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油田自动化信息系统建设主要包括油井远程监控、配电线路自动化系统、输油管线泄露监测、集输站库自动化监控等四个部分，其目的是利用现场监控系统，实现数据源头自动采集，借助油田现有网络资源自动加载到厂级实时数据库，为各级管理部门应用提供开放的数据平台，使生产和管理人员及时控制和掌握生产动态，从而实现整个生产过程的自动化；并可以对取得的实时数据进行统计、分析、优化，从而为保证生产设备正常运转、降低生产成本提供重要依据。下面我们就油井远程监控系统进行论述。
1.1.现状综述
全国各地各采油厂已不同程度地进行了油井监控的试点工作，目前参与的厂商数量比较多，水平参差不齐，各个厂家都是在做试点工作，也有个别厂家开始规模推广。也暴露出很多的问题，主要表现在油井现场设备可靠性差，可维护性差，不能承受油井现场恶劣的工作环境（包括高温、低温、潮湿和沙尘）。数据开放性不够，往往是各个厂家互不兼容，软件数据不能共享，呈现一个个的自动化孤岛。
全国十几万口油井，已经采用油井监控的油井不会超过一万口，不足总数的10％。
1.2.设计思想
目的：
油井远程监控系统主要是通过对井口参数的实时检测，采用轮询-应答的通信方式，将检测到的油井状态，通过无线方式传送给采油厂实时数据库服务器，并以C／S或Ｂ／Ｓ模式，使生产管理的各个部门能够及时掌握油井工作状态，缩短油井故障处理时间，提高开井时率，增加原油产量，提高工作效率。另外，油井井口的控制器具有电量计算功能，可以为6kV 电力线路配电自动化系统提供基础计算数据。
原则：
自动化工程必须按照“统一规划、统一标准、统一数据库”的原则建设，系统方案必须整体考虑网络通讯、系统安全等问题，保证实时数据库标准开放，使整个系统具有极高的可靠性与实用性。
系统设计遵循“实用性、可靠性、先进性、易维护”的基本原则，以方便操作、可靠运行为实施根本；方案设计既立足于实际，便于实施，又着眼于未来，为发展留有余地。技术方案普遍采用近几年发展和改进的新技术、新设备、新系统，其所有硬件和软件均应经过生产现场考验，经验证具有先进性和可靠性。
整个油田自动化系统在局域网上根据地域特点在每个采油厂设一个实时数据传控中心（包括通讯处理机、实时数据库服务器、应用服务器），用于集中管理和存放各采油厂所辖区域内生产井、6KV 配电线路、联合站、输油管线的现场实时数据，做到实时数据库开放的原则。
[img]20062248184015849.gif[/img]
方案说明：
井口控制器采集油井示功图、电量、回压、温度等参数，经CDMA/GPRS 网或者数传电台，以CDMA/GPRS 专线方式或者数传电台接口(RS232) 接入采油厂通讯机、实时数据库服务器，厂矿小队的计算机可以用浏览器或客户端方式对实时数据库进行访问。井口控制器改变以往只采电压、电流有效值地模式，而是实时采集计算电机电量参数，可为配电线路自动化系统提供所需的数据。
6kV 配电线路远方终端、采油厂通讯机、实时数据库、配电SCADA 应用服务器、工作站等，利用CDMA/GPRS 网，组成配电线路自动化系统，实现对配电线路运行状况的实时监控和管理。
集输站库自动化系统与输油管线泄漏检测系统均是相对独立的一个系统，经局域网将系统采集的生产数据上传采油厂实时数据库，实现网上数据共享。
通过B/S 模式，可以使管理者浏览和查询全厂实时数据，及时了解现场生产情况。也可以通过C/S 模式对生产数据进行统计、分析。
为了保证系统的时钟一致性，系统配备专用的GPS 时钟，用于同步全网的系统时钟，包括定时与各FTU、SU 远方对时。
系统中通讯机、实时数据库服务器、应用服务器等重要节点采用双机热备用配置，保持主机和备机之间数据的一致性，使主、备机可以在故障时可以随时切换运行。
数据中心采用双网冗余配置，且与油田局域网隔离，当主网出现故障，备网可随时切换为主网运行。
网络安全性设计，采用防火墙、数据加密、网络隔离、用户权限管理等技术和手段保证网络和信息的安全。用户权限管理工作包括系统用户资料库管理、用户注册、用户级别设置、用户权限设置等主要内容。
目前全油田网络范围内已建立起了病毒防治体系，因此本系统病毒防治依照油田统一规范执行。
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jhlu3 发表于 2009/8/10 14:41:48
2.设备说明2楼 回复本楼
选用计算机硬件软件的原则为够用，一定时间内不落后。选用油井控制器的原则价格合理，可靠性高。
2.1.厂站端主站软件硬件
2.1.1.硬件
根据实现情况配置个人计算机和服务器，包括监控工作站、通信服务器和数据库服务器。
监控工作站选用流行的个人计算机或者工控机。P4 2.0GHz ,512M RAM,80G 硬盘，20英寸显示器或者17英寸LCD显示器，键盘、鼠标和多媒体套件。配备打印机一台。
通信服务可以选择服务器或者工控机，对机器要求不是非常高，可以灵活配置。
数据库服务器选择小型工作组服务器即可。
2.1.2.软件
软件主要包括：
通讯软件、数据处理软件、命令处理软件、报警和事件处理软件、安全控制软件、图形界面软件和图形制作软件和高层应用软件。
