基于GPRS的抽油机远程监控系统研究
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作者: 杨莉 赵闯 王涛
摘 要： 目前，国内很多的油田各油井由于所处的地理位置不是很好，环境又十分的恶劣，在这样的条件下，还是一味的采用传统的人工方式或者是有线方式对抽油机进行监控，使得成本增加。随着经济的发展，科学技术的不断提高，GPRS通信技术在逐步应用到抽油机的远程监控系统，并起到非常重要的作用，则主要针对于GPRS信息技术在抽油机远程监控应用的系统结构以及系统的设计和实现进行阐述。
关键词： GPRS信息技术；远程监控系统结构；远程监控系统设计实现
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0310088－01
1 基于GPRS的抽油机远程监控系统结构
目前，国内油田的远程监控系统存在着很多的问题，主要就存在于数据的传输量还是比较大的，为了解决这一问题，更好的提高监控系统的数据的传输，预防发生数据的严重堵塞的情况，结合国内外的实际，总结出了基于GPRS的抽油机远程监控系统，并且在基于GPRS的抽油机远程监控系统的结构上，提出了三层网络结构的数据传输结构，主要就是现场层是位于各抽油机的应用现场的，这样安排的作用就是想要用RTU进行抽油机和井口的数据采集，然后利用GPRSDTU及时的将数据发送到GPRS的网络上，最后就是接收数据，这一步主要就是采油队监控室GPRSROUTER进行这项的数据接收。通常来讲，一个采油队是有着几十上百口油井的。主要的监控任务就是由采油队的监控室来完成的，监控室主要就是监控这几十上百口井以及抽油机等的数据，所以无论哪一个采油队都是有一个独立的数据中心的。
一般来讲各采油队的监控系统都是在监控机上安装软件，然后由GPRS-Router来进行接收这些油井的发生数据，进而来发送相应的控制指令。通过这样的监控方法可以在监控层的计算机上得到本作业区域内相应的油井功图以及电流和电压这些实时的数据和曲线，浏览这些数据报表。除此之外，还要定时的将采油队的数据进行上传，将数据发送到管理层的数据库中。这样就可以使管理层，也就是厂部和管理科室根据其相应的浏览权限来查询生产信息报表的相应情况。根据其权限浏览现场工况，更加合理地对生产过程进行相应的分析。这样就可以提高诊断的正确率。
2 基于GPRS的抽油机远程监控系统软件设计与实现
基于GPRS的抽油机远程监控系统软件中，主要就是分为三部分，第一部分就是通信协议，第二部分主要就是针对于数据采集控制的终端微处理器设计，第三部分就是监控中心服务器的系统设计。
2.1 通信协议
基于GPRS的抽油机远程监控系统中的通信协议主要就是GPRS-DTU与监控中心服务器之间的通信协议，一般是包含着互联网协议栈的选择以及用户层通信协议的制定。互联网协议栈主要就是包括着GPRS-DTU支持UDP以及TCP这两种方式，通常来讲UDP协议不能保证传输的安全性的，而且传输速度上要比TCP显得快很多。可以说基于GPRS的抽油机远程监控系统中TCP协议的本身是有着很完善的数据包校验以及相应的自动重传机制的，这样就可以很好的确保数据在传输过程中的可靠性，更好的适用于大部分的数据采集以及远程控制这样的应用场合。所以，一般在基于GPRS的抽油机远程监控系统中，积极的应用TCP协议作为互联网协议。由于系统的功能之间的差异，可以分为以下几种：
1）通过GPRS-DTU发送给监控中心服务器的参数帧。在GPRS-DTU发送给监控中心服务器的参数帧的过程中，井号主要就是表示着发送中数据抽油机在的油井的编号，一般来讲就是要采用一个字节的长度，这样就可以同时监控最高可达256口油井。其次就是Block ID是用来表示该数据帧的具体功能，可以说数据长度主要就是用来表示数据帧一可以有多少字节，这样就可以方便了服务器对数据的处理和校验。最后一项就是抽油机运行的参数，主要包括三相电压、三相电流、功率因数、消耗电能等。这部分的参数帧主要是由GPRS-DTU主动发送，一般来讲就是每隔10s就可以及时的发送一帧，这样可以使的监控中心能够很好的监测抽油机的参数。
2）为了更好的保证参数传输的可靠性，应用了监控中心服务器对GPRS-DTU的参数应答帧。直接在用户层就定义了了参数的应答帧，这样就可以更好的减少通信数据的数量，在监控中心服务器对GPRS-DTU的参数应答帧中，每隔90s就发送一次，通知GPRS-DTU网络的连接是处于正常状态。
3）为了更好的实现监控中心服务器的远程控制功能，就主要是靠服务器发送命令帧，一般都是要靠命令帧来控制抽油机的启停，在系统中的起动/停机的命令字就是用来表示抽油机操作的。
2.2 数据采集控制终端微处理器设计
通常的数据采集控制的终端微处理器为TMS320F2407，主要就是在CCS3.1编程的环境中进行了C语言程序的编写功能。可以说软件的设计主要就是基于DTU和网络连接的情况，这样就是可以根据DTU的连接不同来实行不一样的操作过程。一般来讲在DTU处于连接正常时，就可以完成了抽油机参数的采集以及发送和启停命令动作的执行等。
2.3 监控中心服务器的软件设计
基于GPRS的抽油机远程监控系统主要就是运用VB语言来进一步的实现监控中心服务器的设计，在计算机语言中，VB语言可以说是一种普遍运用的，功能性很强大的，效率高的编程语言，操作起来也是简单易学，支持面向对象的程序设计和具有结构化的事件驱动编程模式，适合在Windows环境下进行人机交互功能的用户图形界面的运用。除此之外，VB语言还可以提供强大的数据库访问以及数据的处理功能。通常上DTU发送数据及时和服务器连接时，就是通过VB中的Winsock控件获取DTU的IP和端口号的，通过控件接收数据，然后在发送数据。
参考文献：
[1]袁碧波，基于GPRS通讯的油井状态监测报警系统[J].石油化工自动化，2007（5）.
[2]丁海涛，抽油机无线监控系统的开发与应用[D].成都：西南石油大学，2005.
[3]史淑霞、王晨光、周封，基于GPRS的抽油机远程监控系统[J].现代电子技术，2007.
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