GPRS 在海洋天然氣自動(dòng)計量中的應用

科技信息工程技術(shù)GPRS在海洋詳天熟氣自動(dòng)計量山的畫(huà)用中國鐵遁蘭州分公司孫澎[擒]作者針對目前海平乘油廠(chǎng)埡島油田天然氣計量仍然乘用現場(chǎng)人工操作的問(wèn)題,提出丁于GPRS和PLC的遠穫天然氣自動(dòng)計量泉設計方。文拿首先概括統中能應用到的進(jìn)技術(shù),之后介紹丁泉統的總體結構及工作原理。通過(guò)對康姚中先進(jìn)技術(shù)的介紹及推論,作者認為,泉統所杗用的GPRS技求實(shí)現丁遠端設備與中央控制設備之間的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )摟,為天然氣的遠程監控提供丁一種新的技術(shù)手段[關(guān)鍵調]天然氣計量GPRS遠租監控1.引言采用GPRS無(wú)線(xiàn)通信具備以下優(yōu)點(diǎn)隨著(zhù)信息化在石油以及天然氣行業(yè)的大力推廣,作為信息(1)利用公用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )無(wú)需自建,只要申請為用戶(hù)化重要組成部分的天然氣自動(dòng)計量系統也日益受到重視。目前可海洋采油廠(chǎng)埕島油田仍然采用現場(chǎng)人工操作或現場(chǎng)自動(dòng)操作的(2)公用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )覆蓋面廣,且具有極強的可擴充性?？刂品绞?。無(wú)論狂風(fēng)暴雨、烈日炎炎,操作員均需定期記錄下數(3)按量計費或包月。用戶(hù)可以一直在線(xiàn),按照用戶(hù)接收和據,再對這些記錄進(jìn)行整理匯總由于計量?jì)x表分布比較分散,發(fā)送數據包的數量來(lái)收取費用沒(méi)有數據流量傳遞時(shí),用戶(hù)即使現場(chǎng)員工的勞動(dòng)強度大,數據的可靠性、及時(shí)性準確性受到影掛在網(wǎng)上,也是不收費的。另外也可以選擇包月操作運行和記錄管理數據的方式巳漸漸不適應發(fā)展的(4)傳輸速率高。最高數據速率可達170kb/。5)GPRS采用分組交換隨著(zhù)自動(dòng)控制、通信、計算機和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的不斷發(fā)展把遙分組交換是支持數據業(yè)務(wù)的必要條件,使得用戶(hù)容量大幅測遇控、無(wú)線(xiàn)通信及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)應用于天然氣的自動(dòng)測量、計算、度提高因此,利用公用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )組建的無(wú)線(xiàn)通信系統將是控制和調節,實(shí)現資源的合理利用然氣自動(dòng)計量系統的主種造價(jià)低,易于推廣,無(wú)制約,可靠性高,穩定性好,具有一定要內容和目標天然氣的監控方式從單一現地控制集中監控發(fā)的先進(jìn)性標準性且易于擴充的系統,GPRS網(wǎng)絡(luò )特別適合于小展到分層分布式監控功能綜合化、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )化和標準化成為新流量高頻率傳輸的數據業(yè)務(wù)的應用服務(wù),適于天然氣在線(xiàn)信息一代天然氣自動(dòng)計量系統的特征。本文提出了一種基于GPRS的傳輸①和PLC的天然氣遠程自動(dòng)計量系統的設計方案,對系統的硬件3PLC筒介設計及工作原理進(jìn)行了說(shuō)明。