油田通信动力环境监控系统的应用

牛晓君，李迎星

(青海油田通信公司网管中心，甘肃酒泉736202)

油田通信动力及环境监控系统的监控对象包括各站点的通信电源、空调、交流配电箱等动力设备的运行状况以及站点的环境量。同时，考虑到野外站点有可能发生被盗情况和节能减排的需求，防盗告警和节能设备也应纳入动力及环境监控系统，并且告警事件能在第一时间以短信方式通知维护人员。

1 油田动力环境监控系统预期实现目标

油田动力环境监控系统要实现的主要目标为:

(1)实现各个通信站点的通信电源实时监控;

(2)实现机房门禁系统的接入控制及无人值守机房的门碰监测;

(3)实现各机房的温湿度实时监控;

(4)实现部分机房的水浸监控;

(5)实现告警事件短信通知维护人员;

(6)近期可满足100个站点的动力环境监控，且易于扩容。

2 油田动力环境监控系统建设规模及技术要求

2.1 监控对象及内容

油田动力环境监控系统的主要监测参量有:开关电源运行状况;蓄电池总电池电压、蓄电池温度;可被监控的空调监测量;机房环境及安全量:温湿度、门磁、烟感、水浸。根据机房类型不同，适当选择需要监控的参量。

(1)中心机房

共有4个中心机房需要实现电源监控、精密空调监控、机房温湿度监测、机房门禁接入监控及地下室水浸监测等。

(2)标准机房

共有75个标准机房，需要实现通信电源监控，机房温湿度监测、机房门碰监测及部分地下室机房水浸监测等。

(3)网管监控

动力环境监控主网管及服务器设备置于中心主机房，其他有人值守站点设客户端监控。被监控的站点增加监控前端设备等辅助设施。

2.2 监控系统组网结构

动力环境监控系统的建设对象包括油田各基地通信机房及无人值守机房等。

油田通信机房分为两种:监控中心本地核心网机房、非监控中心本地机房(包含各基地通信机房及无人值守中继机房)。对于监控中心本地机房，直接采用RS232/485方式接入各地市本地监控中心;对于非监控中心本地机房，采用EI、IP、RS232/485方式接入监控中心。

2.2.1 监控系统结构

监控机房FSU由监控采集设备、传感器/变送器、蓄电池监控单元等设备组成;电池监控单元通过串行口接入监控采集设备。

2.2.2 监控中心结构

区域监控中心LSC设在本地维护中心，可执行监控系统的全部功能，包括对各个端局FSU的数据进行存储、处理，对视频部分解码显示，对告警数据实时显示并告警。

监控中心由数据库服务器、动环应用服务器、业务台、报表台、前置台、网络接入设备等设备组成。

监控中心是由局域网构成，网上运行 TCP/IP协议，可以与其它控制系统，如综合网管系统等进行连接，监控中心所有的业务台软件模块都是全中文的操作及显示界面。

2.2.3 组网原则

(1)原则上设置一个监控中心(SC)。

(2)每个被监控的站点设置为一个监控单元(SU)。

(3)每个基站内具有多个监控模块(SM)，监控模块分为自备式智能监控模块和附加监控模块两种形式。其中附加监控模块可通过数字输入、数字输出或模拟输入、计数输入接口分别与非智能设备的相应接口连接。

2.2.4 系统组网方式

在监控系统中，监控中心(SC)与监控单元(SU)之间的传输通信应根据实际的传输资源状况，选择稳定、可靠、合理的传输组网方式。

2.3 系统各级功能要求

2.3.1 监控模块(SM)功能

(1)实时采集监控对象的运行参数和工作状态，收集故障告警信息，并送往监控单元(SU)。

(2)实时接收和执行来自监控单元(SU)的监测和控制命令。

(3)具有 RS232、RS485/422、IP 等通信接口，方便纳入上级动环监控系统接口。

(4)具有自身控制功能优先及相关的保护功能，对于监控系统下发的错误命令及可能损害监控对象的命令具有容错功能。

2.3.2 监控单元(SU)功能

(1)周期性地采集各监控模块(SM)传送来的各类信息，进行数据处理、存储，具有便携式计算机进行现场维护操作的功能，实时向监控中心(SC)发送状态改变、告警信息及相应数据。