由于目前油田各家的规约都不完全一致，选用哪家的井口控制器就要选用哪家的软件。软件一般对油田报价为10～20万元左右。选用ECON2004就要配相应的软件。选用金时的GT2302就要配金时的软件。
软件一般包括软件安装、软件调试和户化定制的要求。
软件安装、调试一般需要1周到2周的时间，客户化定制的工作要根据用户的要求和工作量来计算时间。
2.2.通信设备
系统通信设备可以选择GPRS 的MODEM，或者是数传电台。
1．总体指标：
● 频率范围：VHF/UHF
● 频率稳定度：1.5ppm
● 信道间隔：25KHz/12.5KHz
● 调制方式：MSK
● 数据接口：RS-232(标准配置) RS-485(选配)
● 接口速率：9600/4800/2400/1200bps（可设置）
● 接口校验：无校验/奇校验/偶校验 （可设置）
● 信道速率：2400/1200bps （可设置）
● 信道总数：16 （可扩充）
● 天线阻抗：50Ω
● 电源电压：DC 13.8V （12—15V）
● 电源消耗：接收时＜100mA，满功率发射时＜5.5A
● 体积：长×宽×高＝149mm×109mm×50mm
2．接收机指标：
● 接收灵敏度：≤0.25μV（12dB信纳比）
● 杂散及镜频干扰：≥70dB
● 邻道选择性：≥70dB
● 接收失真：≤3%
3．发射机指标：
● 输出功率：25W （5-25W连续可调）
● 最大频偏：5Kc
● 邻道抑制比：≥70dB
● 杂散发射比：≥70dB
● 发射启动时间：≤40ms
天线: 对于GPRS选择其专用天线，一般有GPRS设备厂家提供。
对于数传电台应选择全向天线，并作架高处理。
通信系统应注意防雷。
2.3.井口控制器
2.3.1.MDS-104井口控制单元
MDS-104井口控制单元，具有如下功能：
1.功图数据采集和数据远传
2.井口压力、温度测量
3.电参数标准测量值
相电压：UA, UB, UC
电流：IA,IB,IC,I平均
功率：PA,PB,PC,P
无功：QA,QB,QC,Q
频率，功率因数
正向有功电度，反向有功电度
正向无功电度，反向无功电度
当日用电量
4.控制项目
电机缺相、超载自动停机保护控制
停电自动延时启动控制
抽油机空抽控制（针对老油田油井开采供液不足的空抽节能控制器）
规约：MODBUS
工作温度范围－40～85摄氏度，电源为直流24V。
2.3.2.防盗功能
MDS-104配上红外接近传感器都可以起到防盗作用。
2.3.3.告警显示控制模块
2.3.4.现场仪表
温度：传感器采用工业标准PT100,温度变送器选用易控微网的BSQ-WD-100
1 输出两线制，方便接线
2 热电阻采用三线法测量，在相当的范围内基本不受接线电阻的影响（200米）
3 卡式结构，直接安装在端子卡槽上，调试、维护、扩充方便
4 硬件修正了热电阻的非线性误差，比不修正提高了20倍的精度
5 输出4～20MA的标准工业信号
6 测量精度：0. 5% FS （PT100）
7 量程范围：－100℃～200℃ 或按照用户要求
8 输入可以采用 PT100, CU50等
9 供电 12～36V
载荷：
井口压力：
位移传感器和变送器：位移传感器有两种，一种为角位移传感器，一种为绝对位移传感器，角位移传感器特点时便宜，安装方便，缺点精度差。绝对位移传感器特点时测量准确，但是安装复杂，价格昂贵，容易损坏。可以选择金时的角位移传感器和相应的变送器。或者采用位置传感器。
2.4.规约说明
2.4.1.MODBUS 规约
MODBUS规约是MODICOM公司开发的一个为很多厂商支持的开放规约
Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。
此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。
当在Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。
标准的Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。
控制器通信使用主—从技术，即仅设备（主设备）能初始化传输（查询）。其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据做出相应反应。典型的主设备：主机和可编程仪表。典型的从设备：可编程控制器。
主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、错误检测域。
从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和错误检测域。如果在消息接收过程中发生错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立错误消息并把它作为回应发送出去。
在其它网络上，控制器使用对等技术通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。这样在单独的通信过程中，控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供的多个内部通道可允许同时发生的传输进程。
