油田采氣廠無線數傳SCADA系統(tǒng)
系統(tǒng)的要求
將采氣二廠141井區(qū)榆2站、榆3站、榆4站、榆5站的數據上傳到采氣2廠監(jiān)控中心,實現對榆林氣田集氣站的全部集中監(jiān)控和管理。
通過超短波無線信道(美國MDS電臺)將上述4個站的數據先匯集到2配站,并進入2配站Honeywell計算機系統(tǒng),再通過已有的光纖信道,將數據上傳到采氣2廠監(jiān)控中心。
本系統(tǒng)還將對141井區(qū)的一個井口進行自動遠程監(jiān)控,并通過超短波無線及光纖信道上傳到采氣2廠監(jiān)控中心。為今后實現全部井口的自動遠程監(jiān)視和管理做好技術儲備。
設備選型
本方案是根據我公司現場測試和榆林氣田的實際需求而設計的。無線通訊主設備選用美國MDS公司的無線數傳電臺MDS2710,采集設備選用ACTION公司的SCADAPACK RTU控制器。
系統(tǒng)功能
系統(tǒng)的功能如下
通過超短波無線信道將榆2站、榆3站、榆4站、榆5站、1個井口站的數據先匯集到2配站,并進入2配站Honeywell計算機系統(tǒng)。
通過已有的光纖信道,將數據從2配站上傳到采氣2廠監(jiān)控中心。
實現對141井區(qū)的的集中監(jiān)視
對生產故障和參數越限進行實時報警
對井口站的外來人員非法入侵報警
對生產數據進行自動歷史記錄
自動打印生產報表
井口站的主要功能:
實時測量井口的工藝參數,并每小時上報中心一次.
通過門禁開關實時監(jiān)測是否有外來入侵,如有入侵,則立刻上報到中心.
如工藝參數報警,則立刻上報到中心.
自動檢測電池剩余容量,自動提醒更換電池.
主要設備技術指標:
1.RTU技術指標
榆2、榆3、榆4、榆5、2配站RTU選用SCADAPACK 32P 型,其主要指標如下:
內存:4M號Flash RAM, 8M SDRAM, 1M CMOS RAM.
內置實時日歷鐘。
三個RS232通信口,可分別連接工作站計算機、PLC、無線電臺。
通信協議:DNP3, MODBUS RTU/ASCII,DF1.
支持自報和存儲轉發(fā)。
供電:12—24VDC
使用環(huán)境:-40~ 70度。
井口站RTU選用SCADAPACK LP低功耗RTU,其主要指標如下:
內存:1M CMOS RAM, 512K Flash ROM
內置實時日歷鐘。
三個通信口,可分別連接流量計算機、無線電臺、GSM、GPRS、擴頻電臺及衛(wèi)星等通信設備。
五路標準模擬量輸入,可連接溫度、壓力及流量變送器。
可按照AGA-3,AGA-5,AGA-7, AGA-8 / NX-19,孔板公式對天然氣進行流量計算
可同時為現場5路4—20毫安儀表提供24伏供電
兩路脈沖輸入,可直接連接流量計。
一路0-32VDC模擬量輸入,可測量供電系統(tǒng)的備用電池電壓。
8路可編程開關量輸入輸出,可用于控制緊急切斷閥、門禁開關等。
工作方式:運行/休眠
供電方式:太陽能電池板或蓄電池
功耗:小于100~450mW
使用環(huán)境:-40~ 70度。
2.MDS2710電臺主要指標
高指標:傳輸速率達9600/19200bps, 透明標準RS232接口
使用頻率220-240MHz,占用帶寬小(12.5KHz/25KHz)
數據傳輸轉換時間快(Tx-Rx-Tx),僅為7-10 ms
電臺輸出功率為1-5 W可調
高靈敏度低誤碼-110dBm(BER<10-6)
傳輸距離達30至50公里
收發(fā)轉換小于2ms
低功耗:<18ma(休眠狀態(tài))< p="">
▼高可靠:采用數字信號處理、數字調制、糾錯編碼、強大的抗干擾能力、一體化設計等最先進技
