油田通信動力環境監控系統的應用

牛曉君，李迎星

(青海油田通信公司網管中心，甘肅酒泉736202)

油田通信動力及環境監控系統的監控對象包括各站點的通信電源、空調、交流配電箱等動力設備的運行狀況以及站點的環境量。同時，考慮到野外站點有可能發生被盜情況和節能減排的需求，防盜告警和節能設備也應納入動力及環境監控系統，并且告警事件能在第一時間以短信方式通知維護人員。

1 油田動力環境監控系統預期實現目標

油田動力環境監控系統要實現的主要目標為:

(1)實現各個通信站點的通信電源實時監控;

(2)實現機房門禁系統的接入控制及無人值守機房的門碰監測;

(3)實現各機房的溫濕度實時監控;

(4)實現部分機房的水浸監控;

(5)實現告警事件短信通知維護人員;

(6)近期可滿足100個站點的動力環境監控，且易于擴容。

2 油田動力環境監控系統建設規模及技術要求

2.1 監控對象及內容

油田動力環境監控系統的主要監測參量有:開關電源運行狀況;蓄電池總電池電壓、蓄電池溫度;可被監控的空調監測量;機房環境及安全量:溫濕度、門磁、煙感、水浸。根據機房類型不同，適當選擇需要監控的參量。

(1)中心機房

共有4個中心機房需要實現電源監控、精密空調監控、機房溫濕度監測、機房門禁接入監控及地下室水浸監測等。

(2)標準機房

共有75個標準機房，需要實現通信電源監控，機房溫濕度監測、機房門碰監測及部分地下室機房水浸監測等。

(3)網管監控

動力環境監控主網管及服務器設備置于中心主機房，其他有人值守站點設客戶端監控。被監控的站點增加監控前端設備等輔助設施。

2.2 監控系統組網結構

動力環境監控系統的建設對象包括油田各基地通信機房及無人值守機房等。

油田通信機房分為兩種:監控中心本地核心網機房、非監控中心本地機房(包含各基地通信機房及無人值守中繼機房)。對于監控中心本地機房，直接采用RS232/485方式接入各地市本地監控中心;對于非監控中心本地機房，采用EI、IP、RS232/485方式接入監控中心。

2.2.1 監控系統結構

監控機房FSU由監控采集設備、傳感器/變送器、蓄電池監控單元等設備組成;電池監控單元通過串行口接入監控采集設備。

2.2.2 監控中心結構

區域監控中心LSC設在本地維護中心，可執行監控系統的全部功能，包括對各個端局FSU的數據進行存儲、處理，對視頻部分解碼顯示，對告警數據實時顯示并告警。

監控中心由數據庫服務器、動環應用服務器、業務臺、報表臺、前置臺、網絡接入設備等設備組成。

監控中心是由局域網構成，網上運行 TCP/IP協議，可以與其它控制系統，如綜合網管系統等進行連接，監控中心所有的業務臺軟件模塊都是全中文的操作及顯示界面。

2.2.3 組網原則

(1)原則上設置一個監控中心(SC)。

(2)每個被監控的站點設置為一個監控單元(SU)。

(3)每個基站內具有多個監控模塊(SM)，監控模塊分為自備式智能監控模塊和附加監控模塊兩種形式。其中附加監控模塊可通過數字輸入、數字輸出或模擬輸入、計數輸入接口分別與非智能設備的相應接口連接。

2.2.4 系統組網方式

在監控系統中，監控中心(SC)與監控單元(SU)之間的傳輸通信應根據實際的傳輸資源狀況，選擇穩定、可靠、合理的傳輸組網方式。

2.3 系統各級功能要求

2.3.1 監控模塊(SM)功能

(1)實時采集監控對象的運行參數和工作狀態，收集故障告警信息，并送往監控單元(SU)。

(2)實時接收和執行來自監控單元(SU)的監測和控制命令。

(3)具有 RS232、RS485/422、IP 等通信接口，方便納入上級動環監控系統接口。

(4)具有自身控制功能優先及相關的保護功能，對于監控系統下發的錯誤命令及可能損害監控對象的命令具有容錯功能。

2.3.2 監控單元(SU)功能

(1)周期性地采集各監控模塊(SM)傳送來的各類信息，進行數據處理、存儲，具有便攜式計算機進行現場維護操作的功能，實時向監控中心(SC)發送狀態改變、告警信息及相應數據。

