基于opc通信协议的油田分布式共享系统研究

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1、■■分类号：ＴＰ２７７单位代巧：１０２２０密级：ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ硕±研究生学位论文＾ｉ’＂＾？Ｉ？．Ｉｒ．ＯＰＣ论文题目：基于通信协议的油田分布式共享系统研究ＩＩ；硕壬生丑受＝任伟建教授指导教｜１币：控制科学与工程学科专业｜＇＇：控制理论与控制工程研究方向２０１６年５月２１日禱讓学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文

2、中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名；本ｆ日期；学位论文使用授权声明本人完全了解东北石油大学有关保留、使用学位论文的规定。学校有权保留学位论文并向国家主管部口或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，可Ｗ公布论文的全部或部分内容。东化石油大学有权将本人的学位论文加入《中国优秀硕±学位论文全文数据库》《》《》。保密的学

3、位论、中国博±学位论文全文数据库和编入中国知识资源总库文在解。密后适用本规定；学位论文作者签名兴声：论名文指导教师签Ｉ指：导小组成员签名神形皆斥ThesisfortheMasterDegreeinEngineeringResearchontheDistributedSharingSysteminOilFieldBasedonOPCCommunicationProtocolCandidate:JiangShengTutor:Prof.RenWeijianSpecialty:ControlTheoryandContro

4、lEngineeringDateoforalexamination:21stMay.2016University:NortheastPetroleumUniversity东北石油大学硕士研究生学位论文基于OPC通信协议的油田分布式共享系统研究摘要随着科技的发展，工业控制领域也在发生深刻的变化。在油田中，联合站因数量众多、分布地域广泛等特点，生产数据的采集监控主要采用的是依赖组态软件的SCADA系统，在应用的过程中，带来了一系列问题：首先，由于各联合站在SCADA系统选型上没有统一的规范，不同联合站的SCADA系统厂商、型号各异；其次，针对

5、联合站各自情况不同，设计的SCADA系统也各不相同，相互独立的SCADA系统结构本身的封闭性会排斥与其他SCADA系统的资源共享。近年来在工业自动化中提出的OPC(OLEforProcessControl)技术为硬件开发商和应用软件开发者提供了一套标准的接口规范。OPC规范在工业底层现场设备或者实时数据库等大数据源之间以及与上层用户和决策层的通信提供了统一的传输标准，为系统的集成和数据的监控、共享提供了方便。本文通过研究OPC技术开发一套油田分布式共享系统，该系统一方面通过OPC规范解析技术实现中间服务器与SCADA系统的交互，达到数据采

6、集的目标；另一方面实现基于Web的远程监控，通过BP神经网络联合改进遗传算法实现负载均衡，减轻服务器负载压力。本文的主要研究内容如下：第一，分析OPC数据访问规范。通过分析传统的数据采集方法的缺陷不足，引出OPC规范，并将基于OPC规范的数据采集方案与传统数据采集方案进行比较，明确基于OPC规范的数据采集方案的开发意义，最后详细介绍OPC数据访问规范体系结构和内容。第二，基于OPC通信协议设计油田分布式共享系统结构。以大庆油田某一联合站采用的监控组态软件对于OPC接口的支持说明采用OPC方案的可行性，并给出基于OPC通信协议的油田分布式共

7、享系统结构设计。第三，设计负载均衡算法。为了保证Web服务器集群各节点实时准确的负载信息，本文提出以各节点的CPU利用率、内存利用率、网络利用率、磁盘利用率、剩余时间利用率五项综合指标作为衡量标准，并通过构建神经网路对各节点的综合指标预测得到下个周期的服务器节点的分配比例，针对BP神经网络预测分配比例往往存在偏差的现象，难以达到精度要求，提出改进遗传算法，运用改进遗传算法的优秀全局搜索能力来搜素各服务器节点的分配比例最优解。第四，对中间服务器和油田数据分布式共享可视化子系统的实现。首先，通过引入OPC规范，利用OPC自动化接口和动态链接库

8、设计开发具有较强通用性和面向过程II东北石油大学硕士研究生学位论文数据通信的中间服务器；然后，采用C#.Net+Oracle作为系统开发平台，利用.Net、AJAX、VML、Socket等技术