油田管道中進(jìn)行實時監(jiān)控的解決方案
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在石油的開采、儲運等生產(chǎn)過程中，尤其是成品油儲運過程的動態(tài)監(jiān)測是生產(chǎn)管理的重要工作內(nèi)容，也是保證油田正常、安全、經(jīng)濟(jì)運行的重要手段，在西方發(fā)達(dá)國家自動化數(shù)據(jù)采集與控制（SCADA）已經(jīng)成為生產(chǎn)的配套設(shè)施。
隨著人類科技水平的提高，以及高科技技術(shù)的運用。使得對輸油管道的實時動態(tài)監(jiān)控成為可能。動態(tài)監(jiān)測的主要內(nèi)容包括管道及油井的泄漏監(jiān)測、壓力超高保護(hù)、溫度異常、含水超標(biāo)等。油田被稱為“沒有圍墻的工廠”，油井、集輸站、聯(lián)合站星羅棋布，偏遠(yuǎn)分散，而石油的整個生產(chǎn)流程又通過管道連接起來，成為一個壓力系統(tǒng)，可謂牽一發(fā)而動全身，特別是管道及油井的泄漏事故時有發(fā)生，給油田單位造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。因此，實現(xiàn)油田生產(chǎn)系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測，對于及時發(fā)現(xiàn)泄漏等故障、優(yōu)化生產(chǎn)運行參數(shù)、減少盜油犯罪案件的發(fā)生、提高油田的現(xiàn)代化管理水平等具有重要的意義。
GPRS網(wǎng)絡(luò)簡介
GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)(GeneralPacketRadioService)的英文簡稱，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的，是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS采用與GSM同樣的無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu)、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的TDMA幀結(jié)構(gòu)。這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當(dāng)前的電路交換的話音業(yè)務(wù)信道極其相似，因此現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)(BSS)從一開始就可提供全面的GPRS覆蓋。GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。相對原來GSM的撥號方式的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式，GPRS是分組交換技術(shù)，具有“系統(tǒng)實時在線”、“按流量計費”、“方便快捷登錄”、“數(shù)據(jù)高速傳輸”、“自如切換”的優(yōu)點。
系統(tǒng)組成
GPRS無線網(wǎng)絡(luò)油田管道監(jiān)控系統(tǒng)是國內(nèi)先進(jìn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，利用計算機(jī)技術(shù)、移動通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及測試技術(shù)建立的軟硬件相結(jié)合平臺。該系統(tǒng)運用數(shù)字移動通信技術(shù)，改變了原有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)下的模擬信號傳輸結(jié)構(gòu)并導(dǎo)入移動通信技術(shù)，在主機(jī)與分機(jī)之間實現(xiàn)無線通訊。具備對油田管道數(shù)據(jù)實施動態(tài)檢測，泄漏監(jiān)測、壓力超高保護(hù)、溫度異常、含水超標(biāo)報警、遠(yuǎn)程信息傳輸?shù)裙δ埽瑫r開展對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析等擴(kuò)充功能的開發(fā)與研究。為科學(xué)管理設(shè)施提供了依據(jù)，提高了設(shè)備的科學(xué)利用率，實現(xiàn)了節(jié)能降耗指標(biāo)。
針對管道及油井的泄漏監(jiān)測、壓力超高保護(hù)、溫度異常、含水超標(biāo)等動態(tài)監(jiān)控。以及油井、集輸站、聯(lián)合站星羅棋布，偏遠(yuǎn)分散，而石油的整個生產(chǎn)流程又通過管道連接起來，成為一個壓力系統(tǒng)，可謂牽一發(fā)而動全身的特點，我們設(shè)計了用GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的方式實現(xiàn)對油田管道現(xiàn)場參數(shù)的數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程傳輸方案，真正實現(xiàn)了油田數(shù)據(jù)的多點、遠(yuǎn)程、實時、同步的現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸，方便、快捷、經(jīng)濟(jì)、可靠、安全的進(jìn)行油田管道的分布式集中測控。
