簡析石油遠程測控系統(tǒng)的應(yīng)用

李珂　張冠楠　郭敏　高陽　劉劍

引言：石油遠程測控系統(tǒng)是集數(shù)據(jù)采集、瞬時顯示、累積直讀等方式于一體的通訊技術(shù)，該技術(shù)能夠應(yīng)用于供水站、水源井、配電室等多個項目，具備適用范圍廣、測控效果好的優(yōu)點。遠程測控能夠借助GPRS通信技術(shù)將現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集后傳送到中心計算機進行集中控制和處理，從而大大降低了石油生產(chǎn)測控的難度。本文主要介紹石油遠程測控系統(tǒng)的構(gòu)成和應(yīng)用，力求將遠程測控系統(tǒng)推廣到石油各相關(guān)領(lǐng)域

遠程測控系統(tǒng)集計算機技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)和傳感器技術(shù)于一體，能夠利用高精度的數(shù)據(jù)采集器將油井工作的多項數(shù)據(jù)收集起來，并通過數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)將信息資料傳輸至測控中心。遠程測控能夠?qū)z測對象進行實時監(jiān)測，在儀表計量失常時還能及時報警，從而使儀表裝置計量錯誤能夠及時被發(fā)現(xiàn)和糾正。應(yīng)用遠程測控技術(shù)能夠使生產(chǎn)信息的反饋速度加快，減少儀表使用故障造成的損失。對采集的數(shù)據(jù)進行實時分析可以及時掌握耗能情況，為提高生產(chǎn)工作的效率提供保障。

一、石油遠程測控系統(tǒng)構(gòu)成

石油遠程測控系統(tǒng)由一個主站、多個子站以及網(wǎng)絡(luò)平臺組成，主站借助多項設(shè)備負責整體測控，子站為測控點，通過數(shù)據(jù)機和傳感器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集，并發(fā)送至主機上。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺能夠完成數(shù)據(jù)的處理和資源的共享。該種石油遠程系統(tǒng)具有多方面的優(yōu)點，功能相較于其他系統(tǒng)要更加強大，并且組網(wǎng)更方便，操作簡單且穩(wěn)定可靠。由于該系統(tǒng)在后期的維護升級上難度較小，因此在石油生產(chǎn)中應(yīng)用普遍。

（一）主站及子站

主站的功能主要是對子站的運行狀態(tài)進行檢測，保障各子站的正常運行。子站的運行過程中會因為井口溫度、電壓、負荷等多方面影響發(fā)生停機，故障發(fā)生后子站會向主站發(fā)出告警，并將相關(guān)信息反饋給主站，主要在接受到告警信息后會終端障礙所在的程序，并對子站反饋的信息進行分析，讓操作員予以相關(guān)處理。主站還能實時測試子站的電壓、三相電流、同壓等參數(shù)，并通過這些參數(shù)判別出油井是否存在異常。主站的檢測能夠保障子站油井工作的安全性，在遇到問題后能夠及時被處理。子站除了被主站所檢測以后，其自身也會進行自檢。在自身系統(tǒng)運行過程中，自身可以通過數(shù)據(jù)采集器的狀態(tài)參數(shù)判斷油井是否存在問題。子站自身能夠進行實時告警，遇到緊急問題還能自主切斷電路，從而保護設(shè)備，減小故障帶來的損失。

（二）測控終端

對于石油遠程測控系統(tǒng)而言，測控終端扮演著至關(guān)重要的角色。測控終端能夠采用微功耗單片機對現(xiàn)場主句進行采集，并且結(jié)合外圍控制電路和其他專用的通訊模塊，將監(jiān)控中心與移動終端相互連接。監(jiān)控中心可以對各點進行登記，以便日后的識別和維護。信息采集點可以通過監(jiān)控系統(tǒng)軟件的運行實現(xiàn)全天候?qū)崟r信息收集，并及時將信息傳送到監(jiān)控中心。

（三）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺

石油公司局域網(wǎng)應(yīng)用的普及為遠程測控的實現(xiàn)提供了條件，局域網(wǎng)的物理網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成可以使資源信息實現(xiàn)共享。對于遠程測控系統(tǒng)而言，網(wǎng)絡(luò)平臺的創(chuàng)建至關(guān)重要。網(wǎng)絡(luò)平臺可以采用開放式體系架構(gòu)，支持DDE、OLE DB XML等多個標準，并且能夠以多種形式提供外部訪問接口。在進行石油生產(chǎn)遠程測控時，可以用數(shù)字或模擬方式采集相關(guān)主句，通過信號接入進行數(shù)據(jù)處理，并將處理好的數(shù)據(jù)上傳至系統(tǒng)服務(wù)器，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享，強化遠程測控的強度。

