在石油的開采、儲運(yùn)等生產(chǎn)過程中，動態(tài)監(jiān)測是生產(chǎn)管理的重要工作內(nèi)容，也是保證油田正常、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段，在西方發(fā)達(dá)國家自動化數(shù)據(jù)采集與控制（SCADA）已經(jīng)成為生產(chǎn)的配套設(shè)施。
動態(tài)監(jiān)測的主要內(nèi)容包括泄漏監(jiān)測、壓力超高保護(hù)、溫度異常、含水超標(biāo)等。油田被稱為“沒有圍墻的工廠”，油井、集輸站、聯(lián)合站星羅棋布，偏遠(yuǎn)分散，而石油的整個生產(chǎn)流程又通過管道連接起來，成為一個壓力系統(tǒng)，可謂牽一發(fā)而動全身，特別是泄漏事故時有發(fā)生，給油田造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。因此，實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測，對于及時發(fā)現(xiàn)泄漏等故障、優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)、減少盜油犯罪案件的發(fā)生、提高油田的現(xiàn)代化管理水平等具有重要的意義。
一、油田數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的需求
為實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)的監(jiān)控，生產(chǎn)調(diào)度中心需要實(shí)時得到各站的壓力、溫度、流量等數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到生產(chǎn)能耗指標(biāo)情況和生產(chǎn)運(yùn)行狀況，如對于長距離輸油管道，就需要實(shí)時得到管道進(jìn)出口的壓力數(shù)據(jù)，由泄漏監(jiān)測報警系統(tǒng)軟件即可進(jìn)行泄漏報警和泄漏點(diǎn)的定位。
簡短地說，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集與通信兩個方面的內(nèi)容。
1. 串口儀表設(shè)備在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛
在基于計算機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，通過485總線方式連接計算機(jī)串口是相當(dāng)流行的數(shù)據(jù)采集方式，串口輸出的儀表設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。很多時候，自動化工程師會遇到PC機(jī)中的插槽數(shù)量超過了實(shí)際能夠有的數(shù)量，使用串行接口來連接測量與自動化設(shè)備，擺脫了對計算機(jī)內(nèi)部ISA或PCI插槽的額外硬件要求。
RS-485總線是用一對簡單的雙絞線構(gòu)成分布式系統(tǒng)，通過RS485-RS232轉(zhuǎn)換即可連入計算機(jī)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)、雙向通信和數(shù)據(jù)采集，設(shè)備簡單，價格低廉，它所具有的噪聲抑制能力、數(shù)據(jù)傳輸速率、電纜長度及可靠性是其他標(biāo)準(zhǔn)無法比擬的。正因?yàn)榇?，RS-485在工業(yè)數(shù)據(jù)采集與控制、儀器儀表、汽車電子、電信設(shè)備等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
2. 以太網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)已成為油田數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕緩?BR> 近年來，Internet在全世界范圍內(nèi)發(fā)展迅猛，作為Internet的核心技術(shù)TCP/IP也越來越被大家所熟悉，基于TCP/IP的WWW瀏覽、FTP、E-Mail和Telnet等技術(shù)在各個領(lǐng)域得到較廣泛的應(yīng)用，各種基于TCP/IP技術(shù)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也不斷涌現(xiàn)，且具有很好的應(yīng)用前景。TCP/IP協(xié)議作為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系的核心協(xié)議，對網(wǎng)絡(luò)通信中從硬件故障、網(wǎng)絡(luò)擁塞、分組延遲或丟失、數(shù)據(jù)損壞、數(shù)據(jù)重復(fù)和失序等影響通信的問題都有相應(yīng)的解決和糾正辦法，很好地保證了數(shù)據(jù)包的完整和可靠收發(fā)。
