現(xiàn)代通信技術(shù)在油氣生產(chǎn)自動(dòng)化中的應(yīng)用

魏永剛

（長(zhǎng)慶油田分公司 通信處，西安 716000）

現(xiàn)代通信技術(shù)在油氣生產(chǎn)自動(dòng)化中的應(yīng)用

魏永剛

（長(zhǎng)慶油田分公司 通信處，西安 716000）

現(xiàn)代信息技術(shù)是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程中的核心技術(shù)，在科技發(fā)達(dá)的今天，現(xiàn)代通信技術(shù)逐漸滲透到了電子商務(wù)、光纖通信、多媒體、衛(wèi)星電視廣播、自動(dòng)化生產(chǎn)等領(lǐng)域，能夠?yàn)樯鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建提供有效保障。本文將針對(duì)現(xiàn)代通信技術(shù)在油氣生產(chǎn)自動(dòng)化中的應(yīng)用做簡(jiǎn)要分析。

現(xiàn)代通信技術(shù)；油氣生產(chǎn)自動(dòng)化；技術(shù)應(yīng)用

在油氣自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，現(xiàn)代通信技術(shù)的應(yīng)用極大地提升了生產(chǎn)的效率和安全性，成為油氣高效高質(zhì)生產(chǎn)的重要助推器。

1　現(xiàn)代化通信技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)新的階段，從以往電子管記錄數(shù)據(jù)電纜連接已經(jīng)發(fā)展到了WiFi、3G網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙等無線信息網(wǎng)絡(luò)階段，無線信息網(wǎng)絡(luò)的組建不斷優(yōu)化著信息交互傳輸?shù)乃俾剩沟矛F(xiàn)代化生產(chǎn)所需數(shù)據(jù)、信息能夠得到即時(shí)的更新。而運(yùn)用新型加密技術(shù)、防干擾技術(shù)的信息網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，給現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)較為安全、穩(wěn)定、可靠的保證。

現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)的組成主要由藍(lán)牙、WiFi、WiMax、Mesh、RFID等。藍(lán)牙：主要是小范圍相互連接的幾個(gè)裝置間形成的無線網(wǎng)絡(luò)，一般范圍較小，相對(duì)開放，通信不需要電纜，成本較低。WiFi：是一種高頻無線電信號(hào)，能夠?qū)⒁苿?dòng)終端通過無線方式連接起來，相對(duì)開放，通信價(jià)格低廉，便于人們生活。WiMax：是更大范圍的無線信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，一般用于城域網(wǎng)的構(gòu)建技術(shù)基礎(chǔ)，也是目前3G信號(hào)技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。Mesh網(wǎng)絡(luò)：采用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也稱多跳網(wǎng)絡(luò)，其相對(duì)于其他網(wǎng)絡(luò)傳輸，可靠性更高，而且傳輸速率更快。RFID技術(shù)：是一種無線射頻識(shí)別技術(shù)，能夠通過特定的無線電通信訊號(hào)識(shí)別目標(biāo)及其數(shù)據(jù)信息，在門禁、票務(wù)等系統(tǒng)中多有使用。

2　現(xiàn)代信息技術(shù)在油氣生產(chǎn)運(yùn)行過程中的有效運(yùn)用

2.1自動(dòng)化數(shù)據(jù)的控制與采集

在油氣自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，信息的自動(dòng)化收集與處理是整個(gè)自動(dòng)化控制的重點(diǎn)。自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用集散型控制結(jié)構(gòu)，運(yùn)用兩級(jí)SCADA自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)各技術(shù)參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集與控制。

油氣自動(dòng)化生產(chǎn)中，在聯(lián)合站、計(jì)量站、油井等相關(guān)技術(shù)控制區(qū)域設(shè)置信息收集與控制基站。基站與生產(chǎn)系統(tǒng)中各離散點(diǎn)通過傳感器與變送器進(jìn)行數(shù)據(jù)信息收集，并利用各自動(dòng)閥門、壓力參數(shù)通過自動(dòng)程序的控制進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制，從而構(gòu)成油氣生產(chǎn)自動(dòng)化控制的一級(jí)SCADA監(jiān)控。

基站通過光纖、WLAN等方式將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息及時(shí)傳輸?shù)焦た厥摇⒆钥刂行模ㄟ^自控中心與工控室的調(diào)度實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示與數(shù)據(jù)信息異常的及時(shí)處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的控制。由此構(gòu)成油氣自動(dòng)化生產(chǎn)控制的二級(jí)SCADA監(jiān)控系統(tǒng)。

