應用名稱：油井監控係統
關鍵詞：油井監控係統，GSM，RCM2300，Rabbit,Zworld

應用背景：

 

 

    在我國油井的數據采集基本上靠人工完成，采油工都必須到現場采集油井示功圖、平衡度、油套壓、youwenjichanyeliangdengjingkoushengchanshuju，gongrenlaodongqiangduda，qieshujudezhunquekekaoxingwanquanyilaiyucaiyougongrendegongzuozerenxin。haishangyoutiandeshengchanguanlizegengjiakunnan
，changchangyaojiezhuyupangdadejishuguanxianjizengjiacaiyoupingtailaijiangdixianchangguanlinandu，caiyoujingdeshengchancanshujingchangshoudaotianqibianhuahejiaotonggongjudeyingxiangwufazhengchanghuode，yanzhongyingxiangleyoujingdezidonghuaguanli。yingyongyoujingyuanchengjiankongxitong（RUT/SCADA）對於實現油井管理的自動化、提高工作效率

、保證數據采集的準確性及加強現場事故應急處理等都具有非常重要的意義。

解決方案：

    利用GSM移(yi)動(dong)通(tong)訊(xun)網(wang)絡(luo)短(duan)信(xin)息(xi)服(fu)務(wu)快(kuai)捷(jie)的(de)性(xing)能(neng)和(he)想(xiang)對(dui)低(di)廉(lian)的(de)收(shou)費(fei)
，研(yan)製(zhi)開(kai)發(fa)了(le)一(yi)種(zhong)用(yong)於(yu)分(fen)布(bu)式(shi)井(jing)群(qun)生(sheng)產(chan)的(de)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)
，可(ke)直(zhi)接(jie)應(ying)用(yong)於(yu)油(you)井(jing)地(di)比(bi)較(jiao)分(fen)散(san)的(de)采(cai)油(you)生(sheng)產(chan)企(qi)業(ye)，滿(man)足(zu)了(le)油(you)田(tian)生(sheng)產(chan)監(jian)控(kong)網(wang)絡(luo)所(suo)要(yao)求(qiu)的(de)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)
、高實時性和維護方便性。

 

    該係統采用由單台監控服務器和多監控終端並行運行方案，每口油井作為一個終端單元
，實時采集下接的(儀表負荷傳感器
、電流互感器、電壓互感器、功率因數變換器)信息
，自主運行。監控終端可以選用有線或無線兩種通信方式與監控服務器交換數據
，在油井現場用筆記本電腦RS232C直接電纜連接進行參數修改和數據傳載，此時筆記本電腦充當監控服務器，使係統方便的運行；對於中心控製室，監控終端可以通過GSMmodem和he監jian控kong服fu務wu器qi進jin行xing數shu據ju交jiao換huan，但dan是shi通tong信xin費fei用yong比bi較jiao高gao而er不bu可ke取qu
，當dang然ran也ye可ke以yi通tong過guo無wu線xian數shu傳chuan電dian台tai進jin行xing數shu據ju交jiao換huan，通tong過guo實shi際ji應ying用yong的de數shu據ju交jiao換huan量liang的de比bi較jiao，有you效xiao的de油you井jing數shu據ju量liang一yi般ban不bu超chao過guo一yi條tiao段duan信xin息xi的de容rong量liang，經jing過guo試shi驗yan檢jian測ce我wo們men知zhi道dao作zuo為wei最zui大da的de數shu據ju交jiao換huan――示功圖也不過160個字符（測量周期100ms
，衝程周期6――7s），因此選GSM短duan信xin息xi方fang式shi進jin行xing必bi要yao的de數shu據ju交jiao換huan完wan全quan滿man足zu。監jian控kong終zhong端duan根gen據ju設she定ding的de需xu要yao把ba油you井jing抽chou油you機ji工gong作zuo狀zhuang況kuang以yi短duan信xin息xi的de方fang式shi發fa送song到dao監jian控kong服fu務wu器qi，監jian控kong服fu務wu器qi對dui數shu據ju進jin行xing分fen類lei保bao存cun

、統計供管理人員查詢、分析。工作人員可以在監控服務器根據需要以短信息的方式向終端發送控製命令，控製抽油機的運行和獲取抽油機的工作狀況。

整個係統由單井數控單元、中心控製室和GSM網絡組成。

 

其中單口油井監控單元包括：RTU、信號處理模塊和短信模塊。

1.1  RTU設計

    RTU作為監控單元功能實現終端，選用ZWORLD公司生產的RCM2300核心模塊，RCM2300模塊包括：工作在22.1MHz上的微處理器Rabbit200;128K SPAM和256K Flash
；29個I/O線，17個可設置的I/O


、8個固定輸入、4個固定輸出；3個通用串口；5個8位定時器和1個帶2個匹配寄存的10位定時器（5個定時器成對級聯）。根據需要我們擴展輸入輸出通道為：4路繼電器輸出，4路數字量輸出，8路塊數字輸入，4路12位分辨率4～20mA電流模擬量輸入
，4路12位分辯率0～5V模擬量輸入，2路12位的分辨率0～4V模擬量輸出，1個RS485端口，2個3線的RS232或者一個5線的RS232端口。相應的在開發平台Dynamic C上用單根接口電纜把PC串行口和基於Rabbit2000的目標係統連接起來就可實現軟件的開發,係統集編輯、編譯、鏈接
、調試、下載於一體
，可快速的進行目標係統軟件的開發。

    jiankongzhongduandegongnengshigenjujiancedechouyoujigongzuozhuangtai

，panduanchouyoujidegongxiao，shishideduichouyoujijinxingqitingcaozuo
，baozhangyoujidejixiejiqidianqishebeideanquandetongshi，tigaodankouyoujingdechanxiao。

1.2  信號處理模塊

    對dui於yu不bu同tong的de油you井jing可ke能neng需xu要yao配pei備bei不bu同tong的de一yi次ci儀yi表biao。還hai有you企qi業ye原yuan來lai遺yi留liu的de一yi些xie不bu同tong信xin號hao的de儀yi表biao
，特te別bie是shi油you機ji必bi備bei的de負fu荷he傳chuan感gan器qi，其qi輸shu出chu信xin號hao一yi般ban是shi0～10mV，但是隨著使用時間的遞增負荷零點會有變化，將直接影響到控製功能的實現
，所以我們專門針對負荷傳感器設計了調理模塊， 除完成將0～10mV電壓信號轉換成4～20mA電流信號外
，還要負責處理好隨溫度和時間變化的影響。

1.3  短信模塊

    在應用中監控終端和監控服務器通過RS232接口連接短信模塊來發送和接收GSM短消息，完成數據交換功能。

 

    監控終端RTU係統軟件不僅要實時采集抽油機數據，實時控製抽油機的運行
，還要對各種信息進行處理
，抽油機本身負荷功圖、電流圖

、功率因數圖等都是大數據量的處理，所以係統軟件的設計必須是一個多任務係統。ZWORLD公司軟件開發平台Dynamic　C是一個開放C語言開發環境，提供有豐富的庫函數，可以開發出多任務係統。

    終端控製軟件功能設計采用模塊化設計，主要包括三個方麵：數據采集與處理功能模塊、邏輯處理功能模塊

、I/O驅動模塊、通信模塊。