基于LonWorks技術(shù)的油田計量站監(jiān)測管理系統(tǒng)
基于LonWorks技術(shù)的油田計量站監(jiān)測管理系統(tǒng)
Oil Field Measurement Station Monitoring and Management System
Based on LonWorks Technique
西安長度油田公司 馮海鵬 康海藩 馬麗濤 康樂
摘要：針對油田計量站特殊現(xiàn)場環(huán)境,設(shè)計了一套基于LonWorks技術(shù)的油田計量站監(jiān)測管理系統(tǒng)。實驗結(jié)果表明系統(tǒng)具有可監(jiān)控性能好,可靠性高,成本低,易于擴展等特點。
關(guān)鍵詞：現(xiàn)場總線;LonWorks;數(shù)據(jù)采集;節(jié)點
本文2005年4月12日收到。
引言
油田計量站在原油開采的過程中起著十分重要的作用。為了獲得原油開采過程中的各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)、采集設(shè)備的工況信息、以及地下油、氣、水的變化信息,一般由計量站的工控機完成計量站下屬的采油井和注水井等現(xiàn)場信號的采集,或者通過專門的RTU完成現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集和控制,然后傳送到計量站。生產(chǎn)管理部門通過計量站來獲得整個原油開采的生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及設(shè)備工作狀態(tài)等信息,然后進行協(xié)調(diào)管理。因此計量站是油田生產(chǎn)不可缺少的環(huán)節(jié)之一。
早期的油田計量站大多數(shù)還靠人工巡檢抄表方式來獲得所需要的各類信息。由于所要獲取的信息較多,油田生產(chǎn)環(huán)境比較艱苦,采油工作人員的勞動強度非常高,工作時間也十分長,此外人工抄表還存在監(jiān)控實時性差、容易出錯,生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計困難等問題。本著降低油田工作人員的工作強度,節(jié)約勞動力,方便生產(chǎn)管理,提高生產(chǎn)效率的目的,本文提出了一種基于LonWorks技術(shù)的油田計量站監(jiān)測管理系統(tǒng)�？紤]到油田計量站的特殊現(xiàn)場環(huán)境,系統(tǒng)采用了自由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),現(xiàn)場節(jié)點分散自治,以網(wǎng)絡(luò)通信的方式實現(xiàn)分散基礎(chǔ)上的融合,具有較好的實時性、可靠性和本征安全性,而且上位機軟件采用圖形化界面操作簡單易學(xué),安裝維護十分方便。
LonWorks技術(shù)自90年代ECHELON公司推出以來已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)控制、智能建筑、交通運輸、能源、環(huán)境檢測等領(lǐng)域。LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在控制系統(tǒng)中引入了網(wǎng)絡(luò)的概念,在該技術(shù)的基礎(chǔ)上,可以方便的實現(xiàn)分布式的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。并使得系統(tǒng)更高效、更靈活、更易于維護和擴展。
LonWorks技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)監(jiān)控可以降低工程造價,提高綜合效益,對系統(tǒng)擴展、現(xiàn)場設(shè)備的更新?lián)Q代和降低系統(tǒng)的維護費用、提高現(xiàn)場監(jiān)控的可靠性創(chuàng)造了很好的條件。
LonWorks油田計量站監(jiān)測管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能
針對油田計量站現(xiàn)場的具體情況：需要對現(xiàn)場采油井進行監(jiān)控,對計量站內(nèi)輸油管道的流量,壓力,溫度,消防罐液位,鍋爐蒸汽壓力,換熱器的溫度、壓力等進行定時的采集,此外還需要提供一些安全報警信息,如鍋爐壓力過大,消防水罐液位偏高等。通過對現(xiàn)場實際情況的考察和分析發(fā)現(xiàn)遠端采油現(xiàn)場監(jiān)控點分布十分分散,單個監(jiān)控點信息量不大,有著完善的供電設(shè)施;計量站內(nèi)部則監(jiān)控點多,信息量大,安全性能要求十分嚴(yán)格。因此,系統(tǒng)總體設(shè)計上采用多級通信網(wǎng)絡(luò),多種傳輸介質(zhì)相結(jié)合的通信方式。采油現(xiàn)場監(jiān)控采用5.4Kbps電力線載波通信;計量站內(nèi)部使用78K bps雙絞線信道;計量站與各生產(chǎn)管理部門之間采用10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng);為了簡化布線復(fù)雜度,便于現(xiàn)場施工,系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為自由拓?fù)洹Ｕ麄�系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