該系統實(shí)現了天然氣流量,壓力PLc( Programmable Logic Cont roller,可編程控制器)是溫度等數據的自動(dòng)測量與控制,實(shí)現了實(shí)時(shí)信息的采集、處理與一種可編程序的存儲器,在其內部存儲執行邏輯運算、順序控傳輸,為遠程監控系統的信息顯示和控制在硬件、軟件上做好了制、定時(shí)、計數和算術(shù)運算等操作的指令,通過(guò)數字或模擬輸入準備。為合理的傳輸,利用天然氣資源作出了一定的貢獻輸出來(lái)控制各種類(lèi)型的機械設備或生產(chǎn)過(guò)程。PLC具有通信聯(lián)2GPRS篇介網(wǎng)的功能,它使PLC與PLC之間、PLC與上位計算機以及其他PRS是一種采用分組交換的高效率數據傳輸方式GPRS智能設備之間能夠交換信息,形成一個(gè)統一的整體,實(shí)現分散集網(wǎng)絡(luò )是在公用移動(dòng)通信網(wǎng)GSM網(wǎng)絡(luò )之上,新增2個(gè)節點(diǎn)SGSN中控制。多數PLC具有Rs2232接口,還有一些內置有支持各(服務(wù)GPRS支持節點(diǎn))和GGSN(網(wǎng)關(guān)GPRS支持節點(diǎn))而形成自通信協(xié)議的接口。用PLC作為現地控制器比單片機和計算機的移動(dòng)分組數據網(wǎng)絡(luò ),為GSM網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)提供高速的分組數據更能適應惡劣的工控環(huán)境,且組態(tài)方便能較好的解決遠程監控業(yè)務(wù),面向用戶(hù)提供移動(dòng)分組的P或者X25連接,它采用與通信問(wèn)題GSM相同的顏段、頻帶寬度、突發(fā)結構、無(wú)線(xiàn)調制標準、跳頻規4.系統硬件設計入和核心網(wǎng)絡(luò )。無(wú)線(xiàn)接入部分在移動(dòng)臺和基站子系統(BSS)之現場(chǎng)數據采集系統數據傳輸系統、上位機數據處理系統、遠控間傳遞數據;核心網(wǎng)絡(luò )在BSS和標準數據通信網(wǎng)絡(luò )邊緣路由器管理監測系統。系統結構圖如下之間中繼傳遞數據?，F場(chǎng)數據采集系統;數據傳輸系統上位機數據處理遠控管理監測接UP流量計匚流量計置管理監及測PC機匚流量計數上位控制計據P算機傳局域網(wǎng)匚流量計}輸C服務(wù)器系控統制打印機【顯示器系壓力變送器統中國煤化工CNMHG4.1中控室設計中控室區備比量主安龍收歐窗和計算機網(wǎng)絡(luò )設備主要求及現場(chǎng)實(shí)際情況,該系統的所有包括: GPRSDTU、有線(xiàn) MODEM、服務(wù)器、交換機、路由器激GPRS傳輸至中控室(海三站),然后再利采油廠(chǎng)計劃科、調度室和集輸大插座廷時(shí)UPs)網(wǎng)管及軟件網(wǎng)絡(luò )附設、25專(zhuān)線(xiàn)和DDN數據任務(wù)包括信息接收、倌息預處理、信報送信道,PLc控制系統,系統軟件等。(下轉幕279頁(yè))科技信息∫信號控制電源曼碼命和采集微控制器令發(fā)送叫測井信TxD RxD號耦合±12V±5V深度和脈數據|控制曼碼數下變沖計數微總線(xiàn)‖信號據接收16位轉換器」「曼碼數據測井電纜供電電源取樣信號深度和脈預處理自然電位沖信號預信號處理深度和脈沖信號自然電位信號圖2AC-3適配器電路原理框圖測井僧號經(jīng)過(guò)倌號耦合、c高通濾波串口通訊,ADM232L有RS232的驅動(dòng)器和接收器濾波及士5V信號限幅后,由A成兩級放大大倍數由外部電位器可調放大后的輸出信號由AT90s8535的我羅斯測井軟件基于Ds操作系統軟件功能包括通訊檢into口采集在程序控制下讀取編碼信息,并記錄測井數測、僅器信號檢測、測井參數設量、曲線(xiàn)參數設量測井記錄、曲自然電位信號經(jīng)過(guò)預處理即信號穩壓、二階RC低還濾披線(xiàn)繪圖和數據回放及處理等。