(2)隨時接收并快速響應來自監控中心(SC)的監控命令。

(3)可通過監控模塊(SM)對各工作點下達監測和控制命令。

(4)具有定時統計基站內各個監測數據的最大值、最小值和平均值的功能，并將這些統計數據定時上傳到監控中心(SC)。

(5)當蓄電池組運行狀態變化時［浮充(或均充)轉放電和放電轉浮充(或均充)］，蓄電池組運行參數和單體蓄電池電壓(已對單體蓄電池進行監測)記錄間隔時間不超過2 s，且應記錄充、放電全過程。

(6)當通信發生中斷，監控單元(SU)應能夠保存主要歷史數據和全部告警數據至少7天，在通信恢復后，具備將通信中斷期間的數據上報功能。

(7)設備異常時應能自動重新啟動或后端遠程啟動，重啟后，原有已經上報的基站告警信息、歷史數據及設定參數等數據應不丟失，且不重新上報。

(8)應具有一定數量的AI、DI和DO接口，滿足基站監控對非智能設備的監控需求;具有一定數量的通信接口(RS-232、RS-485/422、IP、USB 等)，滿足對基站智能設備監控的需求，通信接口數量應能方便擴充。監控單元(SU)到上一級監控系統的通信接口類型應能根據網絡傳輸資源靈活調整。

(9)應具有遠端程序下載并重啟的功能，支持底端軟件的在線升級。

(10)對于采用智能門禁設備的基站，應能自動記錄人員進、出時間，在讀卡器和數字密碼鎖配合使用的場合，應同時記錄員工的編碼等信息，同時給出重要告警信息;應具有配合撤防功能抑制門禁告警信息的能力。

(11)SU應具有良好的可維護性，支持底端軟件的在線升級。

(12)SU需具備良好的可擴容性，應具備數據采集、智能設備通信串口、視頻等各種擴展板配置擴展功能，以適應局站監控對象、監控內容數量的擴容。

(13)SU需具備良好的適應性，應同時具備多種數據通訊接口，需同時支持E1線路、IP、串口等多種傳輸資源。

(14)SU需具有較高的電磁兼容能力，需采用具有較高強度的金屬外殼，以適應監控現場的電磁環境。

(15)SU監控單元的各種端口，包括采集端口、通訊接口、電源接口等，必須具有高規格的防雷指標。

3 動力環境監控數據的傳輸方式

無人值守站點采用E1傳輸方式將各機房監控數據上傳至監控中心;各中心機房及中繼機房可以通過公務信道方式、E1方式將各機房監控數據上傳至監控中心。

4 動力環境監控系統的特點及優勢

綜上所述，油田動力環境監控系統具有如下特點:

(1)全面靈活的組網方式，支持多種傳輸方式，支持混合組網結構，可以逐級靈活組網。系統容量大，可平滑擴容，數據處理能力強。

(2)高可用性的雙數據通道設計，使得協議數據和數據庫連接采用不同的通道，在保證效率高、網絡流量小的同時還保證了系統的穩定性和可靠性。

(3)最優化的軟件模塊化與可擴展性設計。

(4)高速的監控報警響應能力，系統可保證告警上報時間(在不設置告警延時上報的情況下)不超過10 s，遙測量和狀態量改變上報的時間同樣延遲不超過10 s。

(5)極低的網絡資源占用率、強大的數據庫支持和存儲能力。

(6)豐富的智能分析功能、多種數據和報表查詢功能，報表支持表格、圖形(曲線圖、直方圖、餅圖)、以及并行顯示，并可以根據需求自定義報表。

(7)全面的權限管理，系統采用用戶組方式進行權限管理，可對用戶組進行端局、設備的操作權限分配。

(8)高度的可靠性設計，電信級的軟件可靠性和工業級的硬件可靠性。

(9)良好的可擴容性、兼容性和可維護性。參考文獻:

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