西門子工業無線網絡系統在抽油機上的應用

大慶油田房地產開發有限責任公司

西門子工業無線網絡系統在抽油機上的應用

李春雷

大慶油田房地產開發有限責任公司

油田可以采用工業無線通訊網絡，將全部的抽油機組成網絡，24 h終端監控。在抽油機上采用西門子S7 200系列的CPU，同時配置CP243—1工業以太網交換機、定向射頻天線等器材，當抽油機上的S7 200的CPU運行后，抽油機上的各種信息同步傳送給CP243—1，信息經處理后通過專用電纜與射頻天線聯接，將抽油機的運行狀態及故障信息等以廣播的形式定向發送。地面管理人員可以通過網絡上已經預安裝的W in CC服務器查看抽油機的實時或者歷史運行記錄和故障記錄，以便基層管理人員進行調配。

抽油機；通訊；工業無線網絡；西門子

以巡查人員巡檢為基礎的原始信息采集方式來檢查抽油機的工作狀態制約了油田的采油運行效率。為了彌補這種缺陷，油田可以采用工業無線通訊網絡，將全部的抽油機組成網絡，24 h終端監控，如果設備出現問題，相關部門第一時間組織搶修，使整個網絡上的抽油機能正常地運行。

1 系統軟、硬件配置

在抽油機上采用西門子S7 200系列的CPU，同時配置CP243—1工業以太網交換機、定向射頻天線等器材，西門子200的PLC負責本地控制，并實時將信息傳輸給CP243—1以太網模塊。這樣就擁有了將抽油機的所有信息發送或接收遠程監控系統的網絡硬件基礎。

在系統中配置CP243—1，首先設定MAC地址。它屬于硬件的實際地址，MAC地址在CP243—1的硬件上面可以查尋到，按實際地址配置。然后配置相應的IP地址和網關。這里需要說明的是，IP地址和網關不是隨意給出的，必須由油田網絡管理員統一配置，每臺起重機除CP243—1需要1個IP地址外，射頻天線也需要配置相應的IP地址和網關，所以至少給1臺起重機3個IP地址，其中1個是為將來系統擴容預留。當抽油機上的S7 200的CPU運行后，抽油機上的各種信息同步傳送給CP243—1，信息經處理后通過專用電纜與射頻天線聯接，將抽油機的運行狀態及故障信息等以廣播的形式定向發送；同時，射頻天線也接收來自基層管理部門發送的測試指令。

2 無線中控管理網絡硬件配置

無線中控管理部門的設備由大功率射頻天線、光纖、大型交換機414—3E及服務器等組成。地面的網絡硬件可以是信號的直接接收和發送終端，如西門子的MOBIC，或者是安裝了無線網卡的筆記本電腦等。但大型油田主要通過射頻天線接收信息，然后將這些信息通過光纖傳送到大型網絡控制器和網絡交換機，這樣抽油機的所有信息就進入了基層運行系統網絡，基層指揮人員可以隨時在網絡上的任何一臺電腦終端上調用這些同步信息，然后進行集中處理。地面主要采用西門子SCALANCE W系列產品，同樣上級管理部門可以通過網絡直接調用各個基層單位的抽油機信息。

3 中控系統軟件設定

基層管理部門的射頻天線也需要預先分配的固定IP地址。大型交換機需要由網絡服務員設定其工作狀態，如IP地址動、靜態分配，網絡安全的密鑰分配等。服務器則需要預先安裝西門子的Win CC及數據庫等軟件。地面管理人員可以通過網絡上已經預安裝的Win CC服務器查看抽油機的實時或者歷史運行記錄和故障記錄，以便基層管理人員進行調配。

網絡屬于單頻道配置，在多臺設備中也可以采用多頻道配置。這種WLAN與LAN互聯的混合網絡數據傳輸速率高，可防止數據通訊的訪問延時，甚至是生產停頓。其工作于不同的、非重疊無線頻道上，可確保無線區域重疊時不再發生干擾。同時借助于冗余機制和封包重復法（Packet Repetition），網絡接入點可產生可靠的無線連接，并可排除工業區域的其他信號干擾。

（欄目主持 關梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.050