基于井站生產(chǎn)單元的數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)開發(fā)

【摘要】文章介紹了一種基于GD320BH無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的組成原理，分析了系統(tǒng)上位機(jī)和下位機(jī)的軟硬件的組成、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

【關(guān)鍵詞】無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)；波特率；OPC服務(wù)；SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)

前言

天然氣氣井在沒(méi)有采用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞较?，生產(chǎn)單位采用人工巡井的方式記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù)。隨著氣田的發(fā)展，氣井的數(shù)目越來(lái)越多，勢(shì)必耗費(fèi)更多的生產(chǎn)成本，采用傳統(tǒng)人工巡井的方式已經(jīng)不能滿足該項(xiàng)工作的需要。

采用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，將單井井口數(shù)據(jù)通過(guò)微波電臺(tái)從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)傳回?cái)?shù)據(jù)處理中心服務(wù)器并存儲(chǔ)，以便及時(shí)對(duì)單井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行有效管理和分析。

1、單井無(wú)線數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

單井無(wú)線數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，是通過(guò)在井口安裝壓力變送器、溫度變送器、攝像頭等設(shè)備，將氣井油壓、套壓、井口溫度以及井口圖像信號(hào)經(jīng)無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)上傳到集氣站工控機(jī)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)和井場(chǎng)圖像的監(jiān)控。

集氣站工控機(jī)軟件系統(tǒng)按井口電臺(tái)地址依次輪詢采集各氣井?dāng)?shù)據(jù)，達(dá)到自動(dòng)巡井目的。

2、單井?dāng)?shù)傳系統(tǒng)組成、配置與通訊方式

單井部分油壓、套壓和溫度變送器以及井口攝像頭都是采用RS485協(xié)議通信，通過(guò)RS485兩線制總線直接連接到數(shù)據(jù)采集器RTU（RS232-RS485轉(zhuǎn)換器），轉(zhuǎn)換器通過(guò)RS232串口線將變送器采集的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)傳電臺(tái)（GD230BH），最終通過(guò)全向天線，將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到指定頻率的接收站。

2.1 RS485數(shù)傳儀表設(shè)置

系統(tǒng)傳感器部分全部采用RS485通訊模式，每臺(tái)RS485設(shè)備都有其硬件地址：

儀表通信地址共10位：$ X1 X2 X3 X1’X2’X3’BPS INT%。

$：開始字符；X1，x2，x3分別代表從機(jī)地址的百位數(shù)、十位數(shù)以及個(gè)位數(shù)；X1’，X2’，X3’分別代表從機(jī)更改后地址的百位數(shù)、十位數(shù)及個(gè)位數(shù)；BPS：通訊波特率 0：9600 1：4800 2：2400 3：1200（高速型） 4：19.2K 5：38.4K 6：76.8K 7：115.2K；INT：校準(zhǔn)允許位， 0允許，7不允許。%：結(jié)束標(biāo)志。

以此地址格式定義每臺(tái)設(shè)備的485地址，實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)軟件的通信。

2.2 數(shù)傳電臺(tái)的設(shè)置

電臺(tái)主要設(shè)置如下：

1） 讀取電臺(tái)參數(shù)，點(diǎn)擊“通信”“讀取（PC<-電臺(tái)）”即可讀出并顯示電臺(tái)的參數(shù)。2）選擇信道順序設(shè)置該信道的接收發(fā)頻率、功率級(jí)別（P5最大10W）、信道速率9600等參數(shù)。3）將更改后的參數(shù)寫入電臺(tái)，點(diǎn)擊“通信”“寫入（PC->電臺(tái)）”完成電臺(tái)參數(shù)的設(shè)置。

2.3 設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊格式

測(cè)量數(shù)據(jù)共9位{DP D5 D4 D3 D2 D1 UNIT}。{：返回?cái)?shù)據(jù)的啟示符；DP：小數(shù)點(diǎn)位置，0代表沒(méi)有小數(shù)點(diǎn)；1代表有1位小數(shù)點(diǎn)，2代表有2位小數(shù)點(diǎn)，3代表有3位小數(shù)點(diǎn)；D5：返回?cái)?shù)據(jù)的萬(wàn)位（數(shù)據(jù)類型為有符號(hào)整形）D4：返回?cái)?shù)據(jù)的千位；D3：返回?cái)?shù)據(jù)的百位；D2：返回?cái)?shù)據(jù)的十位；D1：返回?cái)?shù)據(jù)的個(gè)位；UNIT：從機(jī)的單位，0-m，1-KPa，2-MPa，3- ℃，4-mA，5-A，6-V，7- 其他；}：返回?cái)?shù)據(jù)的結(jié)束符。

2.4 主機(jī)讀取數(shù)據(jù)的指令

指令共4位@ X1 X2 X3 ！。

@：開始字符；X1：從機(jī)地址的百位數(shù)；X2：從機(jī)地址的十位數(shù)；X3：從機(jī)地址的個(gè)位數(shù)；！：結(jié)束標(biāo)志。

3、工控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)工控機(jī)采用亞控“組態(tài)王”監(jiān)控組態(tài)軟件，利用NewRTU.ocx控件從計(jì)算機(jī)串口將數(shù)傳電臺(tái)接收到的數(shù)據(jù)讀入SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)，再?gòu)臄?shù)據(jù)庫(kù)中把數(shù)據(jù)讀上來(lái)顯示在組態(tài)畫面上。

3.1 單井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的讀取

新建記錄體Bind1讀取單井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。把數(shù)據(jù)庫(kù)表“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)”中的“井口油壓”等字段和組態(tài)王“new_氣井油壓”等變量對(duì)應(yīng)，通過(guò)Select語(yǔ)句讀取字段值，編碼如下：