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供稿︰摩莎科技(上海)有限公司 2002/7/18 18:06:00

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主題詞︰數據采集 串口 網絡 上網 Internet MOXA
在石油的開采、儲運等生產過程中,動態監測是生產管理的重要工作內容,也是保證油田正常、安全、經濟運行的重要手段,在西方發達國家自動化數據采集與控制(SCADA)已經成為生產的配套設施。
動態監測的主要內容包括泄漏監測、壓力超高保護、溫度異常、含水超標等。油田被稱為“沒有圍牆的工廠”,油井、集輸站、聯合站星羅棋布,偏遠分散,而石油的整個生產流程又通過管道連接起來,成為一個壓力系統,可謂牽一發而動全身,特別是泄漏事故時有發生,給油田造成巨大的經濟損失和環境污染。因此,實現油田生產系統的動態監測,對于及時發現泄漏等故障、優化生產運行參數、減少盜油犯罪案件的發生、提高油田的現代化管理水平等具有重要的意義。
一、油田數據采集系統的需求
為實現油田生產的監控,生產調度中心需要實時得到各站的壓力、溫度、流量等數據,從而進行數據分析,得到生產能耗指標情況和生產運行狀況,如對于長距離輸油管道,就需要實時得到管道進出口的壓力數據,由泄漏監測報警系統軟件即可進行泄漏報警和泄漏點的定位。
簡短地說,數據采集系統主要包括數據采集與通信兩個方面的內容。
1. 串口儀表設備在數據采集系統中應用廣泛
在基于計算機的數據采集系統中,通過485總線方式連接計算機串口是相當流行的數據采集方式,串口輸出的儀表設備得到了廣泛的應用。很多時候,自動化工程師會遇到PC機中的插槽數量超過了實際能夠有的數量,使用串行接口來連接測量與自動化設備,擺脫了對計算機內部ISA或PCI插槽的額外硬件要求。
RS-485總線是用一對簡單的雙絞線構成分布式系統,通過RS485-RS232轉換即可連入計算機,實現多點、雙向通信和數據采集,設備簡單,價格低廉,它所具有的噪聲抑制能力、數據傳輸速率、電纜長度及可靠性是其他標準無法比擬的。正因為此,RS-485在工業數據采集與控制、儀器儀表、汽車電子、電信設備等領域得到廣泛應用。
2. 以太網/互聯網已成為油田數據傳輸的主要途徑
近年來,Internet在全世界範圍內發展迅猛,作為Internet的核心技術TCP/IP也越來越被大家所熟悉,基于TCP/IP的WWW瀏覽、FTP、E-Mail和Telnet等技術在各個領域得到較廣泛的應用,各種基于TCP/IP技術的計算機網絡技術也不斷涌現,且具有很好的應用前景。TCP/IP協議作為計算機網絡體系的核心協議,對網絡通信中從硬件故障、網絡擁塞、分組延遲或丟失、數據損壞、數據重復和失序等影響通信的問題都有相應的解決和糾正辦法,很好地保證了數據包的完整和可靠收發。
在這種趨勢下,以TCP/IP和以太網為代表,成熟度較高的開放式網絡技術,正逐漸地被應用在各個自動化系統內,連接並控管所有的設備。就以勝利油田來說,目前油田已初步建成了連通各集輸泵站的巨大的局域網,成為油田數據傳輸的主要途徑。
在這種背景下,如何構建經濟、可靠的數據采集系統,保證油田生產的安全、經濟地運行,是擺在油田管理人員面前的一個問題。而MOXA網絡與串口通信技術與產品給油田數據采集系統提供了良好的選擇。
二、MOXA串口上網模塊
MOXA NPort Express設備聯網服務器正是這種立即聯網的解決方案!它可以讓您傳統的RS-232或RS-422/485設備,立即轉換成具備網絡界面的網絡設備。
該模塊可將RS232串口信號的數據轉換成網絡傳輸的TCP/IP協議,使信息在Internet上傳輸。
三、在油田數據采集中的應用實例
為了驗證MOXA串口上網模塊的實際效果,我們首先使用DE311模塊進行了現場試驗,取得了良好的效果。
實例是通過DE311上網傳送油田某中間輸油泵站輸油泵電機EDA9033電量采集模塊,見下圖。



EDA9033電量采集模塊是一種新型智能型電參數數據采集模塊,可測量三相三線制或三相四線制電路中的三相電流、電壓的真有效值,功率、功率因數和電度數。其輸入為三相電壓(0-500V)、三相電流(0-10A),輸出為RS-485或RS-232數字信號︰有三相電壓值、三相電流值、有功功率、無功功率、功率因數、累計電量及各相有功功率等。其485總線輸出與兼容于NuDAM、ADAM等模塊的ASCII碼指令集,使其可與其他廠家的控制模塊掛在同一485總線上,且便于計算機編程,使你輕松地構建自己的測控系統。
四、應用效果
實踐表明,利用DE311模塊工作穩定可靠,我們很簡單、方便地實現了遠程數據的自動采集,在生產調度中心可以實時得到某站電機運行參數,掌握電機運行狀況,分析判斷起停泵、閥門操作、管道泄漏等生產運行狀態,是一種經濟、可靠的數據采集模式。
跟現場設置計算機采集數據相比,作者認為串口上網模塊主要有兩大優點︰
1、避免了由于現場使用計算機而帶來的弊病
以往,我們單位采集現場數據,都要在現場崗位上配置工業控制計算機,由計算機采集有關數據並傳輸到油田局域網。由此而帶來諸多弊。 緄縋圓《、人為干擾等問題,現在電腦病毒通過網絡的傳播十分猖獗,如去年的Nimda病毒就嚴重影響了數據采集系統的正常運行;再者,難以控制工人通過它上網聊天看電影、進行有害的一些操作,人為造成干擾。而使用DE311上網實現數據傳輸,形成了專用的數據傳輸通道。
2、結構簡單、易擴充、成本低
由MOXA模塊配套串口設備,從而組成了一種經濟的專用數據采集設備。MOXA串口上網模塊體積。 梢苑獎愕馗 諫璞、傳感器供電、調理及網絡模塊搭配在一起裝在一個防爆箱里,十分有利于解決防爆問題。因為油田的生產跟易燃易爆的石油、天然氣打交道,必須防爆,而要配備防爆的計算機成本是很高的。
經過MOXA串口上網模塊在油田數據采集系統的應用,取得了初步的成效,今後,我們將進一步擴大應用範圍,為保證油田生產的正常運行做出更大的貢獻。

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