基于HL-RTU在油田注汽管网监控系统的设计应用

马晓军

（新疆华隆油田科技股份有限公司，新疆 克拉玛依 834000）

随着油田开发的不断深入和自动化技术水平的提高，油田信息化和智能化技术在油田开发中不断得到应用推广。 为了满足油田生产对注汽管网的远程监控需求， 加快实现智能化油田的步伐，对稠油井区注汽管网进行集中数据采集与远程监控。油田注汽是油田生产的重要工艺部分。 温度测量与监控作为油田生产重要参数中的一项，被格外重视。新疆地区属于温带大陆性气候，气温温差较大，对数据采集设备的性能要求、环境温度要求极为严格。 HL-RTU 可适应-40℃～+80℃的温度，满足新疆严寒、炎热环境，在油田注汽管线监控系统建设中得到应用。

1 数据上传设计

管线温度仪表（贴片式热电阻探头+变送器）输出4-20mA标准电流信号至数据采集控制箱（RTU），采用信号电缆（传输4～20mA 电流信号）；数据采集控制箱（RTU）至作业区SCADA 系统服务器与区域级服务器，通过DTU（数据传输单元）无线GPRS网络进行数据传输。

2 系统硬件设计

该系统主要由监控系统、无线设备、现场控制器RTU 和仪表组成。 上位机由服务器、操作员计算机组成。 现场温度数据通过RTU 进行采集处理， 通过DTU+无线GPRS 网络与上位机进行数据交互，将现场的生产数据信号集中传送到中心控制室，进行监控管理，实现对注汽管网的实时监控。

3 数据采集系统软件设计

该系统主要由RTU 软件和组态软件6.53 两部分组成。RTU 软件完成仪表量程范围的选择， 站地址设定和通讯参数的设定工作。 组态软件完成数据组态、显示、数据存储、数据查询等功能。

3.1 RTU 站地址分配

根据modbus 通讯规约规定，ModBus 网络只是一个主机，所有通信都由上位机发出。 网络可支持的远程从属RTU 多达247 个，站地址从1 开始，依次到247。

3.2 通信设置

先利用RTUtest 软件设置RTU 的站地址。 设置参数前需要用电脑连接RTU 的通讯端口，一般是指定下载端口。 通讯参数为默认参数，波特率9600；数据位8 位；停止位1 位。 通讯线用普通D 型串口，线序为2 对3，3 对2，5 对5 即可。 修改完参数，连接RTU 进行保存。

组态软件设置。 需要打开组态软件，打开工程浏览器，打开设备，选择通讯方式，按照设置向导操作，完成通讯参数及通讯地址的设定。

3.3 组态程序

参照组态王6.53 使用手册，有效利用新建工程、定义变量、I/O 设备管理、图形画面和动画连接、趋势曲线、报警和事件系统等功能，通过操作说明步骤完成操作。

4 效果展示

本监控系统利用GPRS 无线网络、通讯、信息集成等技术，在生产现场安装数据采集装置， 实现对现场各类数据的自动采集和录入。 现场与监控中心通过无线网络进行数据传输，数据传到数据中心后利用组态处理后在指挥系统上显示， 实施远程监控， 并同时把数据存入实时数据库服务器和历史数据库服务器中， 供调用分析和Web 访问， 提高对油田生产的实时指挥、调度、处置能力。 下图是现场组态曲线图和报表。

实现功能：

（1）显示温度、温度曲线。 从图中用户可观察到温度、压力在某一刻是否有异常， 并根据温度曲线采取措施来增加或者减少注气量，达到节能的效果。

（2）系统自动生成报表，同时用户可根据情况选择某一时间的报表数据。 该功能可减少用户的工作量，同时能更加直观、全面地查询到需要的数据。

注汽管网监控系统采用远程数据集中存储、生产集中监控方式，实现运用一套系统对油区生产现场进行管理，提高了资源的利用率。

通过对数据的集中实时监控，可有效处理问题，减少损失及人身伤害，提高经济效益。

5 结语

基于RTU、GPRS 的油田注汽管网温度监控系统设计，在一定程度上解决了现场操作人员的劳动强度， 通过技术改变了原有系统的工作方式， 提高了油田生产管理的工作效率和管理水平，同时确保油田生产安全、有序、稳定。

[1]黄歩余，王建民，王玉华.石油化工安全仪表系统设计规范[S].北京：中国石化出版社，2004.