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一、項目背景 油田是一個以油氣生產為主,集勘探、開發、施工作業、後勤輔助生產、多種經營、社會化服務為一體的,專業門類齊全的國有特大型企業。油田的勘探、鑽井、測井、錄井等是野外作業,流動性強,點多、分散、距(ju)離(li)長(chang),施(shi)工(gong)現(xian)場(chang)與(yu)公(gong)司(si)之(zhi)間(jian)的(de)信(xin)息(xi)交(jiao)流(liu)長(chang)期(qi)以(yi)來(lai)沒(mei)有(you)好(hao)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。油(you)田(tian)管(guan)理(li)層(ceng)十(shi)分(fen)重(zhong)視(shi)油(you)田(tian)信(xin)息(xi)化(hua)建(jian)設(she),明(ming)確(que)提(ti)出(chu)了(le)未(wei)來(lai)一(yi)個(ge)時(shi)期(qi)油(you)田(tian)信(xin)息(xi)化(hua)建(jian)設(she)的(de)具(ju)體(ti)目(mu)標(biao)。 借助“油井數據監控係統”,管guan理li人ren員yuan足zu不bu出chu戶hu就jiu可ke以yi通tong過guo該gai係xi統tong隨sui時shi觀guan測ce到dao油you井jing的de生sheng產chan狀zhuang況kuang。油you井jing工gong作zuo的de相xiang關guan數shu據ju每mei隔ge兩liang小xiao時shi傳chuan輸shu一yi次ci,機ji井jing一yi旦dan出chu現xian故gu障zhang,示shi意yi圖tu就jiu會hui標biao示shi感gan歎tan號hao,維wei護hu人ren員yuan就jiu能neng夠gou在zai最zui短duan的de時shi間jian內nei趕gan到dao現xian場chang,及ji時shi排pai除chu故gu障zhang。以yi前qian,采cai油you測ce試shi工gong要yao到dao每mei個ge現xian場chang進jin行xing測ce試shi,費fei時shi費fei力li不bu說shuo,對dui每mei口kou井jing的de工gong作zuo狀zhuang態tai也ye很hen難nan把ba握wo,有you時shi一yi口kou井jing發fa生sheng故gu障zhang,往wang往wang許xu多duo天tian後hou才cai發fa現xian。
二、GPRS方案的優勢
油田工作環境惡劣,雷擊、地震及人為破壞等時有發生,怎樣把油井運行的相關數據傳送到中心控製室一直是個難題。以前,油田曾采用微波、數傳電台的方式采集數據,但實際使用過程中,效果不理想,高成本的投入和頻繁的維護讓采油單位不堪重負。引入了GPRS鑽井數據上報係統之後,通過固定在機架上的傳感器,管理人員可以及時了解各個機井的工作壓力、采油時電壓、蒸汽溫度等數據,從而確保了油井的安全運轉。
油田還可依托GPRS/GSM網絡,實現了抄表自動化、精(jing)確(que)化(hua)。用(yong)電(dian)控(kong)製(zhi)中(zhong)心(xin)對(dui)油(you)廠(chang)用(yong)電(dian)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)電(dian)子(zi)顯(xian)示(shi)屏(ping)進(jin)行(xing)監(jian)控(kong),每(mei)個(ge)控(kong)製(zhi)點(dian)將(jiang)用(yong)電(dian)狀(zhuang)態(tai)以(yi)短(duan)信(xin)息(xi)的(de)形(xing)式(shi)及(ji)時(shi)傳(chuan)送(song)到(dao)控(kong)製(zhi)中(zhong)心(xin),這(zhe)樣(yang)就(jiu)可(ke)以(yi)自(zi)動(dong)、高效、及時地掌握油田用電情況,自動生成配電計劃,實行科學的電力營銷和管理。這套裝置克服了以前人工抄表準確率低、費時費力、缺少集中有效的管理的弊端,解決了生產的後顧之憂。
