信息化技术在油田供水计量系统的应用

王瑾 欧阳雪峰 张奇文 乙加牛 史杰

[摘 要] 本文详细阐述了应用基于中国移动GPRS网络无线远程采集传输系统在解决油田远距离供水管网数据实时监测，实时采集数据的方案。该系统传输实时性强，录取资料方便，系统运行稳定，减轻了工人劳动强度。

[关键词] GPRS；无线远程；远程数据终端；数据采集；计量

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 04. 031

[中图分类号] F272.7；TN929.5 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）04- 0062- 03

0 引 言

新疆油田公司百口泉采油厂百重七供水管网主要承担百重七稠油处理站消防、生活、5个供热联合站供水任务，每天需要频繁录取供水计量数据[1]，但是目前供水站点存在地理位置较为偏远，距离厂区约为7千米，且供水流量计读表都安装在地坑中，造成人员计量工作效率低，工作环境差，安全隐患大等众多不利因素，然而用水计量数据需要准确、可靠、及时，计量信息工作是生产经营环节中重要的基础工作，每日用水计量数据直接影响企业的经济效益。由于百重七井区移动通信网络信号可靠，稳定性好，因此利用中国移动通信GPRS技术数据传输网络平台[2]，应用GPRS数据采集传输终端将供水管线压力、流量、供水总量等数据上传，该BTU支持modbus-RTU通信协议，利用移动专号VPN绑定规定IP地址，建立了虚拟专用网，成功实现了供水管网远程数据采集传输系统[3]。

1 系统总体结构设计

GPRS无线远程抄表系统结构由现场一次表、GPRS无线采集传输终端、GPRS网络和数据管理中心4部分组成[4]。如图1所示。

1.1 现场采集构成

现场采集由位于地坑中的现场仪表智能型电磁流量计构成，该电磁流量计所依据的基本理论是法拉第电磁感应定律，用于测量管道中水的体积流量，压力等各项数据，通过RS-232通讯串口与值班室内的带GPRS 无线采集传输器9#、10#端子连接通信，串口通讯速率为9 600bit/s，7#端子、8#端子接收来自电磁流量计的4～20mA模拟信号，BTU内部微处理器对模拟信号进行A/D变换为数字量并自动存储。同时处理后的数字信号由I/O端口传送给GPRS模块，通过GPRS模块发射出去[5]。

1.2 数据采集传输终端

水表数据采集传输终端内部由9部分组成

（1）7.2V锂电池供电，可上报8 000次以上。

（2）标准的RS 232数据接口。

（3）内置工业时钟，可定时定点上报数据，可以任意设置时间汇报数据。

（4）内置1M Flash存储器，数据自动存储，可以满足每日的数据储存。

（5）提供2路标准4～20mA模拟信号输入接口。

（6）提供1路16V电源输出，可给外部仪表供电。

（7）提供2路开关量输入接口。

（8）性能可靠的CPU、GPRS通信模块。

1.3 通信及数据传输

GPRS无线传输网络主要完成远程供水站点和数据中心的通信和数据传输。其中主要的GPRS通信模块采用工业级超低功耗高性能模块，支持MODBUS-BTU，TCP/IP通讯协议。把封装处理好的数据通过远端GPRS设备进行打包发送，通过GPRS网络与监控中心的主GPRS设备进行通信，主GPRS设备将接受的数据进行解压，通过RS 232串口将各种监测数据传输保存到服务器数据库中。

1.4 VPN专线

VPN（Virtual Private Network） 技术是指采用隧道技术以及加密、身份认证等方法，在公众网络上构建专用网络的技术，数据通过安全的 “ 加密管道 ” 在公众网络中传播。

为了提高数据传输的可靠性和稳定性，供水数据管理中心先向移动申请VPN专网业务，移动公司为客户分配专用的VPN，用于GPRS专网的SIM卡开通该专用VPN后，给所有监控点及中心分配移动内部固定IP，这样监测系统的所有数据都是在VPN网内传输，系统的实时性和安全性都得到了保障。

1.5 数据监测

供水公司数据管理中心通过服务器监测软件可以对百重七各个站点的数据进行实时监控，同时能够根据提供的数据进行故障判断和生成各种管理报表，提供分析、查询功能，以便能做好各管线的供水保障。