一、油井远程监控系统介绍
油田自动化信息系统建设主要包括油井远程监控、配电线路自动化系统、输油管线泄露监测、集输站库自动化监控等四个部分，其目的是利用现场监控系统，实现数据源头自动采集，借助油田现有网络资源自动加载到厂级实时数据库，为各级管理部门应用提供开放的数据平台，使生产和管理人员及时控制和掌握生产动态，从而实现整个生产过程的自动化；并可以对取得的实时数据进行统计、分析、优化，从而为保证生产设备正常运转、降低生产成本提供重要依据。下面我们就YJ-1油井远程监控系统进行论述。
1）设计目的
YJ-1油井远程监控系统主要是通过对井口参数的实时检测，采用轮询-应答的通信方式，将检测到的油井状态，通过无线方式传送给采油厂实时数据库服务器，并以C／S或B／S模式，使生产管理的各个部门能够及时掌握油井工作状态，缩短油井故障处理时间，提高开井时率，增加原油产量，提高工作效率。另外，油井井口的控制器具有电量计算功能，可以为6kV 电力线路配电自动化系统提供基础计算数据。
2）设计原则
自动化工程必须按照“统一规划、统一标准、统一数据库”的原则建设，系统方案必须整体考虑网络通讯、系统安全等问题，保证实时数据库标准开放，使整个系统具有极高的可靠性与实用性。系统设计遵循“实用性、开放性、可靠性、先进性、可扩展性、易维护性”的基本原则，以方便操作、可靠运行为实施根本；方案设计既立足于实际，便于实施，又着眼于未来，为发展留有余地。技术方案普遍采用近几年发展和改进的新技术、新设备、新系统，其所有硬件和软件均应经过生产现场考验，经验证具有先进性和可靠性。整个油田自动化系统在局域网上根据地域特点在每个采油厂设一个实时数据传控中心（包括通讯处理机、实时数据库服务器、应用服务器），用于集中管理和存放各采油厂所辖区域内生产井、6KV 配电线路、联合站、输油管线的现场实时数据，做到实时数据库开放的原则。
二、油井远程监控系统架构
根据油井分布的地域特点与无线通讯技术发展的水平，油井远程监控系统用CDMA/GPRS进行无线传输，主要由传感器、井口控制器SU、CDMA/GPRS通讯模块DTU、采油厂通讯机、实时数据库服务器、WEB服务器、监控浏览终端等组成。首先油井工作状态传感器和变送器主要有温度传感变送器，压力传感器和变送器，电流互感器、抽油机载荷传感器和变送器、位移传感器和变送器、变压器一次侧电流互感器，它们将油井的工作状态变换成对应的电压或电流值送至井口控制器SU。
1）井口控制器
井口控制器功能如下：
检测光杆载荷、位移、电机的电压、电流、井口回压、井口温度等参数，且具有抽油机启停的远程遥控功能
能够计算电机功率、电量等指标
具有远程设置或组态功能
可以通过RS232或RS485接口与通讯设备连接，通讯方式采用轮询-应答模式
提供RS232现场维护接口
依据井口供电情况，控制器分别适用110/380/660/1140 VAC±25%电压等级
提供备用电源，能保证在断电情况下与监控中心通讯一次，将数据上发。推荐采用电容做备用电源
井口控制器特点如下：
使用工业级组件生产,可靠性高
适用温度范围：-40～85℃,可在恶劣野外环境下工作
控制器与检测元件的安装考虑防盗与防破坏的措施
数据从井口控制器进一步传到油井监测终端，然后油井监测终端负责将采集到的油井数据上装通讯模块，采集到的数据由通讯模块送至位于采油厂信息中心的通讯服务器。数据经处理后存入实时数据库。采油厂用户通过应用服务器获取系统服务，应用服务器访问实时数据库获取数据。由用户发起的操作，如手工召测数据、更改配置等，由应用服务器进行处理，并通知通讯服务器执行相应的操作。
2）通讯服务器
通讯服务器主要用于与现场设备通讯，处理在通讯过程中遇到的问题，以向系统提供有效的数据。通讯服务器软件应具备以下基本功能：
增/删终端：系统可支持多种类型的终端，例如抽油机井终端、电泵井终端
配置终端通讯参数，包括通讯规约及属性，例如MODBUS、DNP3.0/UDP/IP 规约
下发终端采集参数
按照终端的配置执行与终端的通讯过程和规约处理
对终端进行时间同步
将接受到的模拟量进行标度变换，转换为工程值
将处理过的数据存入实时数据库
通道质量监视
双机热备用，保障系统可靠性
接受应用服务器发出的指令
3）应用服务器
应用服务器负责接收用户终端的请求，通过访问实时数据库向用户返回所需的数据，在必要时向通讯服务器发出指令。油井应用服务器包含数据处理软件、命令处理软件、报警和事件处理软件、安全控制软件、图形制作软件。油井应用服务器软件应至少提供以下基本功能：
生成客户终端画面
安全控制：对用户采用基于组的权限控制方式，对终端采用基于区域的控制方式
通过查询配电实时数据库，获取配电线路的实时数据显示在地图背景上，使小队用户可以及时掌握油井供电情况，当发生停井时能更好地分析停井原因
接收通讯服务器采集的数据并进行处理
对每个采集点配置历史存储周期
为每种报警定义报警级别，对每个报警级别提供不同的报警效果
提供绘制用户界面的图形工具