三、解決方案介紹
(一)係統結構 1、油田信息采集點:采用廈門宇能科技有限公司的YN2110 GPRS透明無線數據傳輸終端,通過RS232/RS485/TTL與油田設備采集點連接,接入移動公司為油田中心站提供的專用的GPRS網絡,網絡對油田信息采集點的接入地點、時間、數量沒有限製可以隨時增減。可以滿足山區、偏遠地區和跨地區接入的需求。 2、油田中心站:本係統中網絡代理服務器可采用ADSL、LAN等INTELNET公網連接,采用公網固定IP, GPRS數據傳輸終端上電後,它會根據預先設定在其內部的IP地址來主動訪問網絡代理服務器,通過代理服務器和監控中心建立TCP/IP鏈路。監控中心主站本身維護接入的每個終端的IP地址和ID號,當主站要向某個監控終端提出數據請求時,它會根據IP地址和ID號來找到對應的終端,將命令下發到該終端,終端響應後通過GRPS數shu據ju傳chuan輸shu終zhong端duan把ba數shu據ju發fa到dao網wang絡luo代dai理li服fu務wu器qi端duan口kou,通tong過guo端duan口kou影ying射she轉zhuan發fa到dao監jian控kong中zhong心xin主zhu站zhan,即ji完wan成cheng了le一yi個ge應ying答da式shi的de通tong訊xun流liu程cheng,當dang油you田tian信xin息xi采cai集ji點dian數shu量liang增zeng加jia,中zhong心xin不bu用yong擴kuo容rong即ji可ke滿man足zu需xu求qiu。 (二)產品特性 油田信息采集傳輸係統采用YN2110 GPRS DTU。產品基於中國移動的GPRS網絡,提供RS232、RS485、TTL接口,利用GPRS數據業務實現無線聯網,產品支持各種行業應用,如實現信用卡實時認證、POS機的遠程控製維護、遠程業務點接入等。在油田信息采集傳輸係統方案中,YN2110 GPRS DTU可通過外置或嵌入方式與油田信息采集點設備連接。 1、支持900/1800/1900MHz三頻GSM/GPRS。 2、接口: RS232、RS485、TTL。 3、係統理論傳輸速率171Kbps,實際傳輸速率40Kbps。 4、支持Windows95/98/2000/XP/LINUX操作係統。 5、透明數據傳輸:YN2110EP-DTU內嵌TCP/IP協議,為用戶的數據設備提供透明傳輸通道; 6、自動撥號連接:YN2110EP-DTU可配置上電自動撥號上網、連接網絡,同時支持用戶端發起命令連接或遠程喚醒連接; 7、短信息備用數據通道:在GPRS網絡無法連接時可啟用短信作為備用數據傳輸通道; 8、短信息遠程維護功能; 9、實時監測網絡連接情況,掉線自動重撥功能; 10、提供主副IP及動態域名解析; 11、心跳報告時間間隔用戶可設定; 12、數據通信幀長度用戶可設定; 13、支持VPN安全功能。 14、安裝靈活、使用方便、可靠。 (三)係統功能 1、數據檢測功能:自動監測、記錄采油設備上的電壓、電流、電度、溫度、壓力、流量、液位、界麵、含水、示功圖、紅外報警等數據。采集數據的格式為模擬、數字和串行通信口。還能完成流量和電度的積算。 2、數據共享功能:所測數據以及采油設備的工作狀態可以傳輸到局域網上,實現多方遠程數據共享。 3、顯示功能:總流程顯示、分組流程顯示、全部數據列表、分組數據列表、單個儀表曆史數據列表,對於日、月、年顯示、故障列表顯示。 4、輔助分析功能:及時發現停電、缺相、油管堵塞、盜油、液麵過低、配重不平衡等異常情況。 