油气田生产智能测控系统.pdf

李凤民等 油气田生产智能测控 系统 指令传输到指定被控设备 。 第三层为应用管理层 ，主要功能是 以 G I S 为主 要呈现手段，将各类生产数据 、生产图像 、异常报警 信息直观地展示给用户；利用各子系统提供的专业功 能模块实现各种生产数据和图像的浏览与存储 、异常 报警的处理等各种基于生产管理的操作 ，完成对各井 区、站区等设备生产过程的综合管理；运用开放的O P C 接 口技术实现数据共享 ，采用各种报表、图表等手段 完成生产数据的汇总，用于数据的分析 以辅助决策 、 指导生产。 本系统主要采用 以下几种技术 。 1 嵌入式 R TU R T U采用 F r e e s c a l e 公司的MP C 8 5 2 高性能工业控 制处理器作为系统主处理器 ，该处理器具有高性能 、 低功耗 、高可靠性的特点 ，并通过 S P I 接 口扩展使用 S D ／ T F卡用以储存数据。集成 R T L 8 3 0 6 实现了快速以太 网交换功能。具有 R S 一 4 8 5 接 口可以连接各种智能仪表 和扩展模块 ，并可通过扩展模块提供 A I 、D I 、A O、D O 接 口。 在 R T U内部植入嵌入式系统，通过编程可对输入 输出信号和时间的逻辑关系进行设置，完成对现场设 备 自动逻辑控制 、异常情况主动上报。 R T U的简要功能模块如图 1 所示。 图 1 R T U的简要功 能模块 R T U功能如下 1 R T U带有以太网接 口，可以接入视频编码器 等 以太 网设备 。 2采用分布式数据采集处理系统 ，对外提供标 准 Mo d B u s T C P通信协议。 3每个井场配备一 台R T U，具有 4个以太网接 口、2 个 R S 一 4 8 5 接 口、1 0 个 A I 接 口、8 个 D I 接口和 5 个 D O接口。 4每个井场可根据实际情况配备 1 ～3 个摄像机 ， 视频编码器等设备可以通过 R T U的以太网接 口转发。 5支持标准 Mo d b u s 通信协议的智能仪表，私有 通信协议的智能仪表也可以通过编程接入 R T U。 6 R T U在嵌入式系统的支持下，与扩展模块配 合完成部分 P L C的功能 ，如输入输出逻辑关系 、定时 输出、触发延时、异常情况主动上报 、远程配置运行 参数等 。‘ 7RT U通信具有心跳机制。通信中断情况下 ， R T U可以按照预先设置的控制逻辑 ，完成现场设备的 自动控制 ，并记录告警信息。 2 S C A D A 、 视频监控与GI S的有机融合 G I S和S C A D A、视频系统的融合实现最重要的一 点是在于数据的共享 ，就是要超越 G I S的数据格式和 S C AD A、图像数据所采用的数据格式不统一所带来的 屏障，应用可以在一个融合的平台中提取所需的信息。 G I S作为一个整合数据的展现平 台，将设备的地 理分布信息与 S C A D A系统信息、图像监控系统信息、 设备管理信息等数据相互关联，以多层次的图形化方 式展现井、场站、管线等生产过程信息。如井 、场站、 管线运行参数 ，通信状态 ，异常报警，图像等设备生 产过程信息。作为一个现代化 的信息系统 ，G I S的引 入大大地提高了油气 田的整体管理水平 。 3 开放的数据共享机制 O P C是以 O L E ／ C O M机制作为应用程序的通信标 准。O L E ／ C O M是一种客户、服务器模式 ，具有语言无 关性 、代码重用性 、易于集成性等优点。OP C规范了 接 口函数 ，不管现场设备以何种形式存在 ，客户都 以 统一的方式去访问 ，从而保证软件对客户的透 明性 。 O P C规范的采用，便于系统的组态化 ，大大简化了系 统的复杂性，缩短了软件开发周期 ，提高了软件运行 的可靠性和稳定性 ，便于系统 的升级与维护。 