通信系统在油田的应用研究范文

摘要：当前的油田监测系统复杂程度高、维修困难并且开销大。基于此，首先进行485通信系统工作模式研究，分析了主从模式的多机通讯方式，转换模式和从属装置的身份识别。进而阐述485总线油田应用的上下位机控制，分析了编址过程和帧架构设计。并分析产油量数据获取，研究了智能终端下的油田信息监测和数据分析。

关键词：油田监测；485通信；多机通讯；上下位机；编址；帧架构

1引言

伴随我国经济的飞速发展，石油、天然气等资源在国民经济中占据重要位置，而能源安全与储备是目前该行业面对的重要问题。传统的油田装备监测和数据获取往往通过人工实现，由于人工劳动力度大，信息精准度往往不合标准。本文采用485通信系统完成油田的远程监测便于实现高效化生产，完成数字化监管控制油罐液位、油水界面，设定电机的温度、电流、电压，完成泵的排量、泵压监测。将电动阀的开启、关闭等参数传到中控室由值班人员在电脑上监控和操作，实现了油田通信智能化。

2485通信系统工作模式研究

2.1主从模式的多机通讯方式

采用485总线油田的远程监测通信往往采用主从模式完成，各个从机均具有自身确定的地址，并由主机完成通讯。从起始阶段，全部从机均处在监听模式下，等待主机的呼唤，并由主机往网络中发送某个从机的地址，全部从机均能够获取地址并和自身地址对照，若不吻合则不应答，继续等待呼唤。若信息与电机、泵或电动阀等装置的应答信息吻合，则说明主机呼叫该装置，则某装置向主机发送应答数据，说明指令与数据已就位。

2.2485总线下的转换模式

485总线下的各个从属装置均需要具有自身的特殊网址，主机经过从机地址完成识别和通讯，进而采用485总线完成转换，而使用者则采用所编写的网络通讯协议完成装备区分，因而增大了使用者编程的工作量，且由于程序软件存在差别使得系统维护出现困难。

2.3从属装置的身份识别

每一次完成主从装置的通讯，从属装置如油罐、电机、泵和电动阀均需要完成一次身份识别操作，由于从属装置的数目最多，通讯任务较重，往往会对整个系统的实时性产生影响，并且降低整体的可靠度。

2.4485总线油田应用的上下位机控制

2.4.1485总线油田应用的上下位机控制整体分析

整体485通信系统重点在于一对多通信模式的设计，由于其采用主从操作方式，在总线下设置多部下位机，各台下位机均处于同一级别。而上位机的目的是识别各个下位机，并对各个从属装置如油罐、电机、泵和电动阀完成编址。

2.4.2编址过程

编址在总线之上是独特的，当上位机需要监测目标时，首先将编址存放在总线上，而总线的各个下位机均能够获取地址，完成判断。当地址和目标相符，则表明下位机被选定，并获取监控信息。信息转换进程中应采用问答模式，当上位机查问下位机时，下位机需要应答。

2.4.3帧架构设计

为使得下位机可获取地址与数据帧，需要完成帧架构的特别设计，并将串行信息采用高低电平设置。起始位和终止位则通过奇偶校验的方式完成，从而实现对从属装置的串行控制。

3485通信系统在油田的应用

3.1产油量数据

获取产油量仅可根据信息核心定时的整点报告读取信息，采用485通信系统等待界面登入，之后相应系统终端界面登入，程序给各个终端提供一个服务线程。而信息在传送的进程中通过高速运转模式提升容错率和效率，保证获取所得的各部分信息的真实与有效度。

3.2油田参数获取和保存

3.2.1油田参数分析

油罐液位、电机的温度、电流、电压、泵的排量、泵压、电动阀的开启、关闭等参数在各个工作状况下是不同的，因而获取信息，制作曲线模型，并完成曲线模型的对比研究。对油罐液位、电机、泵和电动阀的运作状况与能否正常工作进行分析，依据实际状况完成排查与维修。

3.2.2油田参数获取和保存

油田参数获取包含两个种类，即开关输入量与模拟量的获取，电动阀的开启、关闭等参数属于开关输入量，而油罐液位、油水界面、电机的温度、电流、电压、泵的排量与泵压属于模拟量。数据获取系统除收集上述信息之外，也可获取冗余数据，为保证石油度则需要配设红外线报警装置，若出现可疑数据，则发出警报。

3.3485通信系统下的数据采集

485通信系统包含一个采集装置，其载体上包含一个通信接口，该接口的主要功能是光电隔离，并能够进行远程连接。和集中控制装置连接后则与控制器产生关联，数据获取器也需要完成本地设定，并预留了交流接口、控制通路和监控接口。

3.4智能终端下的油田信息监测

对上文所获取的开关输入量与模拟量进行监控，其中开关输入量与控制监测体系衔接，而模拟量则与测量装备衔接用以获取油罐液位、油水液面、电机的温度、电流、电压、泵的排量与泵压等信息的变化。将获取的信息传送到智能装备中，通过示功模型完成监测，若发生故障则需要及时采用相关措施，把信息结果上报。信息采集装备除获取信息之外，还兼具看门狗与充电装置的功能，保障信息获取系统稳定运转。

3.5485通信系统下的数据分析

对获取所得的油罐液位、油水液面、电机的温度、电流、电压、泵的排量与泵压等信息传送到智能终端中进行处理，将信息转换为图形之后则采用间隙保存的方法录入系统，保证数据的精准度。而逻辑操作板块则完成控制和监测，并预测油田工作状况。智能终端同时对I/O驱动板块产生的信息进行操作，实现声光控制。

4结语

当前油田信息获取和控制基本采用人工完成，操作者劳动强度大，并且易出错。本文研究了485通信系统在油田的应用。本章首先对485通信系统工作模式进行研究，给出主从模式的多机通讯方式，主机经过从机地址完成识别和通讯，采用485总线完成转换，而从属装置的身份识别需要完成上下位机控制，给出编址过程。并给出帧架构设计，将串行信息采用高低电平设置，而起始位和终止位则通过奇偶校验的方式完成，实现对从属装置的串行控制。进而分析485通信系统在油田的应用，获取了产油量数据。在485通信系统中设置采集装置，完成光电隔离，进行远程连接。实现智能终端下的油田信息监测，将信息转换为图形之后则采用间隙保存的方法录入系统，保证数据的精准度。

参考文献

[1]张兵,林建辉,伍川辉,等.便携式数字兆欧表的设计[J].计算机测量与控制,2008,16(1):132-134.

[2]吕荣洁,马广华.智慧的油田——访IBM全球石化行业总经理JohnD•Brantley[J].中国石油石化,2010,9(24):109-115.

[3]周彬,秦玉娟,刘馨.基于GoAhead的油井多参量远程监测系统的设计[J].低压电器,2013(11):23-26.

[4]黄丽,仝秋红,蹇小平.电喷发动机故障诊断专家系统知识库与推理机的构建[J].电子科技,2007:172-178.

[5]王琦,秦娟英,周伟.用RS-485构成总线型多点数据采集系统[J].计算机自动测量与控制,2000,8(6):45-47.

作者：李元雄1；谢秀川2 单位：1.华北油田第一采油厂，2.华北油田技术监督检验处