5、報警功能:如ru果guo檢jian測ce值zhi超chao過guo設she定ding範fan圍wei,即ji聲sheng光guang告gao警jing,並bing能neng在zai屏ping幕mu上shang顯xian示shi出chu現xian問wen題ti的de儀yi表biao名ming稱cheng以yi及ji參can數shu超chao出chu的de範fan圍wei,若ruo有you多duo個ge數shu據ju報bao警jing,將jiang按an順shun序xu顯xian示shi超chao值zhi列lie表biao。 6、權限設置功能:權限設置分一般操作員、管理員、超級係統管理三種。利用輸入用戶名和密碼加以限製 (四)安全措施 本係統需要極高的係統安全保障和穩定性。安全保障主要是防止來自係統內外的有意和無意的破環,網絡安全防護措施包括信道加密、信源加密、登錄防護、訪問防護、接入防護、防火牆等。穩定是指係統能夠7×24小時不間斷運行,即使出現硬件和軟件故障,係統也不能中斷運行。 數據中心可通過公網使用VPN接入到移動GPRS網,采用VPN方式成本比較低,企業不用租用專線,還可以利舊使用原有的VPN設備,移動終端需要安裝具有VPN二次虛擬撥號的功能的軟件。通過VPN方式,客戶端在連接應用服務器前,要經過Radius服務器的認證整個數據傳送過程得到了加密保護,安全性比較高,可充分保障速度和網絡服務質量。另外,數據中心也可以采用APN接入方式,租用專線接入到移動公司的GGSN設備上,這種成本高,安全性高、穩定可靠。對於安全性要求非常高的係統,可考慮在專用APN接入的基礎上再加上VPN接入方式的混合接入方式,進一步提高係統的安全性。 1、VPN虛擬專網模式:企業內部網絡中配置VPN服務器,移動終端加載具有VPN二次虛擬撥號的功能的客戶端軟件。采用VPN安全技術,用戶通過接入企業內部虛擬專網的方式與Internet進行隔離,可對整個數據傳送過程進行加密保護,有效避免非法入侵。 2、利用SIM卡的唯一性,對用戶SIM卡手機號碼進行鑒別授權,在網絡側對SIM卡號和APN進行綁定,劃定用戶可接入某係統的範圍,隻有屬於指定行業的SIM卡手機號才能訪問專用APN,移動終端與數據中心采用中國移動分配的專門的APN進行無線網絡接入,普通手機的SIM卡號無法呼叫專門的APN。 3、對於特定用戶,可通過數據中心分配特定的用戶ID和密碼, 其他沒有數據中心分配的用戶ID和密碼的用戶將無法登錄進入係統,係統的安全性進一步增強。 4、數據加密:通過VPN對整個數據傳送過程進行加密保護。 5、網絡接入安全鑒定機製:采用防火牆軟件,設置網絡鑒權和安全防範功能,保障係統安全。 四、 結論 該監控係統中,使用組態軟件和GPRS無線數傳終端,係統無線遙測遙控主機(RTU)將jiang檢jian測ce到dao的de單dan口kou采cai油you井jing的de現xian場chang狀zhuang態tai,通tong過guo無wu線xian方fang式shi傳chuan送song給gei監jian控kong中zhong心xin,從cong而er實shi現xian各ge單dan井jing狀zhuang態tai的de集ji中zhong監jian控kong,減jian少shao人ren員yuan投tou入ru,有you力li的de縮suo短duan油you井jing故gu障zhang發fa現xian和he排pai除chu時shi間jian,極ji大da的de提ti高gao了le生sheng產chan效xiao率lv,同tong時shi係xi統tong的de性xing價jia比bi特te高gao。另ling外wai,本ben係xi統tong還hai非fei常chang適shi合he輸shu油you管guan漏lou油you,盜dao油you監jian測ce,在zai多duo家jia采cai油you場chang中zhong使shi用yong,取qu得de了le較jiao好hao的de經jing濟ji效xiao益yi和he社she會hui效xiao益yi。
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