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應(yīng)用背景：
在我國(guó)油井的數(shù)據(jù)采集基本上靠人工完成，采油工都必須到現(xiàn)場(chǎng)采集油井示功圖、平衡度、油套壓、油溫及產(chǎn)液量等井口生產(chǎn)數(shù)據(jù)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，且數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠性完全依賴(lài)于采油工人的工作責(zé)任心。海上油田的生產(chǎn)管理則更加困難，常常要借助于龐大的集輸管線(xiàn)及增加采油平臺(tái)來(lái)降低現(xiàn)場(chǎng)管理難度，采油井的生產(chǎn)參數(shù)經(jīng)常受到天氣變化和交通工具的影響無(wú)法正常獲得，嚴(yán)重影響了油井的自動(dòng)化管理。應(yīng)用油井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)（RUT/SCADA）對(duì)于實(shí)現(xiàn)油井管理的自動(dòng)化、提高工作效率、保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性及加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)事故應(yīng)急處理等都具有非常重要的意義。
解決方案：
利用GSM移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)短信息服務(wù)快捷的性能和想對(duì)低廉的收費(fèi)，研制開(kāi)發(fā)了一種用于分布式井群生產(chǎn)的監(jiān)控系統(tǒng)，可直接應(yīng)用于油井地比較分散的采油生產(chǎn)企業(yè)，滿(mǎn)足了油田生產(chǎn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)所要求的高可靠性、高實(shí)時(shí)性和維護(hù)方便性。
系統(tǒng)組成及其功能
該系統(tǒng)采用由單臺(tái)監(jiān)控服務(wù)器和多監(jiān)控終端并行運(yùn)行方案，每口油井作為一個(gè)終端單元，實(shí)時(shí)采集下接的(儀表負(fù)荷傳感器、電流互感器、電壓互感器、功率因數(shù)變換器)信息，自主運(yùn)行。監(jiān)控終端可以選用有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)兩種通信方式與監(jiān)控服務(wù)器交換數(shù)據(jù)，在油井現(xiàn)場(chǎng)用筆記本電腦RS232C直接電纜連接進(jìn)行參數(shù)修改和數(shù)據(jù)傳載，此時(shí)筆記本電腦充當(dāng)監(jiān)控服務(wù)器，使系統(tǒng)方便的運(yùn)行；對(duì)于中心控制室，監(jiān)控終端可以通過(guò)GSMmodem和監(jiān)控服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，但是通信費(fèi)用比較高而不可取，當(dāng)然也可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)數(shù)傳電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用的數(shù)據(jù)交換量的比較，有效的油井?dāng)?shù)據(jù)量一般不超過(guò)一條段信息的容量，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)我們知道作為最大的數(shù)據(jù)交換——示功圖也不過(guò)160個(gè)字符（測(cè)量周期100ms，沖程周期6——7s），因此選GSM短信息方式進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)交換完全滿(mǎn)足。監(jiān)控終端根據(jù)設(shè)定的需要把油井抽油機(jī)工作狀況以短信息的方式發(fā)送到監(jiān)控服務(wù)器，監(jiān)控服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)保存、統(tǒng)計(jì)供管理人員查詢(xún)、分析。工作人員可以在監(jiān)控服務(wù)器根據(jù)需要以短信息的方式向終端發(fā)送控制命令，控制抽油機(jī)的運(yùn)行和獲取抽油機(jī)的工作狀況。
整個(gè)系統(tǒng)由單井?dāng)?shù)控單元、中心控制室和GSM網(wǎng)絡(luò)組成。
單井?dāng)?shù)控單元
其中單口油井監(jiān)控單元包括：RTU、信號(hào)處理模塊和短信模塊。
1.1 RTU模塊的參數(shù)設(shè)計(jì)
K32系列采集模塊和K61D遠(yuǎn)程傳輸模塊參數(shù)詳見(jiàn)附表。
終端控制軟件設(shè)計(jì)
監(jiān)控終端RTU系統(tǒng)軟件不僅要實(shí)時(shí)采集抽油機(jī)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)控制抽油機(jī)的運(yùn)行，還要對(duì)各種信息進(jìn)行處理，抽油機(jī)本身負(fù)荷功圖、電流圖、功率因數(shù)圖等都是大數(shù)據(jù)量的處理，所以系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)必須是一個(gè)多任務(wù)系統(tǒng)。博控公司軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)Dynamic C是一個(gè)開(kāi)放C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境，提供有豐富的庫(kù)函數(shù)，可以開(kāi)發(fā)出多任務(wù)系統(tǒng)。
終端控制軟件功能設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括三個(gè)方面：數(shù)據(jù)采集與處理功能模塊、邏輯處理功能模塊、I/O驅(qū)動(dòng)模塊、通信模塊。
1) 采集與處理功能模塊：需要采集的模擬數(shù)據(jù)有光桿負(fù)荷、電機(jī)電流、電機(jī)電壓，電機(jī)功率因數(shù)和其它的油井管道壓力等數(shù)據(jù)，數(shù)字量信息包括電機(jī)狀態(tài)（運(yùn)行和停止）、系統(tǒng)運(yùn)行方式（手動(dòng)/自動(dòng)），位置開(kāi)關(guān)狀態(tài)等。對(duì)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行量化處理為相應(yīng)的可視化圖形并按一定的時(shí)間規(guī)律間隙存儲(chǔ)，對(duì)數(shù)字量信息需要進(jìn)行抗干擾處理，防止假錯(cuò)信息進(jìn)入。
2）邏輯處理功能模塊：控制系統(tǒng)的目的是要控制的一系列動(dòng)作，根據(jù)采集的信息識(shí)別當(dāng)前抽油機(jī)的工作狀態(tài)，按照抽油機(jī)的工作原理和油井的變化規(guī)律，控制和預(yù)測(cè)抽油機(jī)的動(dòng)作。抽油機(jī)的控制功能主要包括：空抽控制、時(shí)間定點(diǎn)控制、連噴帶抽控制，根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際應(yīng)用設(shè)定需要的控制功能的同時(shí)，記錄出現(xiàn)的所有運(yùn)行故障。
3）I/O驅(qū)動(dòng)模塊：這一部分主要是針對(duì)輸入、輸出耗損時(shí)間較多的緣故，把所有輸入輸出放在一個(gè)任務(wù)里面集中處理，有利于提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。控制實(shí)現(xiàn)聲音和燈光閃爍的報(bào)警功能。
4）通信模塊：通信功能我們實(shí)現(xiàn)了兩種方式，在工作現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)RS232接口通信的Modbus協(xié)議和基于GSM短信息的無(wú)線(xiàn)傳遞方式。
中心控制室
中心控制室可以采用任何一種高級(jí)語(yǔ)言vb,vc等開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的上位機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析存儲(chǔ)。這里不再詳述。
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