通信系統在油田的應用研究范文

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摘要：當前的油田監測系統復雜程度高、維修困難并且開銷大。基于此，首先進行485通信系統工作模式研究，分析了主從模式的多機通訊方式，轉換模式和從屬裝置的身份識別。進而闡述485總線油田應用的上下位機控制，分析了編址過程和幀架構設計。并分析產油量數據獲取，研究了智能終端下的油田信息監測和數據分析。

關鍵詞：油田監測；485通信；多機通訊；上下位機；編址；幀架構

1引言

伴隨我國經濟的飛速發展，石油、天然氣等資源在國民經濟中占據重要位置，而能源安全與儲備是目前該行業面對的重要問題。傳統的油田裝備監測和數據獲取往往通過人工實現，由于人工勞動力度大，信息精準度往往不合標準。本文采用485通信系統完成油田的遠程監測便于實現高效化生產，完成數字化監管控制油罐液位、油水界面，設定電機的溫度、電流、電壓，完成泵的排量、泵壓監測。將電動閥的開啟、關閉等參數傳到中控室由值班人員在電腦上監控和操作，實現了油田通信智能化。

2485通信系統工作模式研究

2.1主從模式的多機通訊方式

采用485總線油田的遠程監測通信往往采用主從模式完成，各個從機均具有自身確定的地址，并由主機完成通訊。從起始階段，全部從機均處在監聽模式下，等待主機的呼喚，并由主機往網絡中發送某個從機的地址，全部從機均能夠獲取地址并和自身地址對照，若不吻合則不應答，繼續等待呼喚。若信息與電機、泵或電動閥等裝置的應答信息吻合，則說明主機呼叫該裝置，則某裝置向主機發送應答數據，說明指令與數據已就位。

2.2485總線下的轉換模式

485總線下的各個從屬裝置均需要具有自身的特殊網址，主機經過從機地址完成識別和通訊，進而采用485總線完成轉換，而使用者則采用所編寫的網絡通訊協議完成裝備區分，因而增大了使用者編程的工作量，且由于程序軟件存在差別使得系統維護出現困難。

2.3從屬裝置的身份識別

每一次完成主從裝置的通訊，從屬裝置如油罐、電機、泵和電動閥均需要完成一次身份識別操作，由于從屬裝置的數目最多，通訊任務較重，往往會對整個系統的實時性產生影響，并且降低整體的可靠度。

2.4485總線油田應用的上下位機控制

2.4.1485總線油田應用的上下位機控制整體分析

整體485通信系統重點在于一對多通信模式的設計，由于其采用主從操作方式，在總線下設置多部下位機，各臺下位機均處于同一級別。而上位機的目的是識別各個下位機，并對各個從屬裝置如油罐、電機、泵和電動閥完成編址。

2.4.2編址過程

編址在總線之上是獨特的，當上位機需要監測目標時，首先將編址存放在總線上，而總線的各個下位機均能夠獲取地址，完成判斷。當地址和目標相符，則表明下位機被選定，并獲取監控信息。信息轉換進程中應采用問答模式，當上位機查問下位機時，下位機需要應答。

2.4.3幀架構設計

為使得下位機可獲取地址與數據幀，需要完成幀架構的特別設計，并將串行信息采用高低電平設置。起始位和終止位則通過奇偶校驗的方式完成，從而實現對從屬裝置的串行控制。

3485通信系統在油田的應用

3.1產油量數據

獲取產油量僅可根據信息核心定時的整點報告讀取信息，采用485通信系統等待界面登入，之后相應系統終端界面登入，程序給各個終端提供一個服務線程。而信息在傳送的進程中通過高速運轉模式提升容錯率和效率，保證獲取所得的各部分信息的真實與有效度。

3.2油田參數獲取和保存

3.2.1油田參數分析

油罐液位、電機的溫度、電流、電壓、泵的排量、泵壓、電動閥的開啟、關閉等參數在各個工作狀況下是不同的，因而獲取信息，制作曲線模型，并完成曲線模型的對比研究。對油罐液位、電機、泵和電動閥的運作狀況與能否正常工作進行分析，依據實際狀況完成排查與維修。

3.2.2油田參數獲取和保存

油田參數獲取包含兩個種類，即開關輸入量與模擬量的獲取，電動閥的開啟、關閉等參數屬于開關輸入量，而油罐液位、油水界面、電機的溫度、電流、電壓、泵的排量與泵壓屬于模擬量。數據獲取系統除收集上述信息之外，也可獲取冗余數據，為保證石油度則需要配設紅外線報警裝置，若出現可疑數據，則發出警報。

3.3485通信系統下的數據采集

485通信系統包含一個采集裝置，其載體上包含一個通信接口，該接口的主要功能是光電隔離，并能夠進行遠程連接。和集中控制裝置連接后則與控制器產生關聯，數據獲取器也需要完成本地設定，并預留了交流接口、控制通路和監控接口。

3.4智能終端下的油田信息監測

對上文所獲取的開關輸入量與模擬量進行監控，其中開關輸入量與控制監測體系銜接，而模擬量則與測量裝備銜接用以獲取油罐液位、油水液面、電機的溫度、電流、電壓、泵的排量與泵壓等信息的變化。將獲取的信息傳送到智能裝備中，通過示功模型完成監測，若發生故障則需要及時采用相關措施，把信息結果上報。信息采集裝備除獲取信息之外，還兼具看門狗與充電裝置的功能，保障信息獲取系統穩定運轉。

3.5485通信系統下的數據分析

對獲取所得的油罐液位、油水液面、電機的溫度、電流、電壓、泵的排量與泵壓等信息傳送到智能終端中進行處理，將信息轉換為圖形之后則采用間隙保存的方法錄入系統，保證數據的精準度。而邏輯操作板塊則完成控制和監測，并預測油田工作狀況。智能終端同時對I/O驅動板塊產生的信息進行操作，實現聲光控制。

4結語

當前油田信息獲取和控制基本采用人工完成，操作者勞動強度大，并且易出錯。本文研究了485通信系統在油田的應用。本章首先對485通信系統工作模式進行研究，給出主從模式的多機通訊方式，主機經過從機地址完成識別和通訊，采用485總線完成轉換，而從屬裝置的身份識別需要完成上下位機控制，給出編址過程。并給出幀架構設計，將串行信息采用高低電平設置，而起始位和終止位則通過奇偶校驗的方式完成，實現對從屬裝置的串行控制。進而分析485通信系統在油田的應用，獲取了產油量數據。在485通信系統中設置采集裝置，完成光電隔離，進行遠程連接。實現智能終端下的油田信息監測，將信息轉換為圖形之后則采用間隙保存的方法錄入系統，保證數據的精準度。

參考文獻

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作者：李元雄1；謝秀川2 單位：1.華北油田第一采油廠，2.華北油田技術監督檢驗處