在消息位，Modbus协议仍提供了主—从原则，尽管网络通信方法是“对等”。如果控制器发送消息，它只是作为主设备，并期望从从设备得到回应。同样，当控制器接收到消息，它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。
查询
查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。例如功能代码03是要求从设备读保持寄存器并返回它们的内容。数据段必须包含要告之从设备的信息：从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。
回应
如果从设备产生正常的回应，在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代码的回应。数据段包括了从设备收集的数据：像寄存器值或状态。如果有错误发生，功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误的，同时数据段包含了描述此错误信息的代码。错误检测域允许主设备确认消息内容是否可用。
控制器能设置为两种传输模式（ASCII或RTU）中的任何一种在标准的Modbus网络通信。用户选择想要的模式，包括串口通信参数（波特率、校验方式等），在配置每个控制器的时候，在Modbus网络上的所有设备都必须选择相同的传输模式和串口参数。
[img]20062248233922176.gif[/img]所选的ASCII或RTU方式仅适用于标准的Modbus网络，它定义了在这些网络上连续传输的消息段的每一位，以及决定怎样将信息打包成消息域和如何解码。
在该系统中，我们仅仅支持RTU的帧格式。
每个字节的位
. 1个起始位
. 8个数据位，最小的有效位先发送
. 1个奇偶校验位，采用偶校验
. 1个停止位
错误检测域
. CRC校验
地址域
消息帧的地址域包含两个字符（ASCII）或8Bit（RTU）。可能的从设备地址是0...247 (十进制)。单个设备的地址范围是1...247。主设备通过将要联络的从设备的地址放入消息中的地址域来选通从设备。当从设备发送回应消息时，它把自己的地址放入回应的地址域中，以便主设备知道是哪一个设备做出回应。
地址0是用作广播地址，以使所有的从设备都能认识。当Modbus协议用于更高水准的网络，广播可能不允许或以其它方式代替。
功能域
消息帧中的功能代码域包含了两个字符（ASCII）或8Bits（RTU）。可能的代码范围是十进制的1...255。当然，有些代码是适用于所有控制器，有此是应用于某种控制器，还有些保留以备后用。
当消息从主设备发往从设备时，功能代码域将告之从设备需要执行哪些行为。例如去读取输入的开关状态，读一组寄存器的数据内容，读从设备的诊断状态，允许调入、记录、校验在从设备中的程序等。
当从设备回应时，它使用功能代码域来指示是正常回应(无误)还是有某种错误发生（称作异议回应）。对正常回应，从设备仅回应相应的功能代码。对异议回应，从设备返回一等同于正常代码的代码，但最重要的位置为逻辑1。
支持主要功能码：
Read Coil Status
Read Input Status
Read Holding Registers（读保持寄存器）
Read Input Registers （读输入寄存器）
Force Single Coil (设置单个继电器)
Preset Single Register （设置单个保持寄存器）
Force Multiple Coils（设置多个线圈）
Preset Multiple Registers（设置多个保持寄存器）
Read General Reference （读文件）
Write General Reference
Mask Write 4X Register
Read/Write 4X Registers （读写保持寄存器）
Read FIFO Queue（读FIFO队列）
3.附录
工业级微型RTU MDS-104概述
6路开关量(光隔)输入(交流0V-400V或直流0V-400V)，可作脉冲计数，支持SOE
4路开关量输出(继电器一常开一常闭触点)，可作保护动作输出、告警等，容量：10A，AC250V
4路直流量输入线性光耦隔离(0-20mA或0-5V可选)
2路隔离485(或232)通讯口，支持MODBUS规约RTU或ASCII方式，可按用户需要订制特殊规约，支持国内外多种组态软件，波特率可达38400bps
准确计算三相电压、三相电流、有功、无功、频率、功率因数和零序电流、积分电度等电参量，数据刷新快(10mS)(交流输入均经互感器隔离)
三相异步电动机反时限过负荷保护
三相不平衡（负序过流）保护
接地（零序过流保护）保护
电动机过流速断保护
启动时间过长保护和堵转保护
欠电压保护或告警
过电压保护
交流输入电压达1140V
数据掉电保存
多层板布线
工作温度范围：-40℃～＋85℃ ( 24V) –20℃～＋70℃ （220V）
螺丝安装固定
引用 jhlu3 2009/8/10 14:41:48 发表于2楼的内容
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