概述：

        目前，大部分生產領域的信息化程度已經相當成熟，但是現場作業領域的信息化程度相對卻發展緩慢。

         以石油行業的現場生產為例：石油行業由于生產現場的特殊性，大部分生產現場都是分散的和不確定的，生產設備需要經常移動和搬遷，以致現場生產設備的信息化發展相當困難，形成了信息孤島。然而施工現場的第一手數據往往是最重要的，它可以反映現場生產過程狀況，為設計與分析提供原始數據、提供現場生產過程的事實依據等，但是由于現場作業設備的信息化程度低，致使原始數據資料無法及時得到妥善的記錄與保存。我國石油行業先進的現場作業設備，大部分從國外進口，在生產設備上并不比國外落后，主要落后于國外的是現場生產的施工設計與技術水平。而我國的石油資源分布廣而分散，加大了開采難度，從而導致石油資源的利用率相對低下。石油資源是不可再生資源，提高石油資源的利用率，如何提高石油生產技術水平，對我國經濟發展具有相當重要的作用。建立完善的現場生產數據庫以及分析系統，為石油生產作業設計和施工技術提高提供依據，必將對石油生產技術水平的提高產生重大作用。

        宏電公司自主開發的H7920 GPRS/EDGE/CDMA 1X路由器系統主要面向現場作業，礦產開采和工業生產領域，為現場作業提供便利的監控，并將分散的現場作業數據規范化后集成到數據庫中，為客戶的財務結算和決策提供科學的根據。同時，這些第一手的作業數據和統計結果也可以進行再處理和再分發到其他相關部門，為他們的施工設計提供準確的科學依據。

系統概述：

         采集監控系統由三部分構成

         1）現場生產設備信號數字化

        信息技術基于數字化技術，采集現場生產施工過程的數據，必須要求現場生產設備的信號數字化。通過各類傳感器，實時采集各類機電設備的工作狀況的物理量，如溫度、壓力、轉速等。傳感器將采集到的工作狀態轉換成為相對應的電流或者電壓信號，通過信號電纜輸送到采集箱，采集箱將模擬信號數字化，并將信號轉變為一致的數據格式向網絡上發布。

         2）生產現場的數據集成

        生產現場存在多個設備，各個設備的數據必須集成，將現場所有設備的數據集中起來，進行數據整理和規范化，以便將數據傳送到數據中心。各個單獨的設備之間的通訊采用基于TCP/IP的工業以太網模式，并匹配冗余通訊通路，以保證系統的可用性。根據用戶需要和設備情況，通訊方式可采用有線或無線的方式。

         3）數據中心的建立以及數據分析系統

         以數據技術為基礎，整合集成現場作業數據，并采用元數據描述的方式集成各個子系統的異構數據。永久存儲寶貴的第一手數據。 利用在線數據分析、統計、報表等技術和方法為各級用戶提供了以數據中心為核心的全方位應用。以決策支持為核心目標。提供一個信息技術的整體解決方案，為整個生產實施環節的所有用戶需求服務。在降低用戶信息處理勞動強度的同時，突出數據和信息。數據中心的解決方案覆蓋了信息系統的各個領域和信息處理的整個流程（從數據采集、處理和傳輸，到信息管理、分析和共享）。將簡單的現場作業延伸到數據分析和數據共享，從信息中提煉知識，為決策提供充足的信息支持。  

         針對這三個部分將工業以太網系統分為三個子系統：

         1） 用于現場生產設備信號數字化的部分稱之為一級子系統；

         2）用于生產現場的數據集成部分稱之為二級子系統；

         3）數據中心以及數據分析系統稱之為三級子系統。

油田監控系統在石油生產領域的應用：

        石油生產行業信息化的特點

        1）石油生產現場一般都是在野外遠離城市的地方，并且比較分散，一般不具備有線網絡接入條件； 

        2）某些作業如鉆井、壓裂等作業機動性強，需要經常轉移作業地點； 

        3）作業過程中一般都要進行數據采集，有些還需要進行視頻監控，數據量大并且具有實時性；

        上圖是一個油田現場網絡系統的示意圖，圖中縱向分為不同的作業現場，每一個作業現場又橫向分為三個子系統。

        在現場A中，每一臺作業車構成一個一級子系統，車上裝備一個數據采集箱，車上需要采集的信號經各種傳感器進入采集箱，由采集箱將所有的信號數字化并統一格式；

        同一現場的若干臺設備構成一個二級子系統，二級子系統中存在兩個超級單元，作為二級子系統的通訊中心，也可以成為工作區域現場的分監控中心。

        二級子系統中的超級單元通過無線網橋或者手機通訊網絡與設在市區的數據中心連接，將數據實時的發送到數據中心，由數據中心統一進行管理和存檔，并做出分析；有權限的用戶，通過Internet連接可訪問數據中心保存的原始數據和分析出的報告。

        同樣，現場B和現場C也可以通過類似的方法將數據發送到數據中心。

        針對不同的現場，可用不同的通訊接入方式進行解決

        在現場A中，作業設備以車輛為主，考慮到設備之間的移動性，二級子系統之間采用WLAN的覆蓋方式，二級子系統與一級子系統之間的連接方式可用手機通訊網絡CDMA/GPRS連接；　 

        在現場B中，由于設備比較集中，直接設為二級子系統，再根據現場與數據中心的距離和實際情況，選用手機通訊網絡CDMA/GPRS連接；

        現場C與現場A的情況基本上差不多，但是所有設備都是固定的，因此不需要考慮移動性，可根據現場實際情況來選擇連接方式。 

結論：

        在此方案中，工業以太網監控系統充分考慮到各種現場的特殊性，提供適合現場的各種接入方式，從實用性、可靠性、經濟性各方面考慮；同時也針對不同行業，定制專門的數據管理軟件和客戶端軟件，對數據進行統計、分析和挖掘，為提高生產水平和生產管理提供可靠的科學的依據，從信息中提煉知識，為決策提供充足的信息支持。

        依托信息技術的發展，建立現場作業數據采集與集成系統，對現場生產技術水平的提高具有重大意義和實際作用。對于解決其他存在類似問題的行業，如礦山生產、建筑行業生產也有極大的借鑒作用和實用價值。