油田計量間無人值守系統(tǒng)

王利民 大慶油田采油八廠

油田計量間無人值守系統(tǒng)

王利民 大慶油田采油八廠

隨著通信技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，目前在經(jīng)濟上、技術(shù)上完全有條件對計量間進行遠距離數(shù)據(jù)采集并監(jiān)控，不僅能提高效率，同時比人工方式準確、及時和全面，其中偏遠地區(qū)的計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)為二級主從結(jié)構(gòu)，層級明確。中心站終端主機采用組態(tài)王人機界面生成工具，設(shè)有工藝流程、數(shù)據(jù)查詢、參數(shù)設(shè)定、報警設(shè)置等模塊。該系統(tǒng)于2011年在油田投入使用，運行穩(wěn)定，可靠有效。

計量間；無人值守；無線網(wǎng)橋；模塊

大慶油田采油八廠地處偏遠，井站分布點多面廣，管理人員少，隨著產(chǎn)能規(guī)模的逐年擴大，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。尤其是閥組計量間大都與站隊距離遙遠，原采用人工值守方式，不僅不經(jīng)濟，工作乏味，人性化程度低，而且生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄是否準確、及時、全面都無法考核，管理水平低。隨著通信技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，目前在經(jīng)濟上、技術(shù)上完全有條件對計量間進行遠距離數(shù)據(jù)采集并監(jiān)控，其不僅能提高效率，同時還比人工方式準確及時和全面，其中偏遠地區(qū)的計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)為二級主從結(jié)構(gòu)，層級明確。

中心站與計量間采用無線網(wǎng)橋通信，5.8 G工業(yè)頻段，免許可證，沒有運行費用，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，對計量間內(nèi)的4～20 mA標準模擬信號、及數(shù)字開關(guān)型信號采集，并通過無線網(wǎng)橋?qū)?shù)據(jù)實時上傳到系統(tǒng)終端主機，通過中間繼電器，中心站終端也可對計量間閥門等執(zhí)行單元進行控制。計量間配備網(wǎng)絡(luò)攝像機，將監(jiān)視畫面上傳到中心站終端主機，管理者足不出戶即可實現(xiàn)計量間的運行管理。

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標準機箱，包括底板、電源卡、CPU控制卡和7個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)字信號通道和RS485地址設(shè)定開關(guān)。CPU采集卡設(shè)計有RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，通過網(wǎng)線及交換機與無線網(wǎng)橋相連，與上位中控計算機采用TCP/IP協(xié)議。

2.2 RADWIN無線網(wǎng)橋

由于地理位置偏遠、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)橋為代表的寬帶無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、GPRS等具有極大優(yōu)勢，如：節(jié)省專線安裝費用，免除月租費，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是目前性價比比較優(yōu)秀的無線網(wǎng)橋，RADWIN2000支持高達300 Mbps吞吐量、最遠120 km的點到點寬帶通信，RADWIN5000支持高達200 Mbps吞吐量、最遠40 km的點到多點寬帶通信。根據(jù)本項目的應(yīng)用經(jīng)驗，選擇與調(diào)試無線網(wǎng)橋必須注意以下幾點：①單獨攝像頭的容量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、天氣等都會對傳輸距離有一定影響；③頻率干擾，RADWIN特有的頻率同步機制，可自動掃描現(xiàn)場附近同品牌設(shè)備的使用頻率，然后自動調(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

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

終端主畫面默認為工藝流程畫面，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、瞬時流量、累積流量等。點擊按鈕可選擇某計量間子畫面。

數(shù)據(jù)查詢按鈕可查看歷史數(shù)據(jù)并形成報表。

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

3 結(jié)語

該系統(tǒng)于2011年在油田投入使用，運行穩(wěn)定，可靠有效。達到了無人值守的目的，提高了數(shù)據(jù)的準確性和及時性，同時也降低了管理成本，提高了勞動效率，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