（一） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
（二）系統(tǒng)說明
整個遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)如上圖所示由三部分組成：現(xiàn)場采集控制部分、GPRS 數(shù)據(jù)傳輸部分、監(jiān)控室數(shù)據(jù)中心。通過控制模塊完成與 GPRS DTU 的數(shù)據(jù)交互。PLC（采集設(shè)備） 定時將數(shù)據(jù)發(fā)送給 GPRS DTU，同時 PLC 實時接收 GPRS DTU 發(fā)來的數(shù)據(jù)完成相應(yīng)控制功能。GPRS DTU 在收到 PLC 發(fā)來的數(shù)據(jù)會立即轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)中心。
(1) 每個站點里PLC 將各信息參數(shù)實時采集后通過 RS-485 串口通信模塊將數(shù)據(jù)送往 GPRS DTU 通信模塊；同時，還可通過該通信模塊接收監(jiān)控中心的指令。
(2) GPRS 數(shù)據(jù)傳輸部分在對 GPRS DTU 通信模塊進(jìn)行配置時預(yù)先輸入數(shù)據(jù)中心的固定 IP 地址GPRS DTU 通信模塊收到 PLC 發(fā)來的數(shù)據(jù)后，把這些數(shù)據(jù)送到前面設(shè)置的 IP 地址網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，通過端口映射轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器。GPRS DTU 發(fā)送數(shù)據(jù)的過程為：數(shù)據(jù)送到中國移動GPRS 網(wǎng)絡(luò)中，然后再經(jīng)過 Internet，最后在數(shù)據(jù)中心通過 ADSL 進(jìn)行接收。
(3) 監(jiān)控室數(shù)據(jù)中心由 ADSL MODEM、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、防火墻、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、工作站。數(shù)據(jù)中心服務(wù)器通過 ADSL Modem 接收來自每個站點的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、歷史趨勢分析、報表打印等。
（三）系統(tǒng)主要功能
• 遠(yuǎn)程自動監(jiān)測功能：能根據(jù)用戶的要求，對油田站點的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、統(tǒng)計、分析、并自動生成各種報表和圖表，建立和存儲每個油田站點的歷史檔案；
• 故障告警和提示功能：能監(jiān)測現(xiàn)場情況，并上報管理中心，通知管理人員前去處理；
• 遙測功能：能在數(shù)據(jù)管理中心對轄區(qū)內(nèi)各油田站點的泄漏監(jiān)測、壓力超高保護(hù)、溫度異常、含水超標(biāo)、防盜等進(jìn)行測量；
• 遙控功能：通過I/O控制，能對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行操作控制，例如啟動機(jī)泵、卸壓處理及安全保護(hù)裝置，報警、切斷電源等；
KB3000型RS485/422轉(zhuǎn)GPRS無線數(shù)傳 DTU 產(chǎn)品特點
KB3000型RS485轉(zhuǎn)GPRS轉(zhuǎn)換器，無線數(shù)傳終端GPRS DTU為各種帶有RS-232、RS-485標(biāo)準(zhǔn)通信接口的傳感器、智能設(shè)備和工業(yè)控制設(shè)備提供透明數(shù)據(jù)傳輸通道。用戶不用知道復(fù)雜的GPRS通訊原理和TCP/IP協(xié)議，不用更改原有程序，就可以讓工業(yè)用的RS232/485串口設(shè)備的串口通信立即轉(zhuǎn)換為GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)通信。變傳統(tǒng)串口通訊為GPRS無線網(wǎng)絡(luò)通訊。KB3000內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧透明傳輸數(shù)據(jù)，它不對設(shè)備上傳和下發(fā)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解釋與處理，僅對用戶數(shù)據(jù)包實施TCP/UDP數(shù)據(jù)封包與拆包處理，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸?shù)墓δ堋V泛用于長距離無線通信或遠(yuǎn)程控制。
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