完衛(wèi)平

摘 要：抽油機(jī)位置及狀態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)以AVR單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制核心，通過GPS衛(wèi)星定位模塊對油田的每個(gè)抽油機(jī)進(jìn)行精確定位，利用水銀開關(guān)觸發(fā)單片機(jī)中斷，進(jìn)行抽油機(jī)固定時(shí)間上下往返次數(shù)記錄，當(dāng)抽油機(jī)停機(jī)時(shí)，記錄的上下往返次數(shù)不符實(shí)際要求，返回故障信息。

關(guān)鍵詞：抽油機(jī)位置;狀態(tài);智能監(jiān)測系統(tǒng)

0、引言

隨著油田的擴(kuò)建，很多抽油機(jī)由于采油年限過長和設(shè)備破損老化的原因出現(xiàn)停機(jī)，加之油田地理位置一般處于偏僻野外，迄今沒有一個(gè)精確合理的管理辦法來對抽油機(jī)狀態(tài)進(jìn)行智能監(jiān)測，統(tǒng)一管理，因此抽油機(jī)停機(jī)引發(fā)的一系列問題也是層出不窮。

1、架構(gòu)模式

B/S即為瀏覽器/服務(wù)器。使用該架構(gòu)模式進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，用戶通過Web進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)布更加方便，用戶在使用的時(shí)候，只需要在客戶端安裝瀏覽器，通過瀏覽器來對監(jiān)控網(wǎng)站地址進(jìn)行訪問，就能夠?qū)崿F(xiàn)對被監(jiān)控對象的運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行查看，使用該模式進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)提升了用戶使用的便捷性，同時(shí)后期維護(hù)更加方便，不需要對客戶端程序進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)。

C/S即為客戶/服務(wù)器。在很多網(wǎng)絡(luò)通信中，該模式的使用比較廣泛，一般使用該結(jié)構(gòu)來進(jìn)行集散控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使用該架構(gòu)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠通過很多個(gè)客戶端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，將其中一個(gè)服務(wù)器作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，用戶將相應(yīng)的數(shù)據(jù)寫入到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。當(dāng)使用該模式進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，相關(guān)操作人員需要對客戶端數(shù)據(jù)采集程序、數(shù)據(jù)發(fā)布程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)還需要對服務(wù)器的數(shù)據(jù)接收程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，使用該架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男瘦^高，同時(shí)其能夠傳輸大量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸具有較高的可靠性、安全性。

依據(jù)上述分析，本文采用客戶機(jī)/服務(wù)器（c/s）模式來進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，通過系統(tǒng)中的4G物聯(lián)卡鏈接網(wǎng)絡(luò)來對抽油機(jī)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行采集，然后將這些參數(shù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控主機(jī)中，一般需要采集的參數(shù)包含了抽油機(jī)運(yùn)行的電流、有功和無功功率、電壓、功率因數(shù)，當(dāng)監(jiān)控主機(jī)接收到數(shù)據(jù)以后，通過DDN專線、ADSL，ISDN與企業(yè)的內(nèi)網(wǎng)連接，同時(shí)需要建立中央數(shù)據(jù)庫，將其放置在控制中心服務(wù)器中，該數(shù)據(jù)庫主要進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，同時(shí)將這些參數(shù)生成相應(yīng)的報(bào)表，依據(jù)處理得到的數(shù)據(jù)來對抽油機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行檢測，查看抽油機(jī)是否處于正常工作狀態(tài)，是否出現(xiàn)故障等。若抽油機(jī)產(chǎn)生故障，需要對該故障進(jìn)行查看，產(chǎn)生竊電、掉電情況時(shí)，控制中心控制報(bào)警系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，提醒相關(guān)工作人員。

2、數(shù)據(jù)采集軟件測試

當(dāng)管理員登錄到系統(tǒng)中以后，能夠?qū)τ途?、系統(tǒng)普通用戶進(jìn)行管理，同時(shí)能夠?qū)υO(shè)備的運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，將數(shù)據(jù)做成報(bào)表打印出來。當(dāng)系統(tǒng)中的4G物聯(lián)卡鏈接網(wǎng)絡(luò)開啟時(shí)，等待需要進(jìn)行檢測的油井連接，油井連接到系統(tǒng)后，可以選擇自動(dòng)、手動(dòng)的方式進(jìn)行油井的巡查。使用手動(dòng)方式進(jìn)行油井檢查時(shí)，首先需要對進(jìn)行檢測的油井進(jìn)行確定，然后設(shè)置數(shù)據(jù)采集時(shí)間，開始進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，將采集到的相關(guān)參數(shù)顯示在用戶界面上，一般需要對抽油機(jī)運(yùn)行的功率、電流、電壓等參數(shù)進(jìn)行采集。

當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生故障時(shí)，控制系統(tǒng)將會(huì)控制報(bào)警模塊產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，在用戶顯示界面上彈出相應(yīng)的警告提示，提醒相關(guān)的用戶對該故障進(jìn)行處理。當(dāng)用戶將系統(tǒng)故障處理完成以后，只需要在該警告信息下點(diǎn)擊“己派人處理”，此時(shí)界面運(yùn)行恢復(fù)到原來的狀態(tài)。在將故障排除以后，可以將故障數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫中，使后續(xù)設(shè)備的維護(hù)更加方便。

3、儲(chǔ)存數(shù)據(jù)

