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辽宁35选7开奖走势图贴吧:北斗衛星建設具體設計和具體應用

來源:原創論文網 添加時間:2019-07-01

辽宁35选7图表 www.bfptp.com   摘    要: 油田分布區域廣、地形復雜。通過北斗衛星通訊數據傳輸系統, 運用PLC邏輯控制技術、衛星通信技術, 實現數據傳輸至油田SCADA系統 (數據采集與監視控制系統) 可真正實現超遠距離的SCADA應用。文章以某油田為例, 運用北斗衛星將偏遠地區的數據采集回傳, 實現數據傳輸不受地形、天氣等的影響, 其思路可供其他油田參考借鑒。

  關鍵詞: 北斗衛星; 油田; 傳輸; 數據應用;

  1、 前言

  油田分布區域廣而且地形復雜。生產數據傳輸網絡主要分為有線網絡及無線網絡, 無線網絡類型主要由WIFI、無線網橋和4G網絡構成。目前存在一些地區邊遠、地勢惡劣、沒有網絡覆蓋的井區, 生產數據無法回傳, 需要依靠人工往返井場抄錄數據, 巡檢周期長, 工作量大, 費時費力。迫切需要一種不受地形、天氣影響, 造價便宜使用方便的無線數據傳輸方法, 解決數據遠傳集中監控的需求。

  油田采用衛星通訊數據傳輸系統, 運用PLC邏輯控制技術及衛星通信技術, 將現場采集數據傳輸至中控室SCADA系統。衛星通訊技術的應用, 使油區數據傳輸全覆蓋, 無盲點, 不再受傳輸距離、地理環境、天氣條件等不利因素的影響, 彌補了光纖傳輸、數傳電臺、無線網橋的缺陷。

  2、 北斗衛星建設總體思路

  北斗衛星的簡短通信功能可以實現用戶與地面控制中心、用戶與用戶之間的雙向數據傳輸。用戶終端通信工作在L/S波段, 并且具有多個業務并發執行的能力, 可以在3 s內將用戶監測站的數據發送到用戶數據中心站。數據傳輸的形式為超長報文, 并且不需要申請專用信道, 一般用戶一次可傳輸36個漢字, 經核準的用戶可以一次傳輸使用連續傳送方式, 最多可傳送個120漢字[1]。

  整個系統在縱向上可分為三層, 即:設備傳輸層、采集層、應用層。

  設備傳輸層———采用北斗衛星傳輸。傳遞采用終端與衛星之間雙向通信的交互方式。

  采集層———系統采用PLC控制器采集現場儀表的數據。

  應用層———IFIX組態軟件進行數據集中處理, 在中控室SCADA系統中進行界面遠程控制, 采用目前流行的多層開發模式進行信息采集與發布;使用瀏覽器/服務器的方式同步實現數據網上發布。
 

北斗衛星建設具體設計和具體應用
 

  總體設計思路如圖1所示。

  圖1 北斗衛星建設總體思路
圖1 北斗衛星建設總體思路

  3、 北斗衛星建設具體設計

  3.1、 數據鏈路設計

  (1) 通過采集現有控制器內數據, 包括運行狀態、壓力、電量參數、變頻器參數等。

  (2) 采集傳輸終端通過RS485接口 (Modbus RTU) , 采集現場PLC控制器。

  (3) 中心站通過衛星接收數據, 并提供以太網接口 (Modbus TCP協議) [2]。

  其流程如圖2所示。

  3.2、 通訊基站建設

  通用型北斗二代短報文、北斗/GPS通信定位終端一體機 (以下簡稱一體機) 專門為數據傳輸而研制的機型, 采用收發天線、???、核心主板一體化設計, 集成了RDSS、RNSS天線、射頻收發電路、基帶電路等[3]??殺喑炭刂破骷虺芇LC, 是一種數據運算操作的電子系統, 專為在工業環境下應用而設計。

  3.3、 PLC與通訊設備的調制

  PLC的基本工作方式是在系統軟件的控制下采用周期工作方式, 即掃描工作方。它的操作系統是一個小型的實時軟件, 在每次掃描期間, 除了讀入各輸入點的狀態, 用戶邏輯輸出控制信號以外, 還進行故障自診斷和處理與編程器, 計算機等的通訊請求等。

