GPRS 在海洋天然气自动计量中的应用

科技信息工程技术GPRS在海洋详天熟气自动计量山的画用中国铁遁兰州分公司孙澎[擒]作者针对目前海平乘油厂垭岛油田天然气计量仍然乘用现场人工操作的问题,提出丁于GPRS和PLC的远穫天然气自动计量泉设计方。文拿首先概括统中能应用到的进技术,之后介绍丁泉统的总体结构及工作原理。通过对康姚中先进技术的介绍及推论,作者认为,泉统所杗用的GPRS技求实现丁远端设备与中央控制设备之间的无线网络搂,为天然气的远程监控提供丁一种新的技术手段[关键调]天然气计量GPRS远租监控1.引言采用GPRS无线通信具备以下优点随着信息化在石油以及天然气行业的大力推广,作为信息(1)利用公用移动通信网络无需自建,只要申请为用户化重要组成部分的天然气自动计量系统也日益受到重视。目前可海洋采油厂埕岛油田仍然采用现场人工操作或现场自动操作的(2)公用移动通信网络覆盖面广,且具有极强的可扩充性。控制方式。无论狂风暴雨、烈日炎炎,操作员均需定期记录下数(3)按量计费或包月。用户可以一直在线,按照用户接收和据,再对这些记录进行整理汇总由于计量仪表分布比较分散,发送数据包的数量来收取费用没有数据流量传递时,用户即使现场员工的劳动强度大,数据的可靠性、及时性准确性受到影挂在网上,也是不收费的。另外也可以选择包月操作运行和记录管理数据的方式巳渐渐不适应发展的(4)传输速率高。最高数据速率可达170kb/。5)GPRS采用分组交换随着自动控制、通信、计算机和网络技术的不断发展把遥分组交换是支持数据业务的必要条件,使得用户容量大幅测遇控、无线通信及网络技术应用于天然气的自动测量、计算、度提高因此,利用公用移动通信网络组建的无线通信系统将是控制和调节,实现资源的合理利用然气自动计量系统的主种造价低,易于推广,无制约,可靠性高,稳定性好,具有一定要内容和目标天然气的监控方式从单一现地控制集中监控发的先进性标准性且易于扩充的系统,GPRS网络特别适合于小展到分层分布式监控功能综合化、互联网络化和标准化成为新流量高频率传输的数据业务的应用服务,适于天然气在线信息一代天然气自动计量系统的特征。本文提出了一种基于GPRS的传输①和PLC的天然气远程自动计量系统的设计方案,对系统的硬件3PLC筒介设计及工作原理进行了说明。该系统实现了天然气流量,压力PLc( Programmable Logic Cont roller,可编程控制器)是温度等数据的自动测量与控制,实现了实时信息的采集、处理与一种可编程序的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、顺序控传输,为远程监控系统的信息显示和控制在硬件、软件上做好了制、定时、计数和算术运算等操作的指令,通过数字或模拟输入准备。为合理的传输,利用天然气资源作出了一定的贡献输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。PLC具有通信联2GPRS篇介网的功能,它使PLC与PLC之间、PLC与上位计算机以及其他PRS是一种采用分组交换的高效率数据传输方式GPRS智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集网络是在公用移动通信网GSM网络之上,新增2个节点SGSN中控制。多数PLC具有Rs2232接口,还有一些内置有支持各(服务GPRS支持节点)和GGSN(网关GPRS支持节点)而形成自通信协议的接口。用PLC作为现地控制器比单片机和计算机的移动分组数据网络,为GSM网络用户提供高速的分组数据更能适应恶劣的工控环境,且组态方便能较好的解决远程监控业务,面向用户提供移动分组的P或者X25连接,它采用与通信问题GSM相同的颜段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规4.系统硬件设计入和核心网络。无线接入部分在移动台和基站子系统(BSS)之现场数据采集系统数据传输系统、上位机数据处理系统、远控间传递数据;核心网络在BSS和标准数据通信网络边缘路由器管理监测系统。系统结构图如下之间中继传递数据。