DSC模塊主要是通過Citade數(shù)據(jù)庫對采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，該數(shù)據(jù)庫中，能夠?qū)^程信息進(jìn)行儲(chǔ)存記錄，因此用戶在進(jìn)行設(shè)備維護(hù)時(shí)，可以通過該數(shù)據(jù)庫對設(shè)備產(chǎn)生故障的信息、解決故障的信息進(jìn)行查詢，同時(shí)對相關(guān)的報(bào)警事件、事件內(nèi)容等進(jìn)行查詢。同時(shí)用戶還能夠使用該模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的管理，通過數(shù)據(jù)庫試下數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、刪除、整理等，在該數(shù)據(jù)庫中，還包含了很多其他類型的數(shù)據(jù)信息，將儲(chǔ)存設(shè)置為共享變量時(shí)，LabVIEW軟件就能將該變量共享到Citade數(shù)據(jù)庫中。

同時(shí)用戶也能夠?qū)⑹录O(shè)置為共享變量，若用戶設(shè)置成功以后，該軟件也能夠?qū)⒃撌录南嚓P(guān)信息儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報(bào)警值、報(bào)警狀態(tài)產(chǎn)生變化時(shí)，該變化量也能夠儲(chǔ)存到該數(shù)據(jù)庫中。

Citade數(shù)據(jù)庫主要對變化量進(jìn)行儲(chǔ)存，也就是在該時(shí)間段中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并不會(huì)儲(chǔ)存到該數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)該數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的時(shí)候，才能夠儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)中。即DSC模塊主要是依據(jù)事件為導(dǎo)向進(jìn)行數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存，與時(shí)間無關(guān)。使用該方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存，能夠保證當(dāng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化量不大時(shí)，減少數(shù)據(jù)庫儲(chǔ)存空間的使用，同時(shí)能夠?qū)?shù)據(jù)產(chǎn)生變化的時(shí)間進(jìn)行儲(chǔ)存，因此用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)查找時(shí)，可以依據(jù)時(shí)間來進(jìn)行，該數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)變化的靈敏度主要受到死區(qū)設(shè)置的影響。

Citade也可以看做為網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，當(dāng)其作為網(wǎng)絡(luò)時(shí)，該數(shù)據(jù)庫能夠面向多用戶，所以用戶在訪問該數(shù)據(jù)庫的時(shí)候，可以通過不同的程序登錄到相同Citade目錄中，使用DSC模塊選擇確定的記錄目錄來進(jìn)行項(xiàng)目庫數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存。同時(shí)用戶通過MAX功能，能夠?qū)こ痰南嚓P(guān)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查看，操作流程為：開始菜單（選擇工具）一DSC模塊一一查看歷史數(shù)據(jù)。

DSC模塊能夠?qū)崿F(xiàn)將工程的所有歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行組合成為數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析，將相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)組合成為數(shù)據(jù)集，對共享變量值進(jìn)行記錄，當(dāng)共享變量值進(jìn)行記錄時(shí)，其記錄的總時(shí)間相等，因此用戶能夠通過該數(shù)據(jù)集來進(jìn)行共享變量值的反復(fù)讀取。

進(jìn)行測試時(shí)，開始測試、結(jié)束測試的時(shí)間都是通過歷史數(shù)據(jù)觀測器來進(jìn)行記錄，在整個(gè)過程中，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)即為一次運(yùn)行，使用相應(yīng)的ID進(jìn)行描述，用戶可以使用數(shù)據(jù)的ID進(jìn)行數(shù)據(jù)的搜索，通過列表中的數(shù)據(jù)集運(yùn)行VI，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行列表的搜索，同時(shí)依據(jù)ID讀取的VI進(jìn)行數(shù)據(jù)的搜索，使用該方式進(jìn)行數(shù)據(jù)搜索時(shí)，用戶不需要對測試時(shí)間進(jìn)行記憶，也不需要對測試次數(shù)進(jìn)行查看就能夠?qū)崿F(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的搜索，使搜索更加方便。

一般依據(jù)數(shù)據(jù)集ID來對數(shù)據(jù)集進(jìn)行定義，定義成功以后，DSC模塊將其儲(chǔ)存到共享變量中，但是需要對數(shù)據(jù)集的啟停狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置。通常條件下，數(shù)據(jù)集ID產(chǎn)生變化時(shí)，設(shè)置為啟動(dòng)。將其寫入到變量中以后，設(shè)置為停止。

打開LabVIEW軟件，使用變量引擎進(jìn)行變量的管理，從而提升變量管理的可靠性、高效性，在進(jìn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、顯示、報(bào)警值設(shè)置時(shí)更加方便，因此本次設(shè)計(jì)中，將采集到的數(shù)據(jù)通過對應(yīng)原則將其賦給變量，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理，使用該方法能夠有效利用共享變量，當(dāng)監(jiān)控參量、共享變量相對應(yīng)時(shí)，開始進(jìn)行監(jiān)控，因此不需要對整個(gè)過程進(jìn)行詳細(xì)編程即可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能，提升監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。Citade處于DSC模塊外部，該數(shù)據(jù)庫和LabVIEW軟件的連接具有一定開放性，因此使用共享變量的方式將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫中能夠提升系統(tǒng)運(yùn)行的高效、可靠性。

4、結(jié)語

抽油機(jī)位置及狀態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)采用低功耗電路設(shè)計(jì)，保證電路長期可靠穩(wěn)定的工作。而且能夠?qū)τ吞锕收铣橛蜋C(jī)進(jìn)行精確定位，保證油田管理人員對停機(jī)油井進(jìn)行及時(shí)故障診斷，減少不必要的損失。

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