基于HL-RTU在油田注汽管網監控系統的設計應用

馬曉軍

（新疆華隆油田科技股份有限公司，新疆 克拉瑪依 834000）

隨著油田開發的不斷深入和自動化技術水平的提高，油田信息化和智能化技術在油田開發中不斷得到應用推廣。 為了滿足油田生產對注汽管網的遠程監控需求， 加快實現智能化油田的步伐，對稠油井區注汽管網進行集中數據采集與遠程監控。油田注汽是油田生產的重要工藝部分。 溫度測量與監控作為油田生產重要參數中的一項，被格外重視。新疆地區屬于溫帶大陸性氣候，氣溫溫差較大，對數據采集設備的性能要求、環境溫度要求極為嚴格。 HL-RTU 可適應-40℃～+80℃的溫度，滿足新疆嚴寒、炎熱環境，在油田注汽管線監控系統建設中得到應用。

1 數據上傳設計

管線溫度儀表（貼片式熱電阻探頭+變送器）輸出4-20mA標準電流信號至數據采集控制箱（RTU），采用信號電纜（傳輸4～20mA 電流信號）；數據采集控制箱（RTU）至作業區SCADA 系統服務器與區域級服務器，通過DTU（數據傳輸單元）無線GPRS網絡進行數據傳輸。

2 系統硬件設計

該系統主要由監控系統、無線設備、現場控制器RTU 和儀表組成。 上位機由服務器、操作員計算機組成。 現場溫度數據通過RTU 進行采集處理， 通過DTU+無線GPRS 網絡與上位機進行數據交互，將現場的生產數據信號集中傳送到中心控制室，進行監控管理，實現對注汽管網的實時監控。

3 數據采集系統軟件設計

該系統主要由RTU 軟件和組態軟件6.53 兩部分組成。RTU 軟件完成儀表量程范圍的選擇， 站地址設定和通訊參數的設定工作。 組態軟件完成數據組態、顯示、數據存儲、數據查詢等功能。

3.1 RTU 站地址分配

根據modbus 通訊規約規定，ModBus 網絡只是一個主機，所有通信都由上位機發出。 網絡可支持的遠程從屬RTU 多達247 個，站地址從1 開始，依次到247。

3.2 通信設置

先利用RTUtest 軟件設置RTU 的站地址。 設置參數前需要用電腦連接RTU 的通訊端口，一般是指定下載端口。 通訊參數為默認參數，波特率9600；數據位8 位；停止位1 位。 通訊線用普通D 型串口，線序為2 對3，3 對2，5 對5 即可。 修改完參數，連接RTU 進行保存。

組態軟件設置。 需要打開組態軟件，打開工程瀏覽器，打開設備，選擇通訊方式，按照設置向導操作，完成通訊參數及通訊地址的設定。

3.3 組態程序

參照組態王6.53 使用手冊，有效利用新建工程、定義變量、I/O 設備管理、圖形畫面和動畫連接、趨勢曲線、報警和事件系統等功能，通過操作說明步驟完成操作。

4 效果展示

本監控系統利用GPRS 無線網絡、通訊、信息集成等技術，在生產現場安裝數據采集裝置， 實現對現場各類數據的自動采集和錄入。 現場與監控中心通過無線網絡進行數據傳輸，數據傳到數據中心后利用組態處理后在指揮系統上顯示， 實施遠程監控， 并同時把數據存入實時數據庫服務器和歷史數據庫服務器中， 供調用分析和Web 訪問， 提高對油田生產的實時指揮、調度、處置能力。 下圖是現場組態曲線圖和報表。

實現功能：

（1）顯示溫度、溫度曲線。 從圖中用戶可觀察到溫度、壓力在某一刻是否有異常， 并根據溫度曲線采取措施來增加或者減少注氣量，達到節能的效果。

（2）系統自動生成報表，同時用戶可根據情況選擇某一時間的報表數據。 該功能可減少用戶的工作量，同時能更加直觀、全面地查詢到需要的數據。

注汽管網監控系統采用遠程數據集中存儲、生產集中監控方式，實現運用一套系統對油區生產現場進行管理，提高了資源的利用率。

通過對數據的集中實時監控，可有效處理問題，減少損失及人身傷害，提高經濟效益。

5 結語

基于RTU、GPRS 的油田注汽管網溫度監控系統設計，在一定程度上解決了現場操作人員的勞動強度， 通過技術改變了原有系統的工作方式， 提高了油田生產管理的工作效率和管理水平，同時確保油田生產安全、有序、穩定。

[1]黃歩余，王建民，王玉華.石油化工安全儀表系統設計規范[S].北京：中國石化出版社，2004.