在我國油田無論是水網(wǎng)、沙漠還是高原、嚴(yán)寒地區(qū)，油井的數(shù)據(jù)采集基本上靠人工完成，無論盛夏酷暑還是冰雪旱天，采油工都必須到現(xiàn)場采集油井示功圖、平衡度、油套壓、油溫及產(chǎn)液量等井口生產(chǎn)數(shù)據(jù)，工人勞動強(qiáng)度大，且數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠性完全依賴于采油工人的工作責(zé)任心。海上油田的生產(chǎn)管理則更加困難，常常要借助于龐大的集輸管線及增加采油平臺來降低現(xiàn)場管理難度，采油井的生產(chǎn)參數(shù)經(jīng)常受到天氣變化和交通工具的影響無法正常獲得，嚴(yán)重影響了油井的自動化管理。應(yīng)用油井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)（RUT/SCADA）對于實(shí)現(xiàn)油井管理的自動化、提高工作效率、保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性及加強(qiáng)現(xiàn)場事故應(yīng)急處理等都具有非常重要的意義。

近年來各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。油井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集、可靠性、便于維護(hù)性成為制約整個系統(tǒng)正常、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，目前抽油機(jī)井?dāng)?shù)據(jù)監(jiān)測普遍選用載荷傳感器、角位移傳感器（或脈沖發(fā)生器）、RTU監(jiān)控器、電參量傳感器等 CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，分別安裝于懸繩器、游梁及控制柜上www.cechina.cn，各個信號采用有線方式匯集到RTU監(jiān)控器上。

 

火狐推出的無線遠(yuǎn)程SCADA系統(tǒng)集先進(jìn)、成熟的計算機(jī)、通信、數(shù)據(jù)采集及傳感器技術(shù)于一體，通過高精度的數(shù)據(jù)采集器，獲取安裝在油井、聯(lián)合站、接轉(zhuǎn)站、注水站、計量站、配水間等采油設(shè)備上的電流、電壓、溫度、壓力、液位、流量、含水等數(shù)據(jù)，用無線網(wǎng)絡(luò)將遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)上傳至油田的局域網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)對采油過程的全面監(jiān)控系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)檢測、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)顯示、輔助分析、報警、權(quán)限設(shè)置等功能

 

　　

　二、系統(tǒng)構(gòu)成
　　采用無線或有線技術(shù)作為傳感器與RTU之間的通訊方法，將傳感器、變送器、MPU控制器及無線收發(fā)模塊組合在一起，構(gòu)成一體化的微功耗無線智能網(wǎng)絡(luò)傳感器，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)參數(shù)的無線采集。
　　
　　1、局域無線收發(fā)模塊
　　采用世界先進(jìn)的nrf905半雙工通訊芯片，微功耗10mW，該芯片具有低電源電壓工作1.9-3.6V、多通道工作ETSI/FCC兼容、可軟件調(diào)節(jié)輸出功率至-10db、"傳輸前監(jiān)聽"載波檢測協(xié)議、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒輸出、低功耗ShockBurst工作模式、偵測數(shù)據(jù)包地址匹配、數(shù)據(jù)包自動重發(fā)、自動產(chǎn)生CRC和數(shù)據(jù)前導(dǎo)碼等功能，使得被嵌入的傳感器形成智能微網(wǎng)絡(luò)型www.cechina.cn，各傳感器之間由地址區(qū)分，統(tǒng)一頻點(diǎn)，形成微型網(wǎng)絡(luò)。
　　2、無線示功圖測試儀
　　無線示功圖測試儀由載荷傳感器、微功耗MCU─MSP單片機(jī)、加速度傳感器、無線收發(fā)模塊、電池等組成，可實(shí)現(xiàn)示功圖無電纜測試、井次示功圖數(shù)據(jù)存儲、油井生產(chǎn)時率計算等功能。對于不同的用途，可以將無線收發(fā)模塊，改為GPRS模塊，實(shí)現(xiàn)示功圖的遠(yuǎn)程檢測。

 