二、石油遠程測控系統(tǒng)應(yīng)用

石油遠程測控系統(tǒng)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在計量管理、計量數(shù)據(jù)通訊、程序監(jiān)控三個方面。其應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)不需要實地監(jiān)控就能獲知石油生產(chǎn)過程中的全部信息和數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)采集器收集數(shù)據(jù)后通過無線傳輸將數(shù)據(jù)傳輸至測控中心，從而使測控中心能夠進行實時數(shù)據(jù)的分析和處理。對于石油生產(chǎn)中的問題，遠程測控技術(shù)能夠及時監(jiān)測出來，并速度反饋至測控中心。

（一）計量管理

就目前而言，大部分油田公司運用的配電進出線電能計量設(shè)備為數(shù)字智能儀表，該設(shè)備能夠準確測量電流、電壓互感器的數(shù)據(jù)，并驅(qū)動顯示電路，使顯示電路能夠進行全電參量測量。計量儀表的操作需要在遠程測控數(shù)字化系統(tǒng)的監(jiān)控下進行，根據(jù)監(jiān)測需求將所需數(shù)據(jù)收集匯總，并形成數(shù)據(jù)走勢圖，以便對數(shù)據(jù)進行分析。所獲數(shù)據(jù)除了可以進行橫向分析外還可以進行縱向分析，將每天的數(shù)據(jù)進行對比可以清楚的了解石油計量過程中的存在的問題，以便及時找出問題的根源從而進行糾正。

（二）計量數(shù)據(jù)通訊

石油遠程測控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸需借助GPRS技術(shù)，通過GPRS通用分組無線方式的運用可以對傳輸系統(tǒng)的軟件和硬件都進行升級。GPRS通訊方式具有通訊距離遠、成本低、質(zhì)量穩(wěn)定等多方面的優(yōu)點，其應(yīng)用采用的是無線收發(fā)模塊，因此不需要受鋪設(shè)通訊線路和設(shè)備的制約。該種數(shù)據(jù)傳輸需要經(jīng)歷幾個步驟，首先要將所需傳輸數(shù)據(jù)分為幾個小數(shù)據(jù)包。然后，將小數(shù)據(jù)包用不同路徑進行傳輸，使目的端能夠順利接受，傳輸信道的選擇要根據(jù)具體數(shù)據(jù)來判定。傳輸時要保證數(shù)據(jù)可以被多用戶共享，這樣既能夠充分利用資源又能夠節(jié)約成本。數(shù)據(jù)可以在分組交換的模式下實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互，該種數(shù)據(jù)通訊不僅能夠提高測控工作的效率，還能降低成本，使無線數(shù)據(jù)收發(fā)的作用發(fā)揮到最大化。

（三）程序監(jiān)控

石油遠程測控能夠?qū)邮芨鱾€油井生產(chǎn)和工作的情況，并將數(shù)據(jù)存入實時網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中，為工程師進行數(shù)據(jù)分析提供材料。監(jiān)控中心能夠?qū)崟r掌握各油井設(shè)備用電、載荷和位移情況，通過計算機系統(tǒng)對各方面數(shù)據(jù)進行監(jiān)視，并且可以判斷出是否存在故障。利用遠程測控系統(tǒng)進行操作監(jiān)控能夠保障石油生產(chǎn)的質(zhì)量和安全，使石油生產(chǎn)更加規(guī)范化，遇到故障也能第一時間進行告警，從而控制故障造成的影響。將監(jiān)控數(shù)據(jù)繪制成圖能夠更便于數(shù)據(jù)的分析，同時還能優(yōu)化平衡調(diào)整建議。程序監(jiān)控可以實現(xiàn)對各個油井數(shù)據(jù)狀態(tài)的統(tǒng)計，以便對用電情況進行管理。

總之，對于石油生產(chǎn)而言，實地進行實時監(jiān)控的難度很大，遠程測控系統(tǒng)的應(yīng)用能夠很好的解決這一難題。石油遠程測控系統(tǒng)能夠通過主站和子站的數(shù)據(jù)傳輸反饋了解各油井工作的情況，故障發(fā)生后也能夠及時進行處理，從而保證了石油工作的順利進行。GPRS網(wǎng)絡(luò)以其覆蓋范圍廣的特點在遠程測控中發(fā)揮著重要的作用，它憑借使用費用低、技術(shù)完善、安全性高的優(yōu)點推動石油遠程測控系統(tǒng)的應(yīng)用及普及。在進行數(shù)據(jù)傳輸共享時，需要進行合理的軟件配置，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和傳輸能夠?qū)崿F(xiàn)多樣化。在日后的石油遠程測控應(yīng)用中還需要不斷更新技術(shù)，不斷完善，使遠程測控系統(tǒng)能夠發(fā)揮更大的作用。

參考文獻

[1]尤建華.基于GPRS的抽油機無線遠程監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].機電信息.2011（24）.

[2]王乃民，楊炳發(fā)，陳麗，劉潤華.基于GPRS的油罐多液位遠程監(jiān)控系統(tǒng)[J].化工自動化及儀表.2009（06）.

[3]陳慶文，王濤，周麗麗.太陽能油井集群測控系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用.2009（05）.

（作者單位：遼寧石油化工大學(xué)）