一种面向油气生产物联网控制系统的自组态建模方法

本发明是关于一种面向油气生产物联网控制系统的自组态建模方法、装置、设备及介质，涉及石油能源工业自动化控制领域。

背景技术：

1、传统油气生产物联网控制系统由工业自动化控制系统演化而来，多数局限于油气田生产现场远程数据传输和处理，缺乏面向复杂场景自动化组态和智能化应用潜力。

2、目前主流的组态建模方法和控制软件是面向单一实例对象或局部生产单元进行构建，基本依赖于人工手动设置参数和数图联动规则，无法适应复杂的生产过程和环境变化，一旦设备实例对象数据指标或业务应用场景发生变化，需要对已有的工艺流程监控画面进行修改或重新设计，存在人工维护工作量大和维护更新不及时的问题。同时，跨系统或不同对象之间的各项数据属性定义和配置操作步骤存在差异，导致各类油气生产业务共享复用和信息交换存在壁垒。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够提升油气生产物联网控制系统的运维和交付效率的面向油气生产物联网控制系统的自组态建模方法、装置、设备及介质。

2、为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供一种面向油气生产物联网控制系统的自组态建模方法，该方法包括：

4、对油气生产现场所监管的各类设备对象和/或生产单元进行抽象，构建相应的油气物模型；

5、通过云组态建模软件搭建可视化组态场景应用，关联绑定相匹配的油气物模型；

6、在油气生产现场部署传感器和控制器，实现以油气物模型为主体的批量实例化对象的设备数据采集、远程传输、实时监测和智能操控的数据联动。

7、一些可能的实施方式中，对油气生产现场所监管的各类设备对象和/或生产单元进行抽象，构建相应的油气物模型，包括：

8、根据油气生产现场业务场景数据采集需求，选择相应的感知设备进行现场终端仪器仪表的数据接入与现场调试；

9、根据油气生产现场所监管的各类设备对象和/或生产单元进行抽象并构建相应油气物模型；

10、将油气生产现场的物理设备建立到油气智能物联网系统的数字设备的一一映射，调试验证基于油气物模型的设备数据接入、采集解析及控制数据流。

11、一些可能的实施方式中，油气物模型用于定义各类设备对象和/或生产单元获取的设备信息、传感器数据和控制信号数据，其中，设备信息涵盖设备的类型、标识、位置和制造商信息；传感器数据包括从设备传感器收集的实时数据；控制信号数据定义了发送给设备的操作命令或控制信号，以改变设备状态或调整其运行。

12、一些可能的实施方式中，根据油气生产现场所监管的各类设备对象和/或生产单元进行抽象并构建相应油气物模型，包括：

13、结合业务场景明确油气生产现场各类设备对象和/或生产单元的管理层级和管控粒度，针对同类物体抽象定义其公共的基本静态信息、生产运行过程中的各项动态监控参数变量属性信息、生产运行计算规则、运行异常报警识别及联动处置策略、2d/3d云组态监控画面；建立监控测点数据指标和组态监控页面模板；基于油气物模型批量生成n个实例对象，定义每个实例对象的全局唯一编码和个性化配置信息项。

14、一些可能的实施方式中，将油气生产现场的物理设备建立到油气智能物联网系统的数字设备的一一映射，调试验证基于油气物模型的设备数据接入、采集解析及控制数据流，包括：

15、油气作业现场人员识别出油气生产现场中每个具体的物理设备和/或生产单元，并将其在油气智能物联网系统中进行一一对应的数字设备的注册登记，当进行油气设备登记时，若其相应的物模型已存在，则可直接添加；若不存在则先添加该油气物模型，再注册登记此设备；

16、添加数字设备时选择所关联的对应油气物模型，并补录能表明此设备专属的身份信息，提交该油气数字设备的注册登记申请，创建完成后此设备将自动继承该油气物模型通用指标配置，系统会自动生成并分配给此设备唯一的身份token；

17、油气生产现场该物理设备上采集数据时，准确携带相应的身份token，远程传输数据到油气智能物联网系统，系统根据身份token判别设备身份鉴权通过后才会存储该条实时数据到指定设备。

18、一些可能的实施方式中，通过云组态建模软件搭建可视化组态场景应用，关联绑定相匹配的油气物模型数据指标，包括：

19、利用云组态建模软件搭建可视化组态场景监控应用；

20、基于可视化组态场景，并围绕油气物模型的数据指标和监测工艺流程需求构建可视化页面；

21、关联绑定相匹配的油气物模型数据指标，通过拖拽式设计和配置场景应用，进行页面整体布局、组态控件、交互动效、数据映射和事件控制的参数设置。

22、一些可能的实施方式中，利用云组态建模软件搭建可视化组态场景监控应用，包括：

23、基于油气物模型与可视化组态元素存在的数据映射，通过图形化组态编辑器关联绑定油气物模型数据；

24、约束油气物模型和可视化组态元素控件之间的映射方法和数据结构，建立油气生产现场各类场景化应用的自动化更新和多层级复用工作机制，快速响应各个不同设备对象或系统的建模和动态配置。

25、第二方面，本发明还提供一种面向油气生产物联网控制系统的自组态建模装置，该装置包括：

26、物模型构建单元，被配置为对油气生产现场所监管的各类设备对象和/或生产单元进行抽象，构建相应的油气物模型；

27、场景搭建单元，被配置为通过云组态建模软件搭建可视化组态场景应用，关联绑定相匹配的油气物模型；

28、数据联动单元，被配置为在油气生产现场关键节点部署传感器和控制器，实现以油气物模型为主体的批量实例化对象的设备数据采集、远程传输、实时监测和智能操控的数据联动。

29、第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括：

30、至少一个处理器；以及

31、与所述处理器通信连接的存储器；其中，

32、所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器能够执行任一项所述的方法。

33、第四方面，本发明还提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行任一项所述的方法。

34、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下特点：

35、1、本发明利用低代码开发+物模型驱动技术，通过基于油气物模型驱动的云组态自动建模方法，约束油气物模型和可视化组态控件之间的映射方法和数据结构，建立油气生产现场各类场景化应用的自动化更新和多层级复用工作机制，快速响应各个不同设备对象或业务应用系统的高效建模和动态配置，以解决传统组态建模方式成本高、效率低、易出错、周期长、复用难等问题，提高软件可重用性，大幅降低专业人员搭建组态场景应用的工作量和时间成本，缩短开发周期，提升油气生产物联网控制系统的运维和交付效率，助力油气田企业对生产过程现场实时监测和闭环管控。

36、2、本发明组态场景建模可以在多业务场景应用，特定场景不需要预设页面模板。

37、3、本发明基于物模型的自组态建模能力可以在运行过程中根据物模型动态更新。

38、4、本发明利用低代码开发+物模型驱动技术，基于油气物模型驱动的组态场景智能建模应用，满足油气设备精细化数字画像、生产运行过程精准管控的目的。

39、综上，本发明的动态建模方法具有良好的可扩展性，可以应用于多种不同的油气生产工艺流程可视化监控场景。