西门子工业无线网络系统在抽油机上的应用

大庆油田房地产开发有限责任公司

西门子工业无线网络系统在抽油机上的应用

李春雷

大庆油田房地产开发有限责任公司

油田可以采用工业无线通讯网络，将全部的抽油机组成网络，24 h终端监控。在抽油机上采用西门子S7 200系列的CPU，同时配置CP243—1工业以太网交换机、定向射频天线等器材，当抽油机上的S7 200的CPU运行后，抽油机上的各种信息同步传送给CP243—1，信息经处理后通过专用电缆与射频天线联接，将抽油机的运行状态及故障信息等以广播的形式定向发送。地面管理人员可以通过网络上已经预安装的W in CC服务器查看抽油机的实时或者历史运行记录和故障记录，以便基层管理人员进行调配。

抽油机；通讯；工业无线网络；西门子

以巡查人员巡检为基础的原始信息采集方式来检查抽油机的工作状态制约了油田的采油运行效率。为了弥补这种缺陷，油田可以采用工业无线通讯网络，将全部的抽油机组成网络，24 h终端监控，如果设备出现问题，相关部门第一时间组织抢修，使整个网络上的抽油机能正常地运行。

1 系统软、硬件配置

在抽油机上采用西门子S7 200系列的CPU，同时配置CP243—1工业以太网交换机、定向射频天线等器材，西门子200的PLC负责本地控制，并实时将信息传输给CP243—1以太网模块。这样就拥有了将抽油机的所有信息发送或接收远程监控系统的网络硬件基础。

在系统中配置CP243—1，首先设定MAC地址。它属于硬件的实际地址，MAC地址在CP243—1的硬件上面可以查寻到，按实际地址配置。然后配置相应的IP地址和网关。这里需要说明的是，IP地址和网关不是随意给出的，必须由油田网络管理员统一配置，每台起重机除CP243—1需要1个IP地址外，射频天线也需要配置相应的IP地址和网关，所以至少给1台起重机3个IP地址，其中1个是为将来系统扩容预留。当抽油机上的S7 200的CPU运行后，抽油机上的各种信息同步传送给CP243—1，信息经处理后通过专用电缆与射频天线联接，将抽油机的运行状态及故障信息等以广播的形式定向发送；同时，射频天线也接收来自基层管理部门发送的测试指令。

2 无线中控管理网络硬件配置

无线中控管理部门的设备由大功率射频天线、光纤、大型交换机414—3E及服务器等组成。地面的网络硬件可以是信号的直接接收和发送终端，如西门子的MOBIC，或者是安装了无线网卡的笔记本电脑等。但大型油田主要通过射频天线接收信息，然后将这些信息通过光纤传送到大型网络控制器和网络交换机，这样抽油机的所有信息就进入了基层运行系统网络，基层指挥人员可以随时在网络上的任何一台电脑终端上调用这些同步信息，然后进行集中处理。地面主要采用西门子SCALANCE W系列产品，同样上级管理部门可以通过网络直接调用各个基层单位的抽油机信息。

3 中控系统软件设定

基层管理部门的射频天线也需要预先分配的固定IP地址。大型交换机需要由网络服务员设定其工作状态，如IP地址动、静态分配，网络安全的密钥分配等。服务器则需要预先安装西门子的Win CC及数据库等软件。地面管理人员可以通过网络上已经预安装的Win CC服务器查看抽油机的实时或者历史运行记录和故障记录，以便基层管理人员进行调配。

网络属于单频道配置，在多台设备中也可以采用多频道配置。这种WLAN与LAN互联的混合网络数据传输速率高，可防止数据通讯的访问延时，甚至是生产停顿。其工作于不同的、非重叠无线频道上，可确保无线区域重叠时不再发生干扰。同时借助于冗余机制和封包重复法（Packet Repetition），网络接入点可产生可靠的无线连接，并可排除工业区域的其他信号干扰。

（栏目主持 关梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.050