電臺可連續(xù)發(fā)射工作
數據處理的功能,如RTS/CTS延遲、發(fā)射延時、限時器等,均可編程設置。
診斷測試功能包括:電臺參數、失電、接收信號強度、電源電壓變化、內部溫度等
溫度/濕度:-40℃~70℃/95%
寬電源電壓:10.5~16VDC
▼有網管:遠端電臺狀態(tài)(電壓、溫度、誤碼、功率、接收電平等)遠程監(jiān)視
遠端電臺告警(低電壓、數據格式錯誤、溫度過高、不匹配等)顯示
遠端電臺參數(串口速率、發(fā)射功率等)遠程設置
▼產品系列全/配套使用靈活:230M//400M/800M都有(可分別適用于山區(qū)、海上、平 原、城市、郊區(qū)等多種地形和環(huán)境);單工臺、雙工臺、熱備份臺齊全(與各廠家RTU、 PLC、FTU等都可直接連接)
3.典型井口站的配置
井口站系統(tǒng)包括以下部件:
RTU控制器(SCADAPACK LP)
MDS2710數字電臺
天饋線系統(tǒng)
避雷器
太陽能供電系統(tǒng)(或供電電池)
門禁開關
4.榆2、榆3、榆4、榆5、2配站配置
RTU控制器(SCADAPACK32P)
MDS2710數字電臺
天饋線系統(tǒng)
避雷器
220VDC供電系統(tǒng)
系統(tǒng)方案
根據現場測試情況,結合榆林氣田的地形地貌,按如下方式組網:
1、以榆4站為分中心,通過230M超短波無線通信系統(tǒng),采集榆2、榆3、榆5及所屬口井的數據,全部數據在榆4站匯集后,統(tǒng)一傳輸到2配站。
2、榆2、榆3、榆4、榆5站站控系統(tǒng)的數據均通過RS232接口直接進RTU,并運行DF1通信協議。
3、榆4站匯集的全部數據通過無線系統(tǒng)上傳到2配站,并從2配站進入Honeywell計算機系統(tǒng)。2配站再通過光纖將數據上傳到監(jiān)控中心。
系統(tǒng)的結構示意圖如下:
系統(tǒng)安裝調試及運行:
本系統(tǒng)中,由于傳輸距離較遠,為減小系統(tǒng)損耗,主站采用200MHz高增益全向天線,采用國產低損耗電纜作饋線,各從站使用200MHz高增益定向天線及國產低損耗饋線。因中心站到各集氣站及井口地形復雜且最遠距離達30多公里,且受地勢影響有阻礙。為確定保系統(tǒng)運行正常,工程實施前對無線系統(tǒng)進行了實地電測,并根據電測數據確定主、從站天線架設高度。經測試,采用MDS2710電臺在主站架設15米左右的主站天線各外圍從站均可收到數據且無信號丟失,經72小時測試,系統(tǒng)運行可靠。
MDS2710和ACTION公司的SCADAPACK32采用串口通信方式進行連接,不需要流控制,只接收、發(fā)和地三線連接。SCADAPACK32和SLC5/03通信可組態(tài)選擇DF1全雙工,DF1半雙工主或DF1半雙工從方式。現場采集數據通過SLC500采集經過處理后,與SCADAPACK32通過DF1協議進行通信并進行數據交換,先后由串口將數據通過無數電臺送到主控室RTU。以完成對系統(tǒng)的數據的采集和監(jiān)控。
結論:
該工程已安裝施工并調試完成,現系統(tǒng)已安全運行多年,系統(tǒng)運行完全正常。該項目的順利實施提高了采氣二廠數據采集的自動化水平,為科學有效對采氣數據的管理打下了堅實的基礎。并以此項目為樣板在整個采氣廠得到了推廣。MDS2710電臺高效穩(wěn)定的工作能力得到了用戶的普遍認同,其優(yōu)越的性能和高質量的品質,是值得用戶信任的第一無線數據傳輸設備。

提交
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