O P C规范在本系统的应用 ，可 以从其他 S C AD A 系统 中获取原始数据 ，同时也将本系统中的数据通 过 OP C接 口共享给第三方系统 ，从 而实现 了数据的 远程调用 ，使得应用程序的分布与系统硬件 的分布 无关；便于系统硬件部署 ，提高了系统的开放性和互 操 作 性 。 2 0 1 2年 第 5 期 石油科技论坛7 1 4 多线程测控处理机制 系统软件采用多线程的工作方式，实现了数据的 并行发送，依托 Mc Wi L L网络技术基于 I P架构的并发 数据通信方式 ，可同一时刻将多条控制指令同时下发 至现场测控设备 ，可针对单个或群组现场测控设备灵 活进行远程启停 ；由于批量启停的指令实现同时对多 点发布 ，无需点对点的轮询下发 ，加快了紧急情况的 处理速度 ，实现 了真正意义上 的实时远程批量启停 井 ，有效解决 了紧急状态下停井和大规模启停井的问 题， 提升了油气 田开发管理水平，降低了油气田安全事 故的发生几率 ，为应对突发事件和油气田开发后期的 灵活调度提供了手段 。 5 可靠的通信 网络支持 本系统主要采用 Mc Wi L L 宽带无线多媒体集群 系统 作为通信手段。该技术是我国自主创新的 3 G通 信技术 ，具有高带宽、广域覆盖、支持大量用户并发、 宽带数据与窄带语音融合 、抗干扰能力强 、支持同频 组网、数据安全可靠等特点。G P R S 、WL A N、Mc Wi L L 等通信技术经过本系统现场应用 ，比较而言 Mc Wi L L 技术相对其他通信技术在传输带宽、组网方式 、信息 安全、抗干扰能力 、 综合造价等方面具有明显优势，非 常适用于油气 田生产通信保障。 本系统 自2 0 0 9年以来已在长庆油田苏里格气田、 华北油田公司二连油田及 中油煤层气大宁区块成功应 用。系统软件取得了国家颁发的 计算机软件著作权 证书 ，R T U通过了工业和信息化部泰尔实验室权威 检测。实际应用证明本系统能非常好地满足油气 田生 产的数字化应用需求，且有较强的成本优势，整体技 术水平国内领先 ，符合国家提出的加大 “ 工业化和信 息化”融合的发展 目标及 中国石油天然气集团公司制 订的信息化发展规划 ，适合在油气田生产领域推广。 【 参考文献 】 【 1 ] Mi c h a e l N De Me r s ． 地理信 息 系统基 本原理 【 M] ． 北京 电子 工业 出版社， 2 0 0 1 ． [ 2 1 王振 明． S CA DA监控与数据 采集软件 系统的设计 与 开发 f M] ． 北京 机械工 业出版社， 2 0 0 9 ． [ 3 ] 桑楠． 嵌入式系统原理及应用开发技术 第2版【 M】 北京 高等教育出版社， 2 0 0 8 ． [ 4 ] 温斌等． Mc Wi L L宽带无线接入技术及应用[ M】 ． 北京 人 民邮电 出版社， 2 0 0 9 ． 收稿 日期 2 0 1 2 0 3 0 7 改回日期 2 0 1 2 1 0 0 8 o 上接 第 6 9页 复合带缠绕工艺 ，攻克了弯管聚 乙烯防腐 的工艺难 关 。根据弯管聚乙烯复合带防腐工艺 ，研制出弯管聚 乙烯复合带防腐作业线。该作业线解决 了弯管传动 、 复合带缠绕 、一次碾压和二次碾压等关键技术问题 ， 满足弯管聚乙烯复合带防腐工艺的要求，实现了弯管 聚乙烯防腐的机械化流水作业 ，使弯管防腐层具有与 直管 3 L P E防腐层相同的质量 ，在弯管防腐技术方面取 得了突破性进展 ，填补了国内空 白，全面提高了管道 防腐技术的水平。在保护环境、提高经济效益和社会 7 2 石 油科技论坛 2 0 1 2年第 5期 效益方面有着重要的现实意义 ，为油气管道的建设提 供 了可靠保障。 【 参考文献 】 ⋯张其滨， 刘金霞， 赫连建峰， 等． 管道3 L P E防腐层技术的 研究与应用进展卟 石油工程建设， 2 0 1 0 ， 3 6 3 ． 收稿 日期2 0 1 2 0 3 - 0 7 改回日期2 0 1 2 1 0 0 9 o