楊曉慶 韓應(yīng)江 河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院

基于GPRS的遠(yuǎn)程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

楊曉慶 韓應(yīng)江 河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院

針對(duì)酸性氣田氣體的特殊性，在分析GPRS體系結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合TCP/IP協(xié)議和PPP協(xié)議，采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)適用于酸性氣田的基于GPRS遠(yuǎn)程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)酸性氣田生產(chǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和統(tǒng)一管理，符合酸性氣田生產(chǎn)的基本要求，提高酸性氣田生產(chǎn)效率和安全性。

酸性氣田；安全監(jiān)測(cè)；GPRS；設(shè)計(jì)

酸性氣田的天然氣高含硫，組分復(fù)雜，在氣體運(yùn)輸?shù)倪^程中易腐蝕管道，造成天然氣泄漏，一旦天然氣泄漏，將會(huì)造成不可挽回的損失。油氣管道沿途地形復(fù)雜，環(huán)境惡劣，同時(shí)人為因素也是導(dǎo)致管道泄漏的重要因素。因此，在高含硫天然氣運(yùn)輸過程中，必須時(shí)刻監(jiān)測(cè)管道泄漏情況，降低泄漏事故發(fā)生幾率，如果發(fā)生泄漏，及時(shí)采取措施才能將損失降到最低。針對(duì)上述情況，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)基于GPRS遠(yuǎn)程安全檢測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸管道的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和有效維護(hù)，為油氣安全運(yùn)輸提供有效保障。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

GPRS技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，連接時(shí)間長(zhǎng)但費(fèi)用低，傳輸速率高，接入時(shí)間短。遠(yuǎn)程無線監(jiān)控管理系統(tǒng)由采集控制、GPRS、傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心組成。基于GPRS的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可對(duì)油田設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；建設(shè)成本低，監(jiān)控范圍廣，具有良好的可擴(kuò)展性，系統(tǒng)傳輸容量大；數(shù)據(jù)傳送速率高，通信費(fèi)用低。TCP/IP通過Internet串行線路協(xié)議SLIP或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP在串行線上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，基本傳輸單位是數(shù)據(jù)包。PPP協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，具備用戶驗(yàn)證能力并能解決IP分配。PPP協(xié)議得到了廣泛的應(yīng)用，在未來的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展中可發(fā)揮更大的作用。

串口將計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備聯(lián)系在一起，在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中有良好的應(yīng)用，通過串口通信獲取外部設(shè)備數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單方便，效率高。GPRS通信方式屬于實(shí)時(shí)在線，采用異步I/O方式。遠(yuǎn)程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)油田設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間的連接，采集井場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，將油田信息完全地反映在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中。如果有特殊需求，也可將該系統(tǒng)與Internet連接，實(shí)現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，可實(shí)現(xiàn)與無線網(wǎng)絡(luò)同樣的功能。

2 在酸性氣田的應(yīng)用

在硬件設(shè)計(jì)部分進(jìn)行串口通信設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器的連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有效采集和實(shí)時(shí)傳輸，在優(yōu)選硬件的基礎(chǔ)上編寫遠(yuǎn)程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件部分；同時(shí)，針對(duì)酸性氣田的特殊要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，軟硬件結(jié)合實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程安全檢測(cè)。

酸性氣體運(yùn)輸管道需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在完善管道設(shè)備的基礎(chǔ)上，及時(shí)監(jiān)測(cè)管道是否泄漏，降低泄漏事故發(fā)生率，是基于GPRS遠(yuǎn)程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要任務(wù)和設(shè)計(jì)初衷。對(duì)于一條油氣管道而言，有的地方發(fā)生氣體泄漏的幾率高，有的地方發(fā)生泄漏的幾率低，所以結(jié)合管道實(shí)際情況優(yōu)選監(jiān)測(cè)點(diǎn)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一大重點(diǎn)。目前管道監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展，優(yōu)選合適的管道監(jiān)測(cè)技術(shù)同樣重要。此系統(tǒng)組網(wǎng)方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)容易，覆蓋范圍廣，系統(tǒng)自動(dòng)化程度高。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后，經(jīng)系統(tǒng)調(diào)試和綜合測(cè)試，效果較好，符合酸性油田的生產(chǎn)監(jiān)測(cè)要求，有利于降低事故發(fā)生率，減少事故損失；同時(shí)，進(jìn)行油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，效果良好，可在相似的區(qū)塊進(jìn)行大范圍的推廣應(yīng)用。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)酸性氣田氣體的特殊性，在分析GPRS體系結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合TCP/IP協(xié)議和PPP協(xié)議，采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)適用于酸性氣田的基于GPRS遠(yuǎn)程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)酸性氣田生產(chǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和統(tǒng)一管理，符合酸性氣田生產(chǎn)的基本要求，提高酸性氣田生產(chǎn)效率和安全性。

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.047