基于RTU技術(shù)的計(jì)量站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯基于RTU技術(shù)的計(jì)量站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)-基礎(chǔ)電子0引言

我油田計(jì)量站是計(jì)量原油的末端單位，位置分散，不便于管理。為了能及時(shí)、準(zhǔn)確地獲得原油生產(chǎn)的手資料，我油田采油一廠決定建立計(jì)量站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，將單井產(chǎn)液量和摻水量上傳Internet網(wǎng)絡(luò)，便于各單位及時(shí)進(jìn)行成本核算和部署下一步工作計(jì)劃。原本想采用GPRS技術(shù)，但該技術(shù)存在信息滯后的缺點(diǎn)，不具有及時(shí)性。經(jīng)討論，終采用了RTU技術(shù)。

1計(jì)量站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由傳感器、計(jì)量站控制器、數(shù)傳電臺(tái)、采油廠操作站、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器、監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)庫連接軟件等組成。計(jì)量站的變送器主要由單井產(chǎn)液流量計(jì)、油匯管流量計(jì)和摻水匯管流量計(jì)組成。其中，摻水匯管流量計(jì)選用電磁流量計(jì)，單井產(chǎn)液和油匯管流量計(jì)選用橢圓齒輪流量計(jì)。它們將流量信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4—20mA電流值或總線協(xié)議送至計(jì)量站控制器的I／0端口或COM口，然后經(jīng)數(shù)傳電臺(tái)接入采油一廠中控中心操作站，數(shù)據(jù)經(jīng)過分析處理后進(jìn)采油一廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。計(jì)算機(jī)可根據(jù)不同的權(quán)限，采用C／S或B／S模式對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問。計(jì)量站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示。

圖1計(jì)量站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

2計(jì)量站控制器

2.1RTU的構(gòu)成

遠(yuǎn)程終端RTU（remoteterminalunit）在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控中被廣泛采用。應(yīng)用于本系統(tǒng)的RTU是將數(shù)傳電臺(tái)、通信控制器、邏輯控制器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出和電源集成為一體的RTU，其構(gòu)成如圖2所示。在現(xiàn)場(chǎng)只需要安裝一臺(tái)RTU，如果傳輸距離過遠(yuǎn)，在屋頂安裝天線就可以完成無線通信的功能。

圖2RTU構(gòu)成框圖

2.2RTU幀格式

RTU和無線網(wǎng)關(guān)之間的通信采用Modbus協(xié)議的RTU通信模式。主從通信包括的幀格式如圖3所示，其中：系統(tǒng)地址用于標(biāo)識(shí)發(fā)送信息RTU的具體位置；單元地址用于設(shè)定通信內(nèi)容；目的地地址用于設(shè)定信息發(fā)送的目的地；CRC糾錯(cuò)碼用于通信過程中的錯(cuò)誤檢測(cè)。

圖3RTU幀格式

2.3RTU的通信方式

對(duì)于距離中控中心較遠(yuǎn)的計(jì)量站，站內(nèi)RTU的信息不能保證性到達(dá)。可以通過設(shè)置中繼站的方式縮短傳輸距離，保證傳輸質(zhì)量。中控中心設(shè)置一臺(tái)RTU，負(fù)責(zé)接收各站信息。為防止信息傳輸混亂，RTU專門設(shè)置了通信控制器，結(jié)合了“輪流詢問”和“逢變則報(bào)”兩種通信方式。主機(jī)對(duì)從機(jī)“輪流詢問”保證了系統(tǒng)的可靠性，而從機(jī)“逢變則報(bào)”保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。RTU之間的通信方式如圖4所示。

圖4RTU通信方式

3中控中心

中控中心由工程師站、操作員站、通信終端、工業(yè)信息管理軟件（CitectSCADAV6.1）、數(shù)據(jù)庫連結(jié)軟件（Plant2Business）、系統(tǒng)安全軟件（CiteetShell）、數(shù)據(jù)庫（SQLServer）服務(wù)器等組成。

中控中心服務(wù)器通過Intmnet網(wǎng)直接和RTU連接。中控中心服務(wù)器上安裝CitectSCADA和Plant2Business工業(yè)自動(dòng)化信息管理軟件。計(jì)量站流量計(jì)的數(shù)據(jù)在CitectSCADA上完成整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)數(shù)據(jù)庫接口軟件Plant2Business建立CitectSCADA與SQLServer數(shù)據(jù)庫的連接，它可以將CitectSCADA中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)方便地寫入SQLServer或Oracle數(shù)據(jù)庫，同時(shí)實(shí)現(xiàn)CitectSCADA對(duì)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)查詢或向其他任何一個(gè)數(shù)據(jù)源傳輸數(shù)據(jù)（例如通過Intemet網(wǎng)傳輸至勘探局的信息管理中心）。

過程監(jiān)控軟件CitectSCADA可以生成各階段的報(bào)表，根據(jù)已有數(shù)據(jù)完成趨勢(shì)變量記錄。同時(shí)，還可以根據(jù)設(shè)定實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。對(duì)于產(chǎn)量計(jì)量來說，趨勢(shì)變量記錄對(duì)于預(yù)測(cè)下一階段的產(chǎn)量起到了很好的效果。CitectPlant2Business是一個(gè)可以幫助用戶方便而快速地建立與使用工業(yè)信息管理（IIM）解決方案的平臺(tái)。通過對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)置權(quán)限確保信息的安全性，只有有權(quán)限的計(jì)算機(jī)才可以看到計(jì)量站的生產(chǎn)運(yùn)行情況。同時(shí)。CitectPlant2Business軟件還為信息向外傳送提供了保障?？碧骄值男畔⒐芾碇行目梢酝ㄟ^Internet網(wǎng)獲取生產(chǎn)信息，使企業(yè)決策者能及時(shí)了解生產(chǎn)狀況，并對(duì)下一步生產(chǎn)任務(wù)作出部署。

4結(jié)束語

本系統(tǒng)實(shí)施后，將對(duì)節(jié)約生產(chǎn)成本、確定生產(chǎn)計(jì)劃起到積極的作用。同時(shí)，還能對(duì)流量計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)發(fā)現(xiàn)問題的流量計(jì)及時(shí)更換，確保生產(chǎn)的正常運(yùn)行。下一步，我們計(jì)劃對(duì)計(jì)量站內(nèi)的其它儀表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將儀表信號(hào)接入RTU，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的遠(yuǎn)程監(jiān)