曹宇
中石化石油工程机械有限公司第四机械厂
摘 要: 固井设备是将水泥浆注入到套管,并使水泥浆回升到套管和岩壁间,将套管通过泥浆和岩壁固定在一起的作业工艺,固井设备系统是针对作业过程中发
动机,传动箱,液压系统等工业参数为基础监护管理软件,而固井设备云端平台以固井设备系统为基础进行拓展的大数据运维。云端平台研究在确保安全作业的前提下，提升设备的价值，推进固井设备的升级优化，以“生产促进设备附加值”为工作目标，以设备的常规远程监护为切入点，以用户的需求为核心，形成的一个平台+多种配置的管理模式，为用户开拓固井设备工业物联网，实现便捷化管理。通过对工业云平台的应用和数字化、信息化研究，采用公共云服务器运营方式，将数据加密保存至后台数据库，通过网页开发访问数据库中的数据，拓展数据应用规划。
关键词：固井设备 大数据 运维 网页访问
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引言
云端平台是在设备原有采集系统状态下，以提升设备远程运维管理能力，标准化实时监控的技术生态链为出发点,在国内兴起的工业协同技术，它借助4G技术将作业数据上传云端服务器，实现用户的远程访问，最大程度的还原了设备作业流程管理，同时借助云端服务器的基础数据，通过计算机技术和互联网融合技术，促进数据的二次开发，为用户、设备维护人员提供更贴近需求的高效、实效的物联网平台，使传统的企业走向信息化，数字化。
1. 固井设备云端平台系统方案设计
固井设备云端平台系统分为三部分:本地数据采集、远程数据传输、云端平台设计，方案内容分解如下图：
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本地数据采集主要是将设备的工程数据汇总控制器，其中底盘、车台发动机、传动箱数据、设备中核心部件的状态指示、模拟量信号、自动混浆参数分别通过通过1939总线、控制器I/0端口连接前端传感器、以太网读取。本地控制器将汇总的设备参数经过软件处理，形成标准的数据规约，通过以太网将数据传输给4G模块上传云端数据库，完成驱动层数据的采集过程。
远程数据传输主要是信息层的数据的上传，将驱动层数据通过控制层的优化，上传到云端数据库做二次数据开发。
云端平台设计，工业云系统通过第三方网页平台设计具有针对的工业数据应用，实现用户管理、设备档案、设备监控、健康管理、工程管理，为设备提供远程维护服务，通过固井车系列的应用整合在线设备，提高企业管理和设备管理。
2. 固井设备云端平台系统硬件设计
硬件包括驱动层的I/O采集箱、控制层的PLC控制器箱、自动混配装置。其中PLC控制箱包括：PLC控制器、以太网接口模块、I/O数采模块、液晶触摸屏、4G智能网关；I/O采集箱包括： I/O数采模块、脉冲采集模块（采集泵转速）；混配装置：干水泥、清水混合比例精确测量、泥浆泵注、碰压、试压等固井工艺要求的参数控制装置。
3. 固井设备云端平台系统软件设计
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如上图，软件主要分为用户管理、设备档案、设备监控、健康管理。
用户管理应用于通过网址链接登录人员的信息、责权、痕迹的管理，登录首页界面后，用户名，登入登出时间，同时根据登录的用户分配权限，用户可根据权限内容访问相关内容和分配下一级别权限, 针对平台访问用户级别权限从上到下依次可分为（A\B\C\D）, A权限为最高权限,拥有访问所有在线设备的权利,同时拥有平台系统上的所有操作权限和更改权限, B用户为A用户的下一级别由A用户授权，具有只能访问权限范围内的所有设备在线情况，具有权限设备中所有权限，C用户由B用户授权，具有只能对某一台设备作业情况具有所有操作和浏览权限，D用户为C用户授权用户，是最低级别用户，只有浏览观看的权限，主要适用于现场的操作工作业远程监测。
设备档案主要展示设备的在线情况主要包括GPS定位地图信息，设备所在的位置及行驶的轨迹、基本配置信息（设备名称、出厂编号、出厂时间、底盘发动机编号、车台发动机编号、传动箱编号、设备工作总时间）等。设备档案主要是从资产管理的角度对设备的性能、故障维修记录、工作时长、及作业环境做评估，体现设备核心件的关系，反应其设备物理参数关联。其中预维护根据设备核心部件的维护时间和运行时长提前提醒用户维护，优化设备维保过程，降低耗才和合理消耗。
设备监控主要是实现设备在作业过程中所有参数的实时监测，通过采集单元获取的第一手数据，通过平台规划，形成直观的远程监测界面，形成涵盖报警指示、数据走向、数据追朔、数据筛选等功能的便捷数据展示平台，以结合现场作业实操，最贴切的还原设备作业工况，通过评估参数的趋势、成熟的数据处理，在此基础上通过开发大数据模型，通过分析形成整合设备制造商、设备维护商、设备使用者的生产线，形成一套完整的大数据协同技术生态链。在设备监控中重点对曲线的展现功能进行开发,通过曲线历史状态和趋势走向以更贴近直观需求,评估设备状况。由于设备的采集参数量程不统一，参数显示时出现数量级的差异，通过合理开发自适应量程变化，使每路参数对应特定量程，并合理的开发缩放功能,同时应对工程中非连续作业的状态,为保证曲线有效反应价值数据,在数据记录时采取筛选,在绘制曲线时实现拼接技术,避免出现时间轴无价值数据展示。平台数据记录采用MDB数据库格式存储，同时为保证数据的完整性，平台应用前软件设计实现“断点续存”，实现传输层若出现故障，保证数据不丢失，即时存储于本地，待网络恢复加密上传云端，保证工程数据的完整性， 已上传云平台的数据可在平台应用软件中根据时间进行数据的筛选、查看、下载，实现用户的作业数据二次利用。
4.小结
依托固井设备原有的数据采集系统，通过外加硬件模块，收集在线设备合理应用作业数据，利用第三方软件开发规划工业云系统，为油田设备管理部门提供统一、标准化的设备管理平台，通过分层权限管理需求实现角色权限分配,建立设备档案和健康管理记录，系统保存设备基本信息、设备维修、预维护保养、运行故障等信息，通过网络化的协同对设备动力系统、液压系统、作业工艺相关参数显示及故障报警实现全面监控，实现固井设备作业全过程追踪，加强固井设备管理,有效提升了油田设备监管和维保水平。
参考文献
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