一級(jí)單元與二級(jí)單元相互之間通過電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信息實(shí)時(shí)交互聯(lián)系。

2.2多媒體視頻監(jiān)控系統(tǒng)

多媒體視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般由視頻客戶端、視頻監(jiān)控單元、視頻監(jiān)控中心組成，設(shè)置在廠區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)及其附屬設(shè)施、系統(tǒng)的視頻監(jiān)控單元將實(shí)時(shí)的視頻監(jiān)控信息編碼成數(shù)據(jù)流通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)揭曨l監(jiān)控中心，通過轉(zhuǎn)碼解流將視頻信息反應(yīng)到視頻客戶端上，由此實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的視頻監(jiān)控。而在整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中比較重要的一個(gè)部分是網(wǎng)絡(luò)視頻器，主要負(fù)責(zé)各種多媒體影像聲音的采集以及該視頻影像的壓縮編碼；同時(shí)，將網(wǎng)絡(luò)用戶以及監(jiān)控中心的實(shí)際控制命令有效地往前端設(shè)備上進(jìn)行傳輸。目前，MPEG-4網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器的壓縮比例相對(duì)較高，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償性方面較為優(yōu)越，逐漸成為主流。

由于大部分采油廠的視頻監(jiān)控多置于室外，所以，一般要選用能夠進(jìn)行360°全景掃描的恒溫監(jiān)控設(shè)備，實(shí)施對(duì)整個(gè)尤其生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)的全天候監(jiān)視。后端的監(jiān)控中心主要是由交換機(jī)、多媒體電視強(qiáng)以及視頻服務(wù)器等等設(shè)備有機(jī)組成的。其中，視頻服務(wù)器主要是用來管理源于網(wǎng)絡(luò)視頻編碼中的相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)視頻流，并運(yùn)用組播技術(shù)提供相應(yīng)的視頻服務(wù)給相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)用戶，真正實(shí)現(xiàn)多媒體數(shù)字化實(shí)時(shí)監(jiān)控以及網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)播檢索行為的有效運(yùn)行，監(jiān)控中心可以授權(quán)網(wǎng)絡(luò)用戶，這部分被授權(quán)的網(wǎng)絡(luò)用戶稱作是客戶端，客戶端為外網(wǎng)用戶以及本地網(wǎng)用戶均可以。

2.3寬帶Ethernet網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

2.3.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

各信息收集基站（聯(lián)合站、計(jì)量站、油井等）收集的數(shù)據(jù)信息匯集到工區(qū)控制處理器，工區(qū)工控室通過報(bào)表生成、實(shí)時(shí)圖像存儲(chǔ)等數(shù)據(jù)處理后傳送到廠部自動(dòng)化控制指揮中心，以方便廠部領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)人員實(shí)時(shí)瀏覽各基站主要技術(shù)參數(shù)、主要實(shí)時(shí)信息以及異常信息的監(jiān)測(cè)與處理。各基站與工控室、工控室與自控中心之間的連接一般采用光纖、數(shù)字微波、WLAN等多種傳輸方式，通過點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到面、面到面的星狀連接網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建出油氣生產(chǎn)系統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)。

2.3.2組網(wǎng)方式

各基站之間的信息傳輸組網(wǎng)一般采用可靠性較高、受干擾程度較低的光纖進(jìn)行連接。從廠部局域網(wǎng)引出光纖連接到油田信息網(wǎng)，如果從廠部到工控室之間的信息連接系統(tǒng)如小容量微波系統(tǒng)不能滿足寬帶傳輸?shù)男枰赏ㄟ^在兩端加裝E1/RJ45網(wǎng)橋的方式實(shí)現(xiàn)微波系統(tǒng)擴(kuò)容。在基站站點(diǎn)過多、涉及范圍過密集、涉及地理環(huán)境過于復(fù)雜的局部區(qū)域，可采用光纖/WLAN混合的方式進(jìn)行組網(wǎng)，以避免區(qū)域光纖連接的復(fù)雜性。

3　結(jié)　語

在油氣自動(dòng)化生產(chǎn)中，現(xiàn)代無線通信技術(shù)的應(yīng)用以及科學(xué)合理的進(jìn)行光纖/WLAN等有線/無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式的設(shè)計(jì)，能夠節(jié)省信息通信交流的成本，從而實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)交互連接的實(shí)時(shí)性，提高油氣生產(chǎn)的生產(chǎn)效率，值得積極推廣和廣泛使用。

主要參考文獻(xiàn)

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TE938

A

1673-0194（2015）02-0052-01

2014-12-26