油田分布式网络监控软件的研究
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摘要
本文针对国内油田监控的现状，油井监测大多还是由人工每日定时检查设备运行情况并测量、统计采油数据，但是由于油井数量多且分布范围广，这种方式必然使工人劳动强度加重，而且影响了设备监控与采油数据的实时性，甚至准确性等问题，提出了主从站并存的监控方法，采用MODBUS通信协议，对远程油井，系统使用GSM的SMS实现数据采集与监控；对短程集中分布油井，系统通过RS232／RS485／无线传输网络，采用C／S结构实现数据采集与监控。在Delphi6.0语言平台上，进行了监控服务器系统的开发，设计出监控系统界面、完成了MODBUS协议在有线网络上的实现以及在无线模块与SMS的无线通信中的实现、监控数据的历史查询与统计分析。以及现场终端监控单元的各项控制功能与任务实现，规划出系统的其它通信接口，以兼容其它系统及多种仪表，同时在终端单元按时间保存采集的功能数据，供服务器系统查询与现场检测需要。进行了抽油机监控中最重要的空抽判断与空闲决定的策略研究。通过实际应用数据分析，取得了比较满意的经济效益，在系统通信功能上有一定的突破，达到了对油田节能降耗、挖潜增效的目的。
我们提出通过成熟的GSM短信息的方式用于油田监控系统的远程通信技术，在国内还是首例，现场测试表明其运行结果还是比较满意的，在我国低渗、低能藏的油田自动化系统建设上具有很高的推广价值。
Based on status ouo of supervisory control system, we put forward a new supervisory control irethod, where the principal and subordinate coexists at station. Adopting MODBUS communications protocol, the system realizes data acquisition and supervisory control to long-distance oil well using GSM SMS. To short-haul but convergence distributing oil well, the system adopts C/S framework via RS232 or RS485 or wireless transmission network. We developed the sever system on Delphi6.0 platform: designing interface of supervisory control, realizing MODBUS protocol in wire network and wireless communication with SMS based on wireless module, implementing query and analyze on data of history. Our work also included implementing all functions to terminal unit, marking out other communication interface of system in order to be compatible to other systems and instruments. The system can also save function data of terminal unit on schedule to be queried by sever system and detected in local. At the same time it is important to do research on rules of empty pump and of idle decision. Through analyzing on actual data, we found the system does have economical benefit, attaining the purpose of reducing consume and increasing benefit. In communication function of system, a little breakthrough has also been made.
We put forward communication technology of GSM SMS, which is the first time in domestic to be applied to long-distance communication of supervisory control system in oil well. The running result is relatively satisfied and the system has great value in oil field to automatic system construct in oil field of low-seep and low-storage.
我们提出通过成熟的GSM短信息的方式用于油田监控系统的远程通信技术，在国内还是首例，现场测试表明其运行结果还是比较满意的，在我国低渗、低能藏的油田自动化系统建设上具有很高的推广价值。
Based on status ouo of supervisory control system, we put forward a new supervisory control irethod, where the principal and subordinate coexists at station. Adopting MODBUS communications protocol, the system realizes data acquisition and supervisory control to long-distance oil well using GSM SMS. To short-haul but convergence distributing oil well, the system adopts C/S framework via RS232 or RS485 or wireless transmission network. We developed the sever system on Delphi6.0 platform: designing interface of supervisory control, realizing MODBUS protocol in wire network and wireless communication with SMS based on wireless module, implementing query and analyze on data of history. Our work also included implementing all functions to terminal unit, marking out other communication interface of system in order to be compatible to other systems and instruments. The system can also save function data of terminal unit on schedule to be queried by sever system and detected in local. At the same time it is important to do research on rules of empty pump and of idle decision. Through analyzing on actual data, we found the system does have economical benefit, attaining the purpose of reducing consume and increasing benefit. In communication function of system, a little breakthrough has also been made.
We put forward communication technology of GSM SMS, which is the first time in domestic to be applied to long-distance communication of supervisory control system in oil well. The running result is relatively satisfied and the system has great value in oil field to automatic system construct in oil field of low-seep and low-storage.
