探析物聯網技術在石油裝備檢驗檢測系統中的運用

王靖超 范輝濤 高琪琪

摘 要：本文就石油裝備的檢驗過程中存在的不足進行分析研究，并從裝備的FRID系統、節點硬件設計以及軟件設計等方面詳細闡述了物聯網技術在檢測系統中的運用，旨在應用先進的技術來滿足檢驗過程中的要求。

關鍵詞：物聯網技術 石油裝備 檢驗檢測系統 運用

引 言

石油裝備是油田公司進行原油輸送的關鍵，其檢驗檢測系統能夠保證裝備的正常運行。而隨著物聯網技術的發展，其應用也越來越廣泛，在檢測系統中應用該項技術能夠及時發現石油裝備出現的問題，并采取相應的措施，從而提升檢驗工作的效率。

1、FRID系統的制定能夠精準的檢測裝備

FRID作為一種自動識別的技術，其不需要人工操作及接觸，只需要借助射頻信號便可以對目標進行準確的識別，同時獲取相關的數據信息，這種技術特別適合在惡劣環境下工作。FRID射頻的識別技術的主要優點是能夠在同一時間內準確識別多個處在工作狀態的石油裝備，操作方便簡單。有效結合FRID系統與ERP系統，首先能夠為石油裝備的各個流程制定精確的節拍，其次是為安全追蹤關鍵構件提供強大的技術支撐。不管FRID系統是如何構架的，其技術的基礎仍然是互聯網，借助融合各種網絡傳播的方法，準確傳遞裝備信息。且在物聯網上，傳感器收集到的數據信息主要是借助網絡來傳播，為了保證數據信息傳遞及時準確，還應借助網絡協議來實現整個過程[1]。

2、裝備檢測系統物聯網系統的設計

石油裝備主要包含輸油泵、分離器及壓縮機等，而輸油泵的檢測工作時是最為重要的。其在運行過程中，需要對進出口壓力、輸油量及油泵的溫度等參數信息進行檢測，然后結合輸油技術的要求，設定輸油泵的運行時間及惦記運轉的壓力及頻率。結合輸油泵的技術工藝及石油裝備的安全及工作效率提升的需求，運用物聯網檢測技術，采取精細化的設計原則對相關系統進行結構設計。主要在于：（1）傳感器。其功能主要是采集泵體的溫度、壓力、流量及頻率等現場的數據信息，并結合運行指令對輸油泵進行控制。以便檢測系統對輸油泵的運行情況進行掌握。（2）協調器。其主要是將傳感器中各節點進行連接形成ZigBee網絡，并對傳感器各節點中的數據信息定期的輪詢采集，同時結合石油裝備的運行工藝對輸油泵適當的調節。協調器與工控機之間形成RS485的通信形式，將數據傳遞到人機界面儲存及應用，便于檢測系統對輸油泵的各項數據信息及時了解。（3）本地應用方面。其主要是現場站點控制計算機界面，是物聯網的控制中心點。因為輸油泵是石油生產的關鍵裝備，對檢驗檢測系統要求是非常高的，所以通過RS485通信將調節器的各個節點進行連接。本地應用層便可以對調節器中的數據信息進行采集儲存、輸油泵的安全參數的設置等工作。同時為物聯網的遠程控制中心提供相關的數據信息，在權限允許的情況下，實施遠程調控，并輸油泵實現控制。（4）遠程控制。其主要是為檢驗檢測系統及時的提供各石油裝備的數據。遠程控制層能夠借助局域網對裝備運行時的參數、動態情況及記錄數據等多種信息進行實時查看。遠程控制的裝備可以是電腦或手機等終端設備。遠程監測系統與現場控機間通信具備TCP/IP的信息傳遞協議。

3、檢測系統物聯網硬件的設計

物聯網硬件的設計主要是使用美國的CC2530Zig-Bee的通信芯片，因為它支持的系統技術降低了其應用開發的難度。CC2530的芯片是集成射頻發射器及單片機，能夠支持最大256KB的儲存器，8KB的內部運行儲存器，同時具有豐富的接口。系統中的傳感器及協調器的節點核心均是CC2530的模塊。系統中的傳感器及協調器形成相互獨立的通信通道。系統的運行原理是借助不同的傳感器接口對電壓及電流等相關信息進行采集，通過A/D的模塊將信息轉換成數字整理后進行儲存，并能夠借助BF前端進行傳輸；此外傳感器的節點借助D/A模塊或I/O的接口對石油裝備進行控制[2]。同時，對石油裝備的壓力、精度及強度等相關參數進行采集控制，保證各項信息的真實準確性。

4、檢測系統物聯網軟件的設計

檢測系統的物聯網軟件包含傳感器、協調器及本地控制和遠程控制的各種APP程序的設計。首先，物聯網傳感器以及協調器方面軟件的設計。其設計均是在CC2530的協議棧及單片機編程的基礎上，其中的函數及調用有許多類似的地方。底層的軟件應用仿真器進行下載，第一應設置好運行相關的準確參數：如網絡號等，第二是協議棧的程序下載。其次，本地計算機控制中心的軟件設計。計算機中的軟件主要是在DelphiXE的編程進行設計開發，后臺的數據庫的編程是Paradow7。主要的設計模塊為協調器的信息處理模塊、裝備儲存管理模塊、運行的參數顯示模塊、遠程信息通信模塊等。最后，遠程控制的軟件設計。其軟件主要是在遠程控制的終端手機或電腦上運行，運行的環境要求是Android 4.0以上，在B/S的架構基礎上開發PC機的軟件。遠程系統的應用人員主要是石油企業的管理人員、操作員以及石油裝備的安全員等，檢測系統中采取角色的訪問制度，不同的應用人員能夠操作的界面也不同，職責任務也存在差異。另外，借助先進的物聯網技術，實現裝備的檢驗數據的準確性。通過大數據技術的運用，借助數字化管理方法對石油裝備的生產及檢驗等過程的數據信息進行采集，對裝備的批次、質量等各種精準的數據進行詳細儲存，經過數據的挖掘、分析及整理等手段，轉變思路，為石油裝備的正常運行提供保障。

結 論

綜上所述，對于在石油裝備檢驗檢測系統中應用物聯網技術，能將復雜的問題變簡單，使檢測系統的安全性提升，工作效率提高，為石油裝備提供更好的支撐，提升企業在競爭中的地位。

參考文獻

[1] 滕偉黎.物聯網技術在消防裝備質量檢驗中的應用[J].消防界（電子版），2016（06）：164.

[2] 陳勇，孫文磊，譚遠華，等.基于物聯網的抽油機裝備工況采集與可視化研究[J].制造業自動化，2015，37（17）：4-6+28.

作者簡介：王靖超（1991.09——），性別：男，民族：漢，籍貫：山東省濱州市博興縣，單位：國家石油裝備產品質量監督檢驗中心（山東），職位：材料檢驗師，職稱：助理工程師，學位：學士，研究方向：材料質檢。

范輝濤（1989.05——），性別：男，民族：漢，籍貫：黑龍江省黑河市嫩江縣，單位：國家石油裝備產品質量監督檢驗中心（山東），職位：機械檢驗師，職稱：助理工程師，學位：學士，研究方向 ：機械質檢。

高琪琪（1989.06——），性別：男，民族：漢，籍貫：山東省東營市，單位：國家石油裝備產品質量監督檢驗中心（山東），職位：機械檢驗師，職稱：助理工程師，學位：學士，研究方向：機械質檢。