李亞楠

摘要：在單井自動(dòng)化系統(tǒng)中，產(chǎn)品的調(diào)試、配置工作量較大，目前在油田現(xiàn)場(chǎng)，施工人員只能通過(guò)遠(yuǎn)程桌面或TeamViewer之類的遠(yuǎn)程控制軟件來(lái)連接服務(wù)器，之后通過(guò)RTU驅(qū)動(dòng)軟件來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的調(diào)試和配置。這種工作方式的缺點(diǎn)是，在同一時(shí)間只能有一個(gè)用戶操作服務(wù)器上的RTU驅(qū)動(dòng)軟件，降低了施工效率。因此，開發(fā)了可多臺(tái)電腦同時(shí)進(jìn)行RTU遠(yuǎn)程調(diào)試、配置的軟件系統(tǒng)---RTU客戶端調(diào)試系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)尉詣?dòng)化RTU多點(diǎn)同時(shí)

1引言

在系統(tǒng)施工過(guò)程中，產(chǎn)品的調(diào)試、配置都是通過(guò)服務(wù)器上的RTU驅(qū)動(dòng)軟件來(lái)進(jìn)行的。RTU客戶端調(diào)試系統(tǒng)基于系統(tǒng)桌面軟件開發(fā)，支持TCP、UDP連接方式，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議自動(dòng)連接服務(wù)器，不需要本機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)支持，且在不同的電腦上可同時(shí)運(yùn)行，能同時(shí)對(duì)不同的RTU進(jìn)行調(diào)試和配置，提高了單井自動(dòng)化系統(tǒng)的施工效率。

2系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

客戶端系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境為Microsoft Visual Studio 2010，開發(fā)語(yǔ)言為C#，為了使軟件界面整體風(fēng)格簡(jiǎn)潔、美觀，使用了部分界面控件包。

3軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.1通訊模塊

通訊模塊負(fù)責(zé)完成RTU客戶端系統(tǒng)與服務(wù)器上RTU驅(qū)動(dòng)軟件之間的數(shù)據(jù)通訊，包括模擬注冊(cè)、連接、接收數(shù)據(jù)、發(fā)送數(shù)據(jù)。每個(gè)客戶端系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)將首先生成一個(gè)在60000-65535之間的ID（此ID由本機(jī)IP地址參與計(jì)算后得出，因此具有唯一性）。服務(wù)器RTU驅(qū)動(dòng)軟件會(huì)把ID在60000以上的注冊(cè)設(shè)備自動(dòng)識(shí)別為客戶端，將客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給對(duì)應(yīng)的RTU設(shè)備，并將RTU設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的客戶端。為了簡(jiǎn)化通訊流程，RTU驅(qū)動(dòng)軟件將不轉(zhuǎn)發(fā)功圖、電流圖測(cè)試數(shù)據(jù)，當(dāng)完成功圖、電流圖測(cè)試后，RTU驅(qū)動(dòng)軟件只通知客戶端系統(tǒng)功圖、電流圖測(cè)試完成，由客戶端自己去數(shù)據(jù)庫(kù)中查找相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

通訊模塊中定義了通訊接口，并完成了TCP/UDP兩種通訊協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，在系統(tǒng)設(shè)置中完成對(duì)通訊協(xié)議的配置后，客戶端系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用相對(duì)應(yīng)的協(xié)議實(shí)現(xiàn)來(lái)完成數(shù)據(jù)通訊。

3.2數(shù)據(jù)處理模塊

在客戶端系統(tǒng)中，將數(shù)據(jù)分為5大類：

1）功圖數(shù)據(jù)模塊，完成功圖、電流圖數(shù)據(jù)的解析；

2）電參數(shù)據(jù)模塊，完成電參數(shù)據(jù)的解析；

3）油井組織結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模塊，完成油井井號(hào)、歸屬關(guān)系的解析，最終形成樹形結(jié)構(gòu)；

4）RTU配置數(shù)據(jù)模塊，包含了RTU的信道、ID、IP地址、RTU巡檢參數(shù)、RTU程序版本、RTU下所屬油井樹形結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)；

5）系統(tǒng)日志數(shù)據(jù)模塊，將用戶對(duì)RTU的所有操作記錄及RTU的數(shù)據(jù)反饋格式化為固定的格式，并自動(dòng)將數(shù)據(jù)保存到日志文件中。

3.3系統(tǒng)設(shè)置模塊

系統(tǒng)設(shè)置模塊負(fù)責(zé)讀取和保存客戶端系統(tǒng)的各項(xiàng)功能配置?？蛻舳讼到y(tǒng)運(yùn)行時(shí)，將首先調(diào)用系統(tǒng)設(shè)置模塊，根據(jù)用戶設(shè)置來(lái)調(diào)用相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)模塊，并對(duì)各項(xiàng)用戶設(shè)置進(jìn)行初始化。