在系统正常运行时，可随时停止双机备用系统中的任何一台机器而不影响系统运行
提供维护实时/历史数据库的工具，进行数据备份
三、油井远程监控系统功能
油井远程监控系统主要有以下功能：
1）数据采集功能
数据定时采集：能够采集各种可以通过通道传递到主站的遥测、遥信、电度及其它类型的量测数据。系统定时召唤油井终端数据，召唤周期可按功图、电流图和其它量分别以分钟为单位设置，最小为1 分钟，最大为255 分钟
按需数据采集：采油厂用户终端可在任何时刻请求召唤一口或多口井的数据
通讯控制功能：启动/停止对油井终端的数据采集、切换终端使用的通道等
通道质量监视及故障诊断，通讯流量计算
GPS 对时：接入GPS 时钟信号，定时统一全系统时钟，并向各油井终端发送对时命令
可支持多种通讯规约、多种通讯通道
修改油井终端参数，如各种报警限值，抽油机冲程、冲次、各传感器量程等参数，并将必要的参数下发到油井终端
2）数据处理功能
事项报警处理功能：系统对模拟量可分别设置报警上、下限，有效上、下限，当数据越限值时可生成报警记录。可定义报警的音响效果，活给出语音报警提示
事件记录，系统记录所有用户操作、通讯事件和终端报警
数据保存周期可按不同数据类型设置为逢变即存、10 分钟、30 分钟、60 分钟（保存周期应大于等于采集周期）
权限管理
3）人机界面功能
界面循环显示：授权用户可选择油井，使基本信息界面可自动循环显示，显示时间可在5 秒-30 秒之间以秒为单位设置
报警发生时，可自动推出报警画面，并伴有声音或语音报警
结合地理位置图显示油井信息，如开/关井，基本运行数据等
结合地理位置图显示与油井相关的电力线路运行信息，如是否停电等
生成各采集参数的时间曲线
显示示功图：功图迭加和并列对比
计算功能：支持常用函数功能
历史数据综合查询及生成报表
遥控启/停井（预留功能）
4）系统维护功能
为油井终端维护人员提供手持终端，以便于现场维护，并可在局信息网出现故障时接收现场的报警信息
5）报表功能
可自定义报表格式，生成EXCEL 报表四、YJ-1油井远程监控系统优势
1)系统的兼容性
现场抽油机的型号、功率等不尽相同，需要监测的重点参数也不一致，从节约投资的角度讲，需要将以前的系统的数据进行收集和管理，YJ-1油井远程无线监控系统可以新增驱动，来适应已有的监控系统或仪表。对于新增的系统，则采用标准的协议进行通信，实现新老系统的兼容，以利于将来系统的升级和扩展。 举个例子，有些已上了压力和温度在线检测仪表，本系统则可以通过标准的仪表信号，实现已有数据的采集和远程传送，送到监控中心集中监控。
2)系统的安全可靠性
YJ-1油井远程监控系统是油田生产单位的重要工具，必须具有一定的安全性保护，不允许外单位人员非法进入和操作，在系统软件上建立密码管理机制，对通信方面，则采用GPRS专用网络VPN方式。其它的系统如果要访问本系统，必须通过网关建立链接，只能读取相应数据，不得进行控制。系统的可靠性主要表现在监控中心具有强大的数据处理能力，通过配置高性能服务器，实现数据的快速响应和备份；也表现在现场控制柜高性能的组件，比如RTU可以工作在低温和高温，低功耗，EMC电磁兼容性能力高，具有一定的防雷能力和防电源浪涌能力，比如传感器变送器都选用国内最好的产品来实现。
3)系统的实时性
YJ-1油井远程监控系统采用最新的通信和软硬件技术，建立了清晰和合理的系统架构，可以实现多线程的远程并发通信，在几秒时间内，可以让成百上千台的油井数据实时传送到监控中心进行集中监视和远程调度，实现故障信息的及时报警，运用通信手段实现停机故障的及时处理。数据量巨大，提供了强大的实时数据库作为系统的支撑，比起传统的电台轮询等方式，具有无可比拟的优势。
4)系统的开放性
YJ-1油井远程监控系统是一套成熟的开放式的系统。所谓的开放，就是指协议等方面可以采用标准的协议，可以进行系统或模块的扩展，便于长期的系级和维护，延长系统的寿命，通过更新部件，能让系统一直存在下去，而不至于整个系统瘫痪，造成大量的投资损失。
5)系统的易维护性
YJ-1油井远程监控系统具有极低的故障率，所以相应的维护量非常之小。系统的构架非常清晰，具有多个调试工具，以辨别故障所在。此外多年的经验和较强的专业性，保证了整个系统的高可靠性和低故障率。
6)系统的高性价比
油井远程监控系统是完全独立自主研发的系统，和国外的设备相比，具有极强的性价比优势，能实现快速高效的服务，主要的设备价格，仅为国外产品的几分之一，系统的成本降低主要通过合理的系统方案设计，采用先进的现场总线技术和工业级元器件来实现，在保证品质的基础上，使系统成本达到一个合理的范围。
7)系统的强大功能
油井远程监控系统可以根据监管单位的需要，进行高级开发，增加或减少功能模块，增加或减少监控点数量，可以自动发出短信报警，可以自动弹出故障画面，并自动打印。现场数据单元可以存储数据，在掉电时自动保存。
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