用4G技术实现配气站的漫游监控

2014-03-23刘改顺青海油田边远油田开发公司

油气田地面工程 2014年6期

刘改顺青海油田边远油田开发公司

用4G技术实现配气站的漫游监控

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4G技术是指第四代移动通信技术，4G手机在视频图像传输方面除了高速外还可以保证很高的清晰度和质量。B_S架构是指Brow ser/server（浏览器/服务器）的网络模式，该构架能起到桥梁作用，实现4G手机与自动化监控系统的连接。配气站监控系统的平台为W indows，其前端开发工具为ASP，数据库服务器和网页发布服务器均为PC Server，采用的操作系统为M icrosoftW indows2003企业版，后台数据库为关系型数据库，管理系统使用M icrosoft SQL Server 2005。如果操作人员需要进行漫游远程监控，可将4G手机或是其他终端接入互联网，通过浏览器链接到开发工具发布的网址，在其网站内根据各自权限进行所需操作。

4G技术；B_S架构；漫游；远程监控

1 4G技术简介

4G技术是指第四代移动通信技术，4G技术的特点是高速的下载速度，峰值能得到100Mbps，是目前3G技术四五十倍，4G手机在视频图像传输方面除了高速外还可以保证很高的清晰度和质量。3G技术由于其本身的各种缺点而未能广泛推广，其主要缺点有以下3个方面：首先，对于高清晰度、高质量的视频传输，3G技术无法满足传输速度和带宽的要求。3G网络的传输速度能提供的最高速度为：室内2Mbps，室外384 kbps，移动144 kbps；其次是需要很高的费用，过高的3G视频监控投资使得一般用户承受不了；再者，3G技术在稳定性方面欠佳，鉴于其较差的稳定性，断续的信号，无法满足工业监控要求。

4G技术相对于3G技术就克服了以上缺点，其高速的下载和上传速度能保证远程监控得到优质的高清画面，其良好的稳定性以及很高的性价比使得4G技术更容易被普通用户接受。

2 B_S架构网络模式

B_S架构是指Browser/server（浏览器/服务器）的网络模式，该构架能起到桥梁作用，实现4G手机与自动化监控系统的连接。服务器上集中了该系统的核心部分，包括系统的开发和功能的实现，用户在任意客户端（手机或电脑）连接网络后，通过浏览器就可以对服务器的数据进行访问。其使用的浏览器不需要专门软件，只需要最常用的Internet explorer等，方便了用户的操作。服务器分为数据库服务器和Web服务器两种。B_S架构的结构模式包括表示层、处理层以及数据层3层，如图1所示。

图1 B_S三层结构示意

在图1中，浏览器为该构架的表示层，其主要作用是实现对网页信息的浏览，通过超文本来进行信息的输入和浏览。功能层主要是对系统进行开发和维护，使用网页发布服务器将信息连接到数据库服务器，实现发布网页等各种功能。数据层主要对服务器提出的请求进行接收，使用数据库服务器对数据实现统计、查询和更新等功能，并在网页发布服务器上提供相关处理结果。

3 现场监控系统

配气站主要是为几家用气单位进行供气，有花土沟基地电厂、社区和采油厂等，相关监控系统如图2所示。

图2 现场监控系统示意

在以上各个用户的天然气管线上都安装了温度变送器、差压变送器、压力变送器以及电动球阀。PLC负责接收这些设备上传输的4～20mA模拟信号，其与监控计算机之间的连接是通过RJ45实现，以完成数据管理。在配气站内配有6台视频监控摄像头，监控计算机接收其捕捉到的信号并进行显示。

在监控计算机内安装相关软件：视频监控和组态王，组态王具有强大的网络功能和组态功能，可实现对本监控系统的组态，以及对Web服务器的数据传输。分析本套监控系统，温度、差压和压力等模拟信号采集后汇入PLC，数据经过C++语言编制后写入PLC，根据天然气流量计算公式得到累计流量和瞬时流量等，监控计算机接收各类传输来的数据。使用组态王软件，对监控计算机内的系统进行组态，显示PLC传输过来的各类数据，对流程图和历史趋势图进行绘制，对各种报表进行编制等。电动球阀在系统的指令下进行开关操作，该指令可以根据条件的变化生成，也可以是通过手动设置，信号进入到PLC后由其对电动球阀发出开关量信号，以此来调整电动球阀的开关状态。整个配气站安装6个摄像头，对全部区域进行监控，监控计算机接收的视频信号利用视频显示软件进行显示并传输到Web服务器。

4 系统实现

配气站监控系统的平台为Windows，其前端开发工具为ASP，数据库服务器和网页发布服务器都为PCServer，采用的操作系统为MicrosoftWindows 2003企业版，后台数据库为关系型数据库，管理系统使用MicrosoftSQLServer2005。

ASP为微软开发的一种编程工具，其特点是使用方便、简单，能为服务器端的脚本编写程序，实现动态网页、Web应用程序的创建和运行。

在漫游远程监控系统运行时，如果操作人员需要进行漫游远程监控，可将4G手机或是其他终端接入互联网，通过浏览器链接到开发工具发布的网址，在其网站内根据各自权限进行所需操作。服务器在接收到来自浏览器的请求后运行ASP程序，ASP文件对脚本程序进行从上到下的执行和处理，执行HTML页面的内容，向浏览器发送页面信息。在该系统下，用户通过浏览器实现对现场各类数据（温度、差压、压力和流量）、流程图、报表以及视频监视信号进行查看，同时还可实现对电动球阀进行远程开关操作。