  圖2 數據鏈路圖
圖2 數據鏈路圖

  西門子編程軟件指令庫中包含專門為Modbus通訊設計的子程序和中斷服務程序, 使得通訊簡單易行。在指令樹中找到這些指令, 選擇指令時, 會有一個或多個相關的子程序自動添加到項目中, 由這些程序來管理整個的通訊過程。實現現場控制器通訊協議標準化, 將原有的Modbus (支持一個主站) 的通訊方式改造為Modbus TCP協議 (支持多個主站) 。

  在水源井內設置1座PLC控制柜, 統一布局在控制柜中。通過對西門子S7-200PLC進行邏輯控制器處理各種指令, 通過給定Modbus TCP協議通過485方式將所需數據點傳送衛星通訊??? 衛星通訊??榻郵盞氖萃ü佬譴偷澆郵棧? 接收終端處理后通過交換機接入油田自動化專網。油田SCADA系統通過驅動讀取指定衛星通訊??櫚氖蕕刂范列此璧氖鶯涂刂頻? 這就為實現全站“管控一體化”打下堅實基礎。

  3.4、 通訊連續性測試

  通訊鏈路通訊連續性測試, 如表1所示。

  通過對油區A、油區B通訊設備測試、發現衛星通訊效果優秀。完全符合現場設備傳輸需求。

  3.5、 采集數據網上發布

  北斗衛星采集數據通過PLC控制器間的通信協議將數據自動采集到SCADA服務器中, 并在中控室SCADA系統界面上進行實時顯示。SCADA系統是建立在自動化專網中的系統, 只能在專網中進行查看, 為了能使自動計量數據在辦公網上實現數據發布, 需要將計量的實時數據上傳到自動化Oracle數據庫[4]。

  在服務器上建立自動化系統主數據庫, 建立數據庫聯接引用各二級單位實時數據, 通過鏈路把歷史數據轉儲到主數據庫上。自動化實時數據通過專用設備轉儲到Oracle關系數據庫中, 在數據庫開發方面, 大量使用存儲過程和視圖進行數據庫后臺訪問并處理數據計量數據。

  系統發布所采用平臺為油田統一的集成運用平臺, 通過可視化的定義工具, 操作步驟更加簡化, 邏輯更加連貫。在遵循定制思想、優化定制流程的前提下, 集成平臺以操作可視化、簡捷化、標準化為理念, 采用相對簡便、邏輯清晰、所見即所得的操作來完成之前的復雜定制工作, 極大地提高了定制工作的效率和準確度。

  4、 北斗衛星推廣應用

  4.1 推廣情況

  按照示范區建設, 油田首次采用北斗衛星接入SCADA系統, 首次實現了同步衛星數據傳輸, 通過在偏遠水源井的成功應用, 取得了較好的效果。

  4.2、 應用效果

  通過北斗衛星的成功實施應用, 實現油田偏遠地區數據的回傳, 為企業有質量、有效益的生產提供技術支撐, 形成以下效果:

  (1) 節約成本費用。傳統的光纖通訊單獨架設光纖費用昂貴, 若全部偏遠井區用光纖接入, 費用需上百萬元;北斗衛星的投用大大減少了員工往返現場的次數, 節約車輛費用。衛星通訊覆蓋偏遠井區后, 1人可完成所有站庫的監控工作, 很大程度上減少一線操作員工數量, 節約企業成本。

  (2) 為偏遠井區的數據采集提供技術支撐, 提高管理水平。在中控室就可實現對現場設備的遠程啟停、數據采集、功能設定, 實現了油田接轉站的“管控一體化”, 提高了管理水平。

  (3) 數據報警信息遠程監控, 降低生產安全風險。夜班巡檢存在人員少, 站點多的情況, 巡檢工作量大, 系統設置報警參數后, 報警出現時刻及時通知現場人員采取相應的應急措施, 減少現場跑油等現象, 有毒有害氣體超標時提示人員嚴禁進入, 減少不必要的人員傷害, 降低生產安全風險。

  參考文獻

  [1]徐明明.水文測報數據傳輸中的北斗衛星通信技術探討[J].工業技術創新, 2016 (4) :831-833.
  [2]鄧志君, 梁松峰, 基于RS485接口Modbus協議的PLC與多機通訊[J].微計算機信息, 2010 (8) :107-108.
  [3]王磊, 宋蕾.利用北斗短信功能實現海上測量信息的回傳[J].海洋測繪, 2011 (3) :25-27.
  [4]劉霽宇.北斗衛星SCADA通信組網方案[J].黑龍江科技信息, 2009 (24) :50.

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