引文
[1] 邹益仁，马增良，蒲维 编著．现场总线控制系统的设计和开发 国防工业出版社 p177-178．
[2] 范毅 李成伟 戴景民 杨卫国 组态王组态软件在原油集输监控系统中的应用 自动化技术与应用 2001．4．
[3] 刘敬彪，周巧娣，抽油机井无线数据采集与监控系统 油气田地面工程 1999年 第18卷 第4期．
[4] MOBUS ASCII and RTU Protocols. http://www.programmable-controller.com/modbus.htm.
[5] Wang Zhi Yu Haibin Wang Tianran Song Guoming Modeling and Analysis of Fieldbus Function Block 仪器仪表学报 2001年4月 第22卷 第2期．
[6] Modbus RTU lave32-BitTOPServer(OPCFastDDE, SuiteLink, AdvancedDDE). http://www.softwaretoolbox.com/store/item_pages/itempage_598.asp.
[7] Modicon Modbus Protocol Reference Guide. PI-MBUS-300 Rev. J.
[8] Keil software. RTX51 Tiny Real-Time Operation System User's Guide 2.95. Keil ElectronicGmbH, 1995.
[9] Keil software. 8051 Demo Kit Getting Start with 8051 Microcontroller Development Tools User's Guide. Keil Elektronic Gmbh, Copyright 1900-1998.
[10] Keil Software. The Final Word on the 8051. Keil Elektronic Gmbh, Copyright 1998.
[11] Jean J. Labrosse. uC/OS-Ⅱ The Real -Time Kernal. Miller Freeman, Inc.., Copyright 2000.
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[17] Mavis Chapman著 骆长乐 译 VC++6.0从入门到精通 清华大学出版社 西蒙与舒斯特国际出版公司．
[18] Marco Cantu 箸 王辉 等译 Delphi6从入门到精通 电子工业出版社．
[19] 黄军 熊勇 刘燕 刘晓海等编著 Delphi串口通信编程 人民邮电出版社．
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[22] Rabbit2000开发工具包入门手册．
[23] Dynamic C User's Manual.
[24] 周学冰 石丹 编著 短信息与的开发及应用，电子工业出版社 2001．1．
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[26] 罗批 姜丁 杨生辉 等 GPS车辆监控中心数据链的研究与实现 系统工程于电子技术1999年 第21卷 第5期．
[27] 王海婴 蔡学勋 GPS远程多媒体移动通信系统的实现 电信科学 1999年 第15卷 第5期．
[28] 谭宝成 王鹏 基于SMS通信的直放站监控系统设计 单片机与嵌入式系统应用 2002年 第2期．
[29] 黄慧山 短讯服务在供电企业的应用研究 电力需求侧管理 2002年4月 第4卷 第2期．
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[33] 王云茂 变电站综合自动化系统上位机时实多任务管理方法的探讨 微型机与应用1998年第6期．
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[37] 宁方青 张世峰 张捍东 远程监控系统的数据传输技术 华东冶金学院学报 1999年 第16卷 第4期．
[38] 张玉兔 通信卫星监控和数据采集系统初步研究计算机自动测量与控制 1999年 第1期．
[39] 郭谋发 王劭伯 RS-485网络的设计及其在工业监控系统中的应用 福州大学学报 1999年 第27卷 第1期．
[40] 王鹏 王海猷 王卫国 贺仁睦 软件测试在变电站自动化监控主站研制中的应用 现代电力 1999年 第16卷 第4期．
[41] 谢瑞和 王红军 周培源 基于公用电话网的远程分布式监测系统 华南理工大学学报 1999年 第27卷 第7期．
[42] 史清华基于80C196的HSI替代串行口数据采集与处理系统 计算机工程 1999年 第25卷第5期．
[43] 徐振斌 张若良 夹广学 一种分布式计算机测控系统设计 华东冶金学院学报 1999年 第16卷 第4期．
[44] 张玉兔 通信卫星监控和数据采集系统初步研究 计算机自动测量与控制 1999年 第1期．
[45] 董南萍 一个集散型控制系统通讯的实现 计算机应用 2000年 第20卷 第3期．
[46] 马维华 提高多机数据采集系统的通信可靠性 数据采集与处理 2002年 第17卷 第4期．
[47] 闻晓龙 杨永怀 自动化控制系统上位机在粮库中的应用 武汉工业学院学报 2001年 第1期．
[48] 杨三青 翁慧辉 程南 陈安新 联合站水质改性测试系统上位机软件设计 石油
化工自动化 2000．1．
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