　　3、無線模擬量傳感器
　　在已有傳感器的基礎(chǔ)上加入了數(shù)據(jù)采集電路，包括儀表電池和數(shù)據(jù)采集板。該無線模塊可以與壓力變送器、溫度變送器、流量變送器、液位變送器等可輸出4～20mA信號的儀表，或帶有專有通訊協(xié)議的儀表。

 

　　4、無線RTU
　　該無線RTU將采集、控制、通訊三種功能合為一體，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集和傳輸，它是整個系統(tǒng)的前端核心。利用自身所具有的開關(guān)量和模擬量數(shù)據(jù)采集接口采集數(shù)據(jù)，并通過自身所配備的RS232/RS484接口，可以采用有線或無線的通訊方式將數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)端監(jiān)控中心www.cechina.cn，配備專用的通訊軟件可與組態(tài)軟件的無縫連接。
　　RTU的核心是監(jiān)控器，由微處理器、微功耗無線收發(fā)模塊、無線通訊模塊、時鐘電路、存儲電路、接口電路、操作鍵盤及液晶顯示器構(gòu)成，整體采用SMT表貼工藝集成在電路板上，具有采集模擬量、數(shù)字量、指令控制輸出、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)傳輸、顯示及鍵盤設(shè)置功能，可以完成油水井所需要的各種操作；主電路板上安裝有微處理器、RS232/485接口電路、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、鍵盤顯示電路、數(shù)據(jù)存儲電路、時鐘電路、USB接口電路及電源電路。

 

系統(tǒng)工作時RTU對上位機(jī)（測控中心）可以使用光纜、GPRS、CDMA、無線數(shù)傳電壓等通訊方式；對下（載荷、位移、油壓、套壓、溫度、流量、報警等）都可無線采集各個傳感器的數(shù)據(jù)。
DTU 設(shè)備技術(shù)要求

a．基本功能

通過RS485 直接連接SU 油井?dāng)?shù)據(jù)采集單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流和指令通信。

預(yù)留RS232 口或RJ45 接口以備PDA 或手提電腦對DTU 進(jìn)行配置。

帶雙向協(xié)議，實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸。

具有CRC 糾錯和重發(fā)機(jī)制能實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳

短消息數(shù)據(jù)備用通道

自診斷與告警輸出

抗干擾設(shè)計，適合電磁環(huán)境惡劣的應(yīng)用需求

防潮設(shè)計，適合室外應(yīng)用

b．電源和功耗

電壓：5VDC 1A

通信中平均〈350mA(0%DTX，Pmax)

空閑時〈5mA

c．工作環(huán)境溫度

－40℃～＋85℃

d. DTU 設(shè)備軟件的要求

鏈路層采用PPP 協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)層采用IP 協(xié)議，傳輸層采用UDP 協(xié)議，對應(yīng)用層數(shù)

據(jù)不做任何處理。

 

 

應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)接收用戶終端的請求，通過訪問實(shí)時數(shù)據(jù)庫向用戶返回所需的數(shù)

據(jù)，在必要時向通訊服務(wù)器發(fā)出指令。油井應(yīng)用服務(wù)器包含數(shù)據(jù)處理軟件、命令處理

軟件、報警和事件處理軟件、安全控制軟件、圖形制作軟件。油井應(yīng)用服務(wù)器軟件應(yīng)

至少提供以下基本功能：

（1） 生成客戶終端畫面

畫面應(yīng)可以以采油廠地圖做背景，按油井的近似地理位置顯示油井的基本運(yùn)行狀

態(tài)，如是否開井、是否有報警等；鼠標(biāo)移動到油井位置可彈出信息框，顯示油井的基

本運(yùn)行數(shù)據(jù)，如電流、電壓、回壓、溫度等；鼠標(biāo)點(diǎn)擊該井轉(zhuǎn)入詳細(xì)的油井信息畫面，

提供了顯示示功圖、查詢歷史記錄、進(jìn)行功圖對比等功能選項。

以地圖做背景的畫面可以方便地進(jìn)行放大、縮小、平移等操作，圖形應(yīng)在正?？s

放范圍內(nèi)保持不失真。

（2） 安全控制

① 系統(tǒng)應(yīng)能對用戶采用基于組的權(quán)限控制方式，對終端采用基于區(qū)域的控制方

式；

② 系統(tǒng)向用戶提供以下權(quán)限：系統(tǒng)管理、終端管理、控制、瀏覽，能控制每個

用戶對每個終端的訪問權(quán)限；

③ 系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)注冊（修改）新用戶，并為用戶分配權(quán)限；負(fù)責(zé)維護(hù)系統(tǒng)級

