读取每个场站的设备状态、SIS系统的变量、SIS系统的系统诊断变量标，BPCS中的设备状态变量，并推送到SIS管控系统的参数数据库中；

所述参数数据库为SIS管控系统内置的结构型数据库，用于接收数据采集驱动单元推送的变量数据，存储所接收到的数据。

3.根据权利要求1所述的油气长输管线SIS系统的管控平台，其特征在于，所述故障与处置预案信息库组件，包括信息编辑器单元和信息数据库；

所述信息编辑器单元，用于根据用户在编辑器的访问、编辑信息数据库信息，录入SIS系统故障、处置预案、操作建议、用户登录权限；

所述信息数据库中存储的信息包括：

长输管线SIS系统故障信息条目，以及对应的处置方案、操作建议，SIS系统维护人员信息；

SIS逻辑执行情况对应的应急处置预案、操作提示，以及对应负责的场站负责人信息；

登陆系统权限信息，包括：登入系统的用户名与密码，用户平台的用户权限。

4.根据权利要求1所述的油气长输管线SIS系统的管控平台，其特征在于，所述逻辑执行情况判断组件，具体用于：

根据从调控中心SCADA系统内获取的场站SIS系统变量和BPCS的变量，通过编写的程序逻辑，来判断出SIS系统逻辑触发情况与逻辑执行情况，以及在平台上逻辑触发后，相关的设备是否按SIS中既定的逻辑动作到位；

通过配置表格来规范事件的配置信息，并通过执行事件配置列表中的各个事件，调用故障信息与处置预案信息库组件中预存的信息，根据不同SIS系统逻辑触发与执行情况调用不同的操作提示、处置方案、应急预案和对应人员，并将信息推送到信息显示和推送组件。

5.根据权利要求1所述的油气长输管线SIS系统的管控平台，其特征在于，所述SIS故障诊断组件，具体用于：

根据调阅参数数据库中SIS的系统诊断变量值和变量描述，并结合场站现场的实际硬件组态情况，判断SIS系统故障；

通过对平台内置的事件配置列表，调用故障信息、故障对SIS系统与逻辑执行的影响信息、处置预案信息库单元中的故障信息条目与对应处置方案与处置人员的信息，并推送到信息显示与推送组件。

6.根据权利要求1所述的油气长输管线SIS系统的管控平台，其特征在于，所述权限控制控制组件，包括：监控用户登陆信息单元、组态用户权限控制单元、信息推送用户权限控制单元，

所述监控用户登陆信息单元，用于登陆管控平台C端与B端的用户，以及用户权限；

所述组态用户权限控制单元，用于控制平台维护人员编辑的平台信息；

所述信息推送用户权限控制单元，用于控制对各作业区人员信息推送的权限。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的油气长输管线SIS系统的管控平台，其特征在于，所述信息显示推送组件，具体用于：

在场站SIS系统出现故障，和/或出现SIS系统的逻辑触发时，从SIS故障诊断组件和逻辑执行情况判断组件获取SIS系统故障、逻辑触发情况、逻辑执行情况、SIS维护人员信息、场站负责人信息，并向对应的人员进行自动推送。

8.一种油气长输管线SIS系统的管控方法，其特征在于，应用在权利要求1-7中任一项所述的油气长输管线SIS系统的管控平台中，所述方法包括：

订阅SCADA系统相关变量；

判断SIS系统故障，以及逻辑触发与执行结果情况；

从信息库获取故障，以及故障影响的相关人员信息，并提取对应的处置预案和处置人员信息；

查询人员权限，并向权限对应的人员进行信息推送。