信息化技術在油田供水計量系統的應用

王瑾 歐陽雪峰 張奇文 乙加牛 史杰

[摘 要] 本文詳細闡述了應用基于中國移動GPRS網絡無線遠程采集傳輸系統在解決油田遠距離供水管網數據實時監測，實時采集數據的方案。該系統傳輸實時性強，錄取資料方便，系統運行穩定，減輕了工人勞動強度。

[關鍵詞] GPRS；無線遠程；遠程數據終端；數據采集；計量

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 04. 031

[中圖分類號] F272.7；TN929.5 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）04- 0062- 03

0 引 言

新疆油田公司百口泉采油廠百重七供水管網主要承擔百重七稠油處理站消防、生活、5個供熱聯合站供水任務，每天需要頻繁錄取供水計量數據[1]，但是目前供水站點存在地理位置較為偏遠，距離廠區約為7千米，且供水流量計讀表都安裝在地坑中，造成人員計量工作效率低，工作環境差，安全隱患大等眾多不利因素，然而用水計量數據需要準確、可靠、及時，計量信息工作是生產經營環節中重要的基礎工作，每日用水計量數據直接影響企業的經濟效益。由于百重七井區移動通信網絡信號可靠，穩定性好，因此利用中國移動通信GPRS技術數據傳輸網絡平臺[2]，應用GPRS數據采集傳輸終端將供水管線壓力、流量、供水總量等數據上傳，該BTU支持modbus-RTU通信協議，利用移動專號VPN綁定規定IP地址，建立了虛擬專用網，成功實現了供水管網遠程數據采集傳輸系統[3]。

1 系統總體結構設計

GPRS無線遠程抄表系統結構由現場一次表、GPRS無線采集傳輸終端、GPRS網絡和數據管理中心4部分組成[4]。如圖1所示。

1.1 現場采集構成

現場采集由位于地坑中的現場儀表智能型電磁流量計構成，該電磁流量計所依據的基本理論是法拉第電磁感應定律，用于測量管道中水的體積流量，壓力等各項數據，通過RS-232通訊串口與值班室內的帶GPRS 無線采集傳輸器9#、10#端子連接通信，串口通訊速率為9 600bit/s，7#端子、8#端子接收來自電磁流量計的4～20mA模擬信號，BTU內部微處理器對模擬信號進行A/D變換為數字量并自動存儲。同時處理后的數字信號由I/O端口傳送給GPRS模塊，通過GPRS模塊發射出去[5]。

1.2 數據采集傳輸終端

水表數據采集傳輸終端內部由9部分組成

（1）7.2V鋰電池供電，可上報8 000次以上。

（2）標準的RS 232數據接口。

（3）內置工業時鐘，可定時定點上報數據，可以任意設置時間匯報數據。

（4）內置1M Flash存儲器，數據自動存儲，可以滿足每日的數據儲存。

（5）提供2路標準4～20mA模擬信號輸入接口。

（6）提供1路16V電源輸出，可給外部儀表供電。

（7）提供2路開關量輸入接口。

（8）性能可靠的CPU、GPRS通信模塊。

1.3 通信及數據傳輸

GPRS無線傳輸網絡主要完成遠程供水站點和數據中心的通信和數據傳輸。其中主要的GPRS通信模塊采用工業級超低功耗高性能模塊，支持MODBUS-BTU，TCP/IP通訊協議。把封裝處理好的數據通過遠端GPRS設備進行打包發送，通過GPRS網絡與監控中心的主GPRS設備進行通信，主GPRS設備將接受的數據進行解壓，通過RS 232串口將各種監測數據傳輸保存到服務器數據庫中。

1.4 VPN專線

VPN（Virtual Private Network） 技術是指采用隧道技術以及加密、身份認證等方法，在公眾網絡上構建專用網絡的技術，數據通過安全的 “ 加密管道 ” 在公眾網絡中傳播。

為了提高數據傳輸的可靠性和穩定性，供水數據管理中心先向移動申請VPN專網業務，移動公司為客戶分配專用的VPN，用于GPRS專網的SIM卡開通該專用VPN后，給所有監控點及中心分配移動內部固定IP，這樣監測系統的所有數據都是在VPN網內傳輸，系統的實時性和安全性都得到了保障。

1.5 數據監測

供水公司數據管理中心通過服務器監測軟件可以對百重七各個站點的數據進行實時監控，同時能夠根據提供的數據進行故障判斷和生成各種管理報表，提供分析、查詢功能，以便能做好各管線的供水保障。