軟件處理中繪圖前先設定測量井器后,由AD826組成兩級放大器放大再由AD976(16位高速、段長(cháng)度以便系統設量相應的緩沖區空聞井軟件支持高精度A/D轉換器,最大通過(guò)率為100ksPS,輸入信號范團為 PRINTREX820打印機出圖,但不能實(shí)時(shí)出圖,即不能邊測井邊遞到16位數據總線(xiàn),在繪圖只能在一次測井數據保存完成后才可以AT90s8535中處理組合為串口倌號俄羅斯電子技術(shù)設計風(fēng)格與我國的一致,但其器件選型盡下井儀供電電源22V50H的取樣信號約12~量選用俄羅斯自己的器件,不過(guò)對于性能好的微控制器則直授口某基處量營(yíng)程供電禁起波久模東的線(xiàn)在敗體上日廣印只能測井數據存盤(pán)完成后回放出圖打印這種方式在軟件進(jìn)沖和方向脈沖由AT902313的PD5PD6口分別采集處理脈沖信號經(jīng)整形后由AT902313的PD2口計數采集只是一個(gè)習慣阿題在硬件上也有基于USB接口的測井采集系電源22V經(jīng)三路橋式整流后由集成穩壓電源78057905、就,這種在中國還未應用總體來(lái)說(shuō)他們技術(shù)更新不及時(shí)通過(guò)7812分別得到+5V、一5V、+12V直流電源對兩種采集系統的分析,有助于對俄羅斯測井僅器的掌握使用串口還訊由AT908535、AT902313和ADM232L組成和維修,也有利于俄羅斯僅器的推廣應用AT908535、AT902313有串行外設接口,通過(guò)主從機模式與(上接幕276頁(yè))等建立天然氣計量數據庫;利用現有的局域網(wǎng)將中控室的數據4.2系統的建設發(fā)至采油廠(chǎng)或集輸大隊等單位;系統需增加糾錯、自校功能本系統建設完成后主要實(shí)現對整個(gè)島油田天然氣的準防數據誤報僧報;系統需增加備用服務(wù)器將數據及時(shí)備份計量集中統一管理信息采集系統在原有的基礎上增加5臺氣以防數據丟失系統需設置防火墻,以防計量數據庫被盜取或被體流量計:中心2#平臺進(jìn)堤島預處理站天然氣計量系統(2自攻擊,箭預留攢口,以備系就擴展E+H渦衡流量計、配備溫變、壓變),海五站進(jìn)坦島預處理站天應然氣計量系統(2臺E十H渦街流量計、配備溫變、壓變),海三系統經(jīng)過(guò)在塭島油田現場(chǎng)模擬運行穩定可靠,達到了遠程海港總自用氣計量系統〔TD50智觸氣表)增加的5臺氣體流自動(dòng)計量的要求,但是控制功能還不是太理想有待于進(jìn)一步對量計及溫變壓變傳感器安裝相應的數據遠傳模塊,數播使著(zhù)到系統進(jìn)行改進(jìn)6蛄語(yǔ)到海三站;壢島預處理站擴建已有計量系統采集海五來(lái)氣基于GPRS和PLC的閘門(mén)遠程天然氣計量系統實(shí)現了天牛驗到排平進(jìn)端計重氣微、品外輸氣數據,并通過(guò)B有光原“氣的海程自動(dòng)控包便于倉理料用天塔氣資課挑高能薄果在中控室海三站安裝信號接收設備對現場(chǎng)采集流量計數僅可已中國煤化工減輕運行人員的勞動(dòng)強據進(jìn)行糖確計算,并提供天然氣計量產(chǎn)生的偏差報;提供管線(xiàn)壓力超限報警并以手機艇信的方式通知現揚操作人員設度減效益CNMHG置數據共事權限具有相應權限的操作人員可瀏覽相應的計量數據:系統氖提供實(shí)時(shí)曲線(xiàn)、歷史數據曲線(xiàn)數據報表、報警數據文歐統操作界面氖做電子地圖對所有數據進(jìn)行規范化處理存日})書(shū)冰季芬華GPRS技來(lái)在數據采集與監控親飩中的等并具有數據輸出功能;為了更直觀(guān)、通真的顯示現楊數據,系電子技衣,2003,19(8):26-29Wavecom公司 GPRSUser Guide[Z].2001279一