3.4數(shù)據(jù)庫(kù)操作模塊

數(shù)據(jù)庫(kù)操作模塊負(fù)責(zé)完成以下工作：

1）數(shù)據(jù)庫(kù)連接測(cè)試；

2）數(shù)據(jù)庫(kù)端口是否開放測(cè)試；

3）建立并斷開數(shù)據(jù)庫(kù)連接；

4）根據(jù)指定條件讀取油井列表及油井組織關(guān)系；

5）讀取功圖、電流圖數(shù)據(jù)；

6）讀取并設(shè)置用戶權(quán)限信息。

3.5用戶權(quán)限信息模塊

在客戶端系統(tǒng)中，將用戶劃分為三類，超級(jí)用戶，管理區(qū)用戶，普通瀏覽用戶。超級(jí)用戶可以查看所有油井?dāng)?shù)據(jù)，查看、設(shè)置RTU運(yùn)行參數(shù)；管理區(qū)用戶則只能看到自己區(qū)塊內(nèi)的油井及RTU，并進(jìn)行相關(guān)操作；普通瀏覽用戶則只能查看所屬區(qū)塊內(nèi)的油井及RTU相關(guān)數(shù)據(jù)，不能對(duì)RTU進(jìn)行設(shè)置。

用戶權(quán)限信息模塊負(fù)責(zé)檢查用戶登錄賬號(hào)的權(quán)限，并判斷用戶的操作是否符合其權(quán)限。

4系統(tǒng)交互數(shù)據(jù)定義

由于客戶端系統(tǒng)不能直接連接RTU，所有數(shù)據(jù)均需要經(jīng)過(guò)服務(wù)器RTU驅(qū)動(dòng)軟件轉(zhuǎn)發(fā)，因此必須定義客戶端系統(tǒng)與RTU驅(qū)動(dòng)軟件之間的交互數(shù)據(jù)格式，具體格式為：

目標(biāo)RTU ID+目標(biāo)油井ID+測(cè)試類型+數(shù)據(jù)+本機(jī)IP地址

其中測(cè)試類型定義為枚舉型變量，包含了查看RTU時(shí)鐘、校正RTU時(shí)鐘、查看RTU巡檢參數(shù)、設(shè)置RTU巡檢參數(shù)、查看RTU信道、設(shè)置RTU信道、查看固化程序版本、測(cè)試電參、測(cè)試功圖、測(cè)試電流圖等類型。

同時(shí)在RTU驅(qū)動(dòng)軟件上增加客戶端系統(tǒng)數(shù)據(jù)解析模塊和消息處理鏈表，鏈表中的節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)類的實(shí)例，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)類定義如下：

在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)類中包含了目標(biāo)油井ID，目標(biāo)RTU ID，測(cè)試類型，數(shù)據(jù)和客戶端IP地址。

RTU驅(qū)動(dòng)軟件接收到客戶端系統(tǒng)的測(cè)試要求后，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到指定的RTU，同時(shí)在消息處理鏈表中增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)。之后，RTU驅(qū)動(dòng)軟件接收到數(shù)據(jù)后需與消息處理鏈表中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行比較，如發(fā)現(xiàn)有符合項(xiàng)，則將數(shù)據(jù)或測(cè)試結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端系統(tǒng)，同時(shí)將該消息節(jié)點(diǎn)從消息處理鏈表中刪除。

5系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

客戶端系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)：

1）系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，方便擴(kuò)展。例如，如需增加其他類型協(xié)議的解析，只需提取協(xié)議模塊接口，編寫新協(xié)議實(shí)現(xiàn)代碼即可，不需要對(duì)其他部分代碼做修改；

2）整個(gè)系統(tǒng)免安裝，直接拷貝到用戶電腦上即可使用；

3）系統(tǒng)運(yùn)行日志自動(dòng)上傳到服務(wù)器上，方便公司研發(fā)人員查找產(chǎn)品問(wèn)題；

4）系統(tǒng)可同時(shí)在多臺(tái)電腦上運(yùn)行，方便多人同時(shí)執(zhí)行單井自動(dòng)化產(chǎn)品的調(diào)試和配置，提高了產(chǎn)品施工的效率。

6結(jié)束語(yǔ)

客戶端系統(tǒng)的開發(fā)，給油田信息化部門同志的產(chǎn)品安裝和調(diào)試帶來(lái)了很大便利，后續(xù)將著手開發(fā)基于安卓平臺(tái)和IOS平臺(tái)的客戶端系統(tǒng)，使產(chǎn)品安裝和調(diào)試工作脫離電腦的束縛。

參考文獻(xiàn)

[1]殷建平，徐云，王剛·《算法導(dǎo)論》·機(jī)械工業(yè)出版社，2012

（作者單位：貴州航天凱山石油儀器有限公司）