现场数据采集系统;数据传输系统上位机数据处理远控管理监测接UP流量计匚流量计置管理监及测PC机匚流量计数上位控制计据P算机传局域网匚流量计}输C服务器系控统制打印机【显示器系压力变送器统中国煤化工CNMHG4.1中控室设计中控室区备比量主安龙收欧窗和计算机网络设备主要求及现场实际情况,该系统的所有包括: GPRSDTU、有线 MODEM、服务器、交换机、路由器激GPRS传输至中控室(海三站),然后再利采油厂计划科、调度室和集输大插座廷时UPs)网管及软件网络附设、25专线和DDN数据任务包括信息接收、倌息预处理、信报送信道,PLc控制系统,系统软件等。(下转幕279页)科技信息∫信号控制电源曼码命和采集微控制器令发送叫测井信TxD RxD号耦合±12V±5V深度和脉数据|控制曼码数下变冲计数微总线‖信号据接收16位转换器」「曼码数据测井电缆供电电源取样信号深度和脉预处理自然电位冲信号预信号处理深度和脉冲信号自然电位信号图2AC-3适配器电路原理框图测井僧号经过倌号耦合、c高通滤波串口通讯,ADM232L有RS232的驱动器和接收器滤波及士5V信号限幅后,由A成两级放大大倍数由外部电位器可调放大后的输出信号由AT90s8535的我罗斯测井软件基于Ds操作系统软件功能包括通讯检into口采集在程序控制下读取编码信息,并记录测井数测、仅器信号检测、测井参数设量、曲线参数设量测井记录、曲自然电位信号经过预处理即信号稳压、二阶RC低還滤披线绘图和数据回放及处理等。软件处理中绘图前先设定测量井器后,由AD826组成两级放大器放大再由AD976(16位高速、段长度以便系统设量相应的缓冲区空闻井软件支持高精度A/D转换器,最大通过率为100ksPS,输入信号范團为 PRINTREX820打印机出图,但不能实时出图,即不能边测井边递到16位数据总线,在绘图只能在一次测井数据保存完成后才可以AT90s8535中处理组合为串口倌号俄罗斯电子技术设计风格与我国的一致,但其器件选型尽下井仪供电电源22V50H的取样信号约12~量选用俄罗斯自己的器件,不过对于性能好的微控制器则直授口某基处量营程供电禁起波久模东的线在败体上日广印只能测井数据存盘完成后回放出图打印这种方式在软件进冲和方向脉冲由AT902313的PD5PD6口分别采集处理脉冲信号经整形后由AT902313的PD2口计数采集只是一个习惯阿题在硬件上也有基于USB接口的测井采集系电源22V经三路桥式整流后由集成稳压电源78057905、就,这种在中国还未应用总体来说他们技术更新不及时通过7812分别得到+5V、一5V、+12V直流电源对两种采集系统的分析,有助于对俄罗斯测井仅器的掌握使用串口還讯由AT908535、AT902313和ADM232L组成和维修,也有利于俄罗斯仅器的推广应用AT908535、AT902313有串行外设接口,通过主从机模式与(上接幕276页)等建立天然气计量数据库;利用现有的局域网将中控室的数据4.2系统的建设发至采油厂或集输大队等单位;系统需增加纠错、自校功能本系统建设完成后主要实现对整个岛油田天然气的准防数据误报僧报;系统需增加备用服务器将数据及时备份计量集中统一管理信息采集系统在原有的基础上增加5台气以防数据丢失系统需设置防火墙,以防计量数据库被盗取或被体流量计:中心2#平台进堤岛预处理站天然气计量系统(2自攻击,箭预留攒口,以备系就扩展E+H涡衡流量计、配备温变、压变),海五站进坦岛预处理站天应然气计量系统(2台E十H涡街流量计、配备温变、压变),海三系统经过在塭岛油田现场模拟运行稳定可靠,达到了远程海港总自用气计量系统〔TD50智触气表)增加的5台气体流自动计量的要求,但是控制功能还不是太理想有待于进一步对量计及温变压变传感器安装相应的数据远传模块,数播使着到系统进行改进6蛄语到海三站;壢岛预处理站扩建已有计量系统采集海五来气基于GPRS和PLC的闸门远程天然气计量系统实现了天牛验到排平进端计重气微、品外输气数据,并通过B有光原“气的海程自动控包便于仓理料用天塔气资课挑高能薄果在中控室海三站安装信号接收设备对现场采集流量计数仅可已中国煤化工减轻运行人员的劳动强据进行糖确计算,并提供天然气计量产生的偏差报;提供管线压力超限报警并以手机艇信的方式通知现扬操作人员设度减效益CNMHG置数据共事权限具有相应权限的操作人员可浏览相应的计量数据:系统氖提供实时曲线、历史数据曲线数据报表、报警数据文欧统操作界面氖做电子地图对所有数据进行规范化处理存日})书冰季芬华GPRS技来在数据采集与监控亲飩中的等并具有数据输出功能;为了更直观、通真的显示现杨数据,系电子技衣,2003,19(8):26-29Wavecom公司 GPRSUser Guide[Z].2001279一