參數(shù)，包括：生產(chǎn)井缺省輪詢周期、生產(chǎn)井缺省保持日期；

④ 一般授權(quán)用戶可以添加（修改）其管轄范圍內(nèi)的終端的配置參數(shù)

（3） 通過查詢配電實(shí)時數(shù)據(jù)庫，獲取配電線路的實(shí)時數(shù)據(jù)顯示在地圖背景上，使小

隊用戶可以及時掌握油井供電情況，當(dāng)發(fā)生停井時能更好地分析停井原因；

（4） 數(shù)據(jù)處理

接收通訊服務(wù)器采集的數(shù)據(jù)，通過配置庫中配置的變換參數(shù)和報警限值設(shè)定，

將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為工程值，并與報警限值比較，如果需要產(chǎn)生報警，則交給報警和事

件處理軟件。

（5） 歷史數(shù)據(jù)存儲

可對每個采集點(diǎn)配置歷史存儲周期，歷史存儲周期至少可設(shè)置為以下兩種：逢變

即存、以分鐘為單位設(shè)置存儲周期。

（6） 報警控制

系統(tǒng)可為每種報警定義報警級別，對每個報警級別提供不同的報警效果，如顏色、

音響、閃爍等。

可為每個報警級別定義自動確認(rèn)及時間或人工確認(rèn)。

可支持多種報警音響效果，至少包括以下兩種：以PC 機(jī)的蜂鳴器作為音響效果，

使用自定義的wav 文件

（7） 圖形工具

提供繪制用戶界面的圖形工具。繪制好的圖形界面可自動下發(fā)到用戶終端。

（8） 雙機(jī)備用系統(tǒng)維護(hù)

在系統(tǒng)正常運(yùn)行時，可隨時停止雙機(jī)備用系統(tǒng)中的任何一臺機(jī)器而不影響系統(tǒng)運(yùn)

行；可手動切換主/從機(jī)

（9） 實(shí)時/歷史數(shù)據(jù)庫維護(hù)

提供維護(hù)實(shí)時/歷史數(shù)據(jù)庫的工具，主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。一般使用數(shù)據(jù)庫自帶

工具即可。

通訊服務(wù)器主要用于與現(xiàn)場設(shè)備通訊，處理在通訊過程中遇到的問題，以向系統(tǒng)

提供有效的數(shù)據(jù)。通訊服務(wù)器軟件應(yīng)具備以下基本功能：

（1） 增/刪終端

系統(tǒng)可支持多種類型的終端。至少支持以下兩種：抽油機(jī)井終端、電泵井終

端

（2） 配置終端通訊參數(shù)，包括通訊規(guī)約及屬性；

系統(tǒng)可支持多種通訊規(guī)約。（3） 下發(fā)終端采集參數(shù)；

（4） 按照終端的配置執(zhí)行與終端的通訊過程和規(guī)約處理

系統(tǒng)根據(jù)終端的通訊通道和廠家將終端分組，一個組中的終端應(yīng)

是同一通訊方式同一廠家的產(chǎn)品，一個組最多可容納20 個終端（與通訊的輪詢周期有關(guān)）。在循檢時間到來時，通訊服務(wù)器根據(jù)終端的分組情況，為每個組建立一個通訊線程，由每個現(xiàn)場負(fù)責(zé)該組中所有終端的通訊。一個組應(yīng)使用相同廠家的接口模塊。

（5） 對終端進(jìn)行時間同步；

（6） 將接受到的模擬量進(jìn)行標(biāo)度變換，轉(zhuǎn)換為工程值；

（7） 將處理過的數(shù)據(jù)存入實(shí)時數(shù)據(jù)庫；

（8） 通道