GPRS RTU油田管线阀室远程监控系统应用

　　案例背景

　　RTU是一种安装在远程现场的测控单元装置，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。它将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式传到中央计算机，同时还将从中央计算机发送来得数据转换成命令，实现对设备的功能控制。在生产过程自动化装置中，远程测控终端RTU充分体现了“测控分散、管理集中”思路，它在提高信号传输可靠性、减轻主机负担、减少信号电缆用量、节省安装费用等方面的优点也得到用户的肯定，已广泛应用于市政管网、油气田、水利、电力、煤矿、交通、能源管理等领域。

　　油田管线阀室,大多处于野外环境下，自然环境十分恶劣。平时油田管线阀室无人值守管线情况、各阀室内温度、压力等数据的检查只能靠人工巡视。但由于地域宽阔、自然条件差，一次巡视往往要用大半天的时间才能完成，而且设备故障不能及时发现。RTU在该环境下的应用极好的解决了这一问题。

　　油田阀室监控系统

　　此系统是典型的SCADA系统，即监测监控数据采集系统。系统采用基于GPRS/GSM网络的JY-RTU系列远程测控终端等硬件设备和工业监控组态软件构成。系统大致分为中控室的服务器、工程师站和操作员站，各油田管线阀室的远程测控终端RTU，通讯网络系统和现场一次测控仪表部分。其主要结构由中央计算机管理系统、通讯系统、远程测控终端RTU等三级组成。油田阀室监控系统框图如下：　　

　　系统采用以计算机为核心的监控和数据采集系统。在调度中心设置SCADA控制系统，并设置了一套主站RTU(JY-RTU6640)，系统包括由GPRS RTU构成的油田管线阀室远端控制系统。可在调度中心控制室完成对阀室的控制系统进行诊断、监控和数据采集的任务。

　　RTU构成及特点

　　远程测控终端采用JY-RTU6640，它带RS232、RS485双串口(232也转为485的情况下，可以有两路485)，内置大容量SPI-flash(容量可选1Mbit-64Mbit)，实现数据的长时间本机保存，采用6路继电器输出控制、4路光耦输入输出控制，内置RTC，掉电可自动计时，定时定点唤醒，支持标准Modbus协议，采用GPRS/GSM网络作为网络平台，独立完成对油田管线阀室的采集、控制、通讯、数据处理、报警上传、显示、操作等任务，实现系统的各个功能。

　　通讯系统

　　通讯系统分为GPRS/CDMA无线通讯和卫星无线通讯两种工作形式。

　　1)GPRS/CDMA无线通讯方式

　　GPRS DTU测控终端DTU的数据通过网络发往指定数据中心。数据中心在收到DTU的数据后，进行协议转换还原用户数据，同时对DTU进行管理。实现数据的双向流动。

　　2)卫星无线通讯方式

　　现场测控终端的数据通过卫星发送机跟卫星连接发送数据，在通过卫星与主站卫星接收机连接，接收数据后进行协议转换还原用户数据，同时进行管理。实现数据的双向流动。

　　油田阀室的相关监测数据

　　阀室侵液报警和门禁开关等均为开关量的监控，管温、管压、地温、可然气体浓度、蓄电池电量等一体化变送器的采集具有上下限限位保护、突发报警、定时上传发送等功能。

　　系统功能

　　油田管线阀室远程监控系统主要功能由供电、通信、数据监控、隔离保护、计算机集中监控五部分完成。

　　供电

　　由于油田管线阀室位置比较特殊，都在荒地野外且现场环境比较恶劣，均为无人职守站，且现场各阀室都没有照明电路，所以阀室内仪表及控制柜电源均采用太阳能充电、蓄电池供电方式。

　　通信部分

　　目前石油管线距离比较长。阀室分布比较分散，由于通讯距离较远，系统采用GPRS网络。实现了对现场设备运行状态的实时监控，实现了数据在人员、控制中心和设备间的互通互传，使技术人员和管理人员无论在任何地方都可以得到每个监控点的数据，并可以进行及时响应。

　　数据采集和远程控制

　　油田管线阀室远程监控系统选用GPRS RTU系统，完成对阀室无人职守站数据采集、自动控制、参数存储、实时通讯、故障报警等功能。可独立完成本地控制，也可受控于监控中心。

　　数据采集

　　将各站的管道压力、管道温度、地温、蓄电池电量、可燃气体浓度及流量、阀室门禁和进水开关启停状态、报警参数、巡检记录等上传至中央监控中心。

　　监控部分

　　接受监控中心的命令，可通过主站RTU对远端阀室RTU进行时间、参数和程序的设定，主动数据招测上传显示等。

　　参数存储

　　存储累计流量、故障参数和其它管道压力、温度等重要参数，可导出历史记录。

　　故障报警

　　完成运行参数的越限报警、防盗报警、以及设备的自诊断报警。

　　软件界面如下：

　　历史记录

　　1、用户可以根据时间段来搜索历史记录;

　　2、历史记录将以曲线形式绘制在窗口上面，历史记录可以以列表的形式显示在窗口下面，通过历史记录可以查看设备运转状态和相关趋势;

　　3、同时查询的历史记录可以导出为excel表格;

　　结论

　　在油田管线阀室监控系统项目工程中，由于采用了阀室集散控制系统及GPRS RTU技术，使得系统的阀室实现了无人职守监控自动化，，提高了整个管线系统的安全性和自动化水平.减轻了工人巡查的劳动强度，计量更加准确，延长了设备运行周期。随着科学技术的发展和环保等要求的提高，石油行业进一步改善集中控制效果，提高效率，实现集散控制是社会发展的必然趋势。