王利民 大慶油田采油八廠

油田計(jì)量間無人值守系統(tǒng)

王利民 大慶油田采油八廠

隨著通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，目前在經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上完全有條件對計(jì)量間進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)采集并監(jiān)控，不僅能提高效率，同時(shí)比人工方式準(zhǔn)確、及時(shí)和全面，其中偏遠(yuǎn)地區(qū)的計(jì)量間無人值守是油田建設(shè)的重要考量。無人值守系統(tǒng)架構(gòu)為二級(jí)主從結(jié)構(gòu)，層級(jí)明確。中心站終端主機(jī)采用組態(tài)王人機(jī)界面生成工具，設(shè)有工藝流程、數(shù)據(jù)查詢、參數(shù)設(shè)定、報(bào)警設(shè)置等模塊。該系統(tǒng)于2011年在油田投入使用，運(yùn)行穩(wěn)定，可靠有效。

計(jì)量間；無人值守；無線網(wǎng)橋；模塊

大慶油田采油八廠地處偏遠(yuǎn)，井站分布點(diǎn)多面廣，管理人員少，隨著產(chǎn)能規(guī)模的逐年擴(kuò)大，按照現(xiàn)有的生產(chǎn)管理方式，油田“持續(xù)上產(chǎn)與人員不增”的矛盾日益突出。尤其是閥組計(jì)量間大都與站隊(duì)距離遙遠(yuǎn)，原采用人工值守方式，不僅不經(jīng)濟(jì)，工作乏味，人性化程度低，而且生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄是否準(zhǔn)確、及時(shí)、全面都無法考核，管理水平低。隨著通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，目前在經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上完全有條件對計(jì)量間進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)采集并監(jiān)控，其不僅能提高效率，同時(shí)還比人工方式準(zhǔn)確及時(shí)和全面，其中偏遠(yuǎn)地區(qū)的計(jì)量間無人值守是油田建設(shè)的重要考量。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能

無人值守系統(tǒng)架構(gòu)為二級(jí)主從結(jié)構(gòu)，層級(jí)明確。

中心站與計(jì)量間采用無線網(wǎng)橋通信，5.8 G工業(yè)頻段，免許可證，沒有運(yùn)行費(fèi)用，通信速率6 M，可以傳輸視頻圖像。

系統(tǒng)前端采用芯片為CPU的插卡式RTU，對計(jì)量間內(nèi)的4～20 mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)、及數(shù)字開關(guān)型信號(hào)采集，并通過無線網(wǎng)橋?qū)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到系統(tǒng)終端主機(jī)，通過中間繼電器，中心站終端也可對計(jì)量間閥門等執(zhí)行單元進(jìn)行控制。計(jì)量間配備網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，將監(jiān)視畫面上傳到中心站終端主機(jī)，管理者足不出戶即可實(shí)現(xiàn)計(jì)量間的運(yùn)行管理。

2 關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備

2.1 系統(tǒng)前端RTU

外形為插卡式4U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，包括底板、電源卡、CPU控制卡和7個(gè)AD采集卡。CPU控制卡和AD采集卡分別配置顯示及按鍵操作面板；底板包括電源總線、RS485總線、電源卡插座、CPU控制卡插座和多個(gè)AD采集卡插座，AD采集卡插座包括I/O端子并與電源卡插座和電源總線連接，CPU控制卡插座和AD采集卡插座分別與電源總線和RS485總線連接；AD采集卡包括4～20 mA模擬量輸入通道、開關(guān)型數(shù)字信號(hào)通道和RS485地址設(shè)定開關(guān)。CPU采集卡設(shè)計(jì)有RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，通過網(wǎng)線及交換機(jī)與無線網(wǎng)橋相連，與上位中控計(jì)算機(jī)采用TCP/IP協(xié)議。

2.2 RADWIN無線網(wǎng)橋

由于地理位置偏遠(yuǎn)、環(huán)境復(fù)雜等條件限制，采用光纜或銅纜等有線手段并不可行，以無線網(wǎng)橋?yàn)榇淼膶拵o線就成了理想的解決方案。無線網(wǎng)橋較油田早期應(yīng)用的數(shù)傳電臺(tái)、GPRS等具有極大優(yōu)勢，如：節(jié)省專線安裝費(fèi)用，免除月租費(fèi)，長距離、高帶寬的無線鏈路，極短的建設(shè)周期即可投入使用，而且運(yùn)行于6 GHz以下免申請無線執(zhí)照的頻段。系統(tǒng)中采用的RADWIN是目前性價(jià)比比較優(yōu)秀的無線網(wǎng)橋，RADWIN2000支持高達(dá)300 Mbps吞吐量、最遠(yuǎn)120 km的點(diǎn)到點(diǎn)寬帶通信，RADWIN5000支持高達(dá)200 Mbps吞吐量、最遠(yuǎn)40 km的點(diǎn)到多點(diǎn)寬帶通信。根據(jù)本項(xiàng)目的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，選擇與調(diào)試無線網(wǎng)橋必須注意以下幾點(diǎn)：①單獨(dú)攝像頭的容量2.5～4 Mbps，因此容納攝像頭的總?cè)萘坎荒艹^網(wǎng)橋的吞吐量，否則將產(chǎn)生圖像“卡”現(xiàn)象；②現(xiàn)場的房屋、樹木、天氣等都會(huì)對傳輸距離有一定影響；③頻率干擾，RADWIN特有的頻率同步機(jī)制，可自動(dòng)掃描現(xiàn)場附近同品牌設(shè)備的使用頻率，然后自動(dòng)調(diào)節(jié)到相同頻率，因此有效避免了頻率干擾問題。

2.3 系統(tǒng)終端主機(jī)

中心站終端主機(jī)采用組態(tài)王人機(jī)界面生成工具，設(shè)有工藝流程、數(shù)據(jù)查詢、參數(shù)設(shè)定、報(bào)警設(shè)置等模塊。

終端主畫面默認(rèn)為工藝流程畫面，包括：摻水干線溫度、壓力；注水干線壓力流量；回油干線溫度、壓力；各環(huán)路的溫度、壓力、瞬時(shí)流量、累積流量等。點(diǎn)擊按鈕可選擇某計(jì)量間子畫面。

數(shù)據(jù)查詢按鈕可查看歷史數(shù)據(jù)并形成報(bào)表。

報(bào)警設(shè)置可根據(jù)工藝情況設(shè)置報(bào)警限值，如壓力過低或超限、溫度過低或超限，可進(jìn)行發(fā)聲發(fā)光報(bào)警。

3 結(jié)語

該系統(tǒng)于2011年在油田投入使用，運(yùn)行穩(wěn)定，可靠有效。達(dá)到了無人值守的目的，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，同時(shí)也降低了管理成本，提高了勞動(dòng)效率，解決了油田“持續(xù)上產(chǎn)與人員不增”的矛盾。

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.045