远程测控技术在原油计量中的应用

张 骅 周子钧 郭景礼 刘 东 王亚彬

1渤海石油装备巨龙钢管公司2华北油田公司供水供电服务中心

远程测控技术在原油计量中的应用

张 骅1周子钧1郭景礼2刘 东1王亚彬1

1渤海石油装备巨龙钢管公司2华北油田公司供水供电服务中心

远程测控是基于GPRS/GSM通讯技术，对供水供电中心所属供水站、水源井、配电室和主要用户计量仪表进行远程数据采集、瞬时显示、累积直读等实时监测，对仪表计量失常进行报警，及时发现和纠正计量仪表装置在计量过程中出现的问题。远程测控系统由主站及软件、测控终端组成，采用数字或模拟方式从现场计量仪表采集数据，并对各种接入信号进行处理，数据通过以太态网传输到系统服务器，实现计量信息的共享。

远程测控；计量；节能降耗；通讯

远程测控是基于GPRS/GSM通讯技术，对供水供电中心所属供水站、水源井、配电室和主要用户计量仪表进行远程数据采集、瞬时显示、累积直读等实时监测，对仪表计量失常进行报警，及时发现和纠正计量仪表装置在计量过程中出现的问题。应用该技术提高了生产信息反馈速度，避免了计量仪表在使用过程中因自身问题或用户原因所造成的计量损失；对实时采集的能量数据进行用能分析，掌握耗能情况，可为提高水电商品率和设备利用率提供科学而准确的计量依据[1]。

1 系统硬件组成和原理

（1）主站及软件。主站由前置工控机、专用服务器、网络交换机等构成，根据测量控制、计量管理的需要，将各检测和控制对象就近分组并配备采集终端，在终端上由应用软件实现采集和控制功能，各终端分配唯一的IP地址并接入局域网。测控系统采用C/S结构，数据库管理包括计量网络配置档案，水源井、管网资源档案，系统参数档案，管网运行流程档案管理以及实时数据库、历史数据库管理等。应用程序基于Win2000NT平台，用VB（Delphi）开发，通过与服务器的数据交互，实现计量图表绘制、数据实时刷新、数据查询、统计分析、报表生成打印、曲线绘制、报警处理与查询、远程控制等管理功能[2]。

（2）测控终端。现场数据采集终端采用微功耗单片机作为核心控制部件，配以相应外围控制电路以及专用的通讯模块，在应用软件的控制下，通过移动GPRS网络与监控中心相连。监控中心对各点进行登记，保存相关资料以便识别和维护处理。各信息采集点运行监控系统软件，支持24 h实时在线，实现信息采集点24 h传送采集的信息数据。

2 系统网络平台

随着油田公司局域网的应用日渐普及，为基于以太网的水电远程测控计量、监控管理网络建设及运行提供了条件。油田公司企业局域网的物理网络已经构建完成，实现了油田矿区信息资源共享。计量信息网络可以构建为局域网的一个逻辑子网，物理上使用局域网的资源，逻辑上自为体系。

远程测控技术支持远程访问，在线授权修改参数，可以构建典型的分布式应用。数据库的分层结构设计方便了计量数据管理与历史数据归档。

网络平台采用开放式体系架构，支持DDE、OPC、ODBC/SQL、OLE DB XML、ActiveX等标准，以OLE、COM/DCOM、API等多种形式提供外部访问接口。远程测控可以采用数字或模拟方式从现场计量仪表采集数据，并对各种接入信号进行处理，数据通过以太态网传输到系统服务器，实现计量信息的共享[3]。

3 计量管理

目前油田公司供配电进出线电能计量多采用数字智能仪表，通过电流、电压互感器，A/D转换电路，驱动显示电路实现全电参量测量。计量仪表通过远程测控数字化监控系统，根据监测计量数据需求，生成水源井、供水站、配电室、用户的时、日、旬、月等数据报表，实时数据的走势曲线，具备各检测点的异常情况（超上下限等）报警及历史事件存储、查询功能，可对对供水量、供电量、设备单耗等数据进行统计、对比分析。可以用当天的计量数据与前一天的计量数据进行对比，利用历史数据，可纵向分析单台设备、单个用户水量、电量、电流、变压器功率因数、设备能耗等的变化情况；横向可比较多台相同设备、多个同类用户水量、电量、电流、变压器功率因数、设备能耗等的变化情况。通过纵向与横向的对比分析就可发现计量中存在的问题，并找出高能耗的设备及用户。

4 计量数据通讯

远程测控计量的数据传输是采用GPRS通用分组无线方式，该传输技术在GSM传输技术的基础上进行了相应的硬件和软件升级，允许用户在分组交换的模式下进行数据的发送和接收，是一种高效、低成本的无线数据收发技术。

GPRS传输方式首先将数据分成几个小数据包，接着通过不同的路由路径传输到目的端。GPRS具有多个无线信道，在数据发送和接收时可以灵活选择需要的传输信道，且每个信道都可以由多个用户一起共享，在一定程度上节约了无线资源。GPRS通讯的测控计量系统应用示意图如图1所示。

图1 基于GPRS通讯的测控计量系统

从图1可以看出，现场数据通过A/D转换模块传送到GPRS终端，该终端将数据打包成TCP/IP数据包，接着将其转换成GPRS数据包，最后将无线数据传输到数据交换中心（MDEC）。相比于其他无线传输技术，GPRS具有以下传输优势：传输范围广，成本较低；传输速率高，最高可以达到171 kbps，完全可以满足用户的基本要求；延时短，建立连接快速，一般为2 s；实时性好，访问服务简单快捷；按流量收费，费用低。通过GPRS服务，测控计量设备可以利用互联网方式进行数据交换，可以采用标准的传输协议，比如TCP、UDP等协议进行数据通讯。

[1]蒋越，江志勇．提高微机原油计量系统精度的新方法[J]．油气田地面工程，2013，32（3）：77.

[2]王延龙，王化博，姜杰．远程测控技术在压缩机控制领域中的应用[J]．压缩机技术，2012（3）：33-34.

[3]左德霖，丁文秀，彭懋磊．无人值守GPS站点远程监控系统[J]．大地测量与地球动力学，2011，31（2）：56-57.

（栏目主持杨军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.6.016