(2)随时接收并快速响应来自监控中心(SC)的监控命令。

(3)可通过监控模块(SM)对各工作点下达监测和控制命令。

(4)具有定时统计基站内各个监测数据的最大值、最小值和平均值的功能，并将这些统计数据定时上传到监控中心(SC)。

(5)当蓄电池组运行状态变化时［浮充(或均充)转放电和放电转浮充(或均充)］，蓄电池组运行参数和单体蓄电池电压(已对单体蓄电池进行监测)记录间隔时间不超过2 s，且应记录充、放电全过程。

(6)当通信发生中断，监控单元(SU)应能够保存主要历史数据和全部告警数据至少7天，在通信恢复后，具备将通信中断期间的数据上报功能。

(7)设备异常时应能自动重新启动或后端远程启动，重启后，原有已经上报的基站告警信息、历史数据及设定参数等数据应不丢失，且不重新上报。

(8)应具有一定数量的AI、DI和DO接口，满足基站监控对非智能设备的监控需求;具有一定数量的通信接口(RS-232、RS-485/422、IP、USB 等)，满足对基站智能设备监控的需求，通信接口数量应能方便扩充。监控单元(SU)到上一级监控系统的通信接口类型应能根据网络传输资源灵活调整。

(9)应具有远端程序下载并重启的功能，支持底端软件的在线升级。

(10)对于采用智能门禁设备的基站，应能自动记录人员进、出时间，在读卡器和数字密码锁配合使用的场合，应同时记录员工的编码等信息，同时给出重要告警信息;应具有配合撤防功能抑制门禁告警信息的能力。

(11)SU应具有良好的可维护性，支持底端软件的在线升级。

(12)SU需具备良好的可扩容性，应具备数据采集、智能设备通信串口、视频等各种扩展板配置扩展功能，以适应局站监控对象、监控内容数量的扩容。

(13)SU需具备良好的适应性，应同时具备多种数据通讯接口，需同时支持E1线路、IP、串口等多种传输资源。

(14)SU需具有较高的电磁兼容能力，需采用具有较高强度的金属外壳，以适应监控现场的电磁环境。

(15)SU监控单元的各种端口，包括采集端口、通讯接口、电源接口等，必须具有高规格的防雷指标。

3 动力环境监控数据的传输方式

无人值守站点采用E1传输方式将各机房监控数据上传至监控中心;各中心机房及中继机房可以通过公务信道方式、E1方式将各机房监控数据上传至监控中心。

4 动力环境监控系统的特点及优势

综上所述，油田动力环境监控系统具有如下特点:

(1)全面灵活的组网方式，支持多种传输方式，支持混合组网结构，可以逐级灵活组网。系统容量大，可平滑扩容，数据处理能力强。

(2)高可用性的双数据通道设计，使得协议数据和数据库连接采用不同的通道，在保证效率高、网络流量小的同时还保证了系统的稳定性和可靠性。

(3)最优化的软件模块化与可扩展性设计。

(4)高速的监控报警响应能力，系统可保证告警上报时间(在不设置告警延时上报的情况下)不超过10 s，遥测量和状态量改变上报的时间同样延迟不超过10 s。

(5)极低的网络资源占用率、强大的数据库支持和存储能力。

(6)丰富的智能分析功能、多种数据和报表查询功能，报表支持表格、图形(曲线图、直方图、饼图)、以及并行显示，并可以根据需求自定义报表。

(7)全面的权限管理，系统采用用户组方式进行权限管理，可对用户组进行端局、设备的操作权限分配。

(8)高度的可靠性设计，电信级的软件可靠性和工业级的硬件可靠性。

(9)良好的可扩容性、兼容性和可维护性。参考文献:

［1］王艳文.动力环境集中监控系统的现状与演化［J］.电信科学，1998，(8):26-28.

［2］陈 钊.中国电信整合后动力环境监控系统解决方案的探讨［J］.电信工程技术与标准化，2008，30(11):56-58.

［3］陈百利，张雪林.动环监控多厂家系统互联标准改善探讨［J］.电信工程技术与标准化，2007，(5):33-37.