在這種趨勢下，以TCP/IP和以太網(wǎng)為代表，成熟度較高的開放式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，正逐漸地被應(yīng)用在各個自動化系統(tǒng)內(nèi)，連接并控管所有的設(shè)備。就以勝利油田來說，目前油田已初步建成了連通各集輸泵站的巨大的局域網(wǎng)，成為油田數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕緩健?BR> 在這種背景下，如何構(gòu)建經(jīng)濟(jì)、可靠的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，保證油田生產(chǎn)的安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，是擺在油田管理人員面前的一個問題。而MOXA網(wǎng)絡(luò)與串口通信技術(shù)與產(chǎn)品給油田數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了良好的選擇。
二、MOXA串口上網(wǎng)模塊
MOXA NPort Express設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器正是這種〝立即聯(lián)網(wǎng)〞的解決方案！它可以讓您傳統(tǒng)的RS-232或RS-422/485設(shè)備，立即轉(zhuǎn)換成具備網(wǎng)絡(luò)界面的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
該模塊可將RS232串口信號的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腡CP/IP協(xié)議，使信息在Internet上傳輸。
三、在油田數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用實(shí)例
為了驗(yàn)證MOXA串口上網(wǎng)模塊的實(shí)際效果，我們首先使用DE311模塊進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，取得了良好的效果。
EDA9033電量采集模塊是一種新型智能型電參數(shù)數(shù)據(jù)采集模塊，可測量三相三線制或三相四線制電路中的三相電流、電壓的真有效值，功率、功率因數(shù)和電度數(shù)。其輸入為三相電壓（0-500V）、三相電流（0-10A）,輸出為RS-485或RS-232數(shù)字信號：有三相電壓值、三相電流值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、累計電量及各相有功功率等。其485總線輸出與兼容于NuDAM、ADAM等模塊的ASCII碼指令集，使其可與其他廠家的控制模塊掛在同一485總線上，且便于計算機(jī)編程，使你輕松地構(gòu)建自己的測控系統(tǒng)。
四、應(yīng)用效果
實(shí)踐表明，利用DE311模塊工作穩(wěn)定可靠，我們很簡單、方便地實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的自動采集，在生產(chǎn)調(diào)度中心可以實(shí)時得到某站電機(jī)運(yùn)行參數(shù)，掌握電機(jī)運(yùn)行狀況，分析判斷起停泵、閥門操作、管道泄漏等生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)，是一種經(jīng)濟(jì)、可靠的數(shù)據(jù)采集模式。
跟現(xiàn)場設(shè)置計算機(jī)采集數(shù)據(jù)相比，作者認(rèn)為串口上網(wǎng)模塊主要有兩大優(yōu)點(diǎn)：
1、避免了由于現(xiàn)場使用計算機(jī)而帶來的弊病
以往，我們單位采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，都要在現(xiàn)場崗位上配置工業(yè)控制計算機(jī)，由計算機(jī)采集有關(guān)數(shù)據(jù)并傳輸?shù)接吞锞钟蚓W(wǎng)。由此而帶來諸多弊病，如電腦病毒、人為干擾等問題，現(xiàn)在電腦病毒通過網(wǎng)絡(luò)的傳播十分猖獗，如去年的Nimda病毒就嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的正常運(yùn)行；再者，難以控制工人通過它上網(wǎng)聊天看電影、進(jìn)行有害的一些操作，人為造成干擾。而使用DE311上網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，形成了專用的數(shù)據(jù)傳輸通道。
2、結(jié)構(gòu)簡單、易擴(kuò)充、成本低
由MOXA模塊配套串口設(shè)備，從而組成了一種經(jīng)濟(jì)的專用數(shù)據(jù)采集設(shè)備。MOXA串口上網(wǎng)模塊體積小，可以方便地跟串口設(shè)備、傳感器供電、調(diào)理及網(wǎng)絡(luò)模塊搭配在一起裝在一個防爆箱里，十分有利于解決防爆問題。因?yàn)橛吞锏纳a(chǎn)跟易燃易爆的石油、天然氣打交道，必須防爆，而要配備防爆的計算機(jī)成本是很高的。
經(jīng)過MOXA串口上網(wǎng)模塊在油田數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用，取得了初步的成效，今后，我們將進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，為保證油田生產(chǎn)的正常運(yùn)行做出更大的貢獻(xiàn)。
（轉(zhuǎn)載）
