探析物联网技术在石油装备检验检测系统中的运用

王靖超 范辉涛 高琪琪

摘 要：本文就石油装备的检验过程中存在的不足进行分析研究，并从装备的FRID系统、节点硬件设计以及软件设计等方面详细阐述了物联网技术在检测系统中的运用，旨在应用先进的技术来满足检验过程中的要求。

关键词：物联网技术 石油装备 检验检测系统 运用

引 言

石油装备是油田公司进行原油输送的關键，其检验检测系统能够保证装备的正常运行。而随着物联网技术的发展，其应用也越来越广泛，在检测系统中应用该项技术能够及时发现石油装备出现的问题，并采取相应的措施，从而提升检验工作的效率。

1、FRID系统的制定能够精准的检测装备

FRID作为一种自动识别的技术，其不需要人工操作及接触，只需要借助射频信号便可以对目标进行准确的识别，同时获取相关的数据信息，这种技术特别适合在恶劣环境下工作。FRID射频的识别技术的主要优点是能够在同一时间内准确识别多个处在工作状态的石油装备，操作方便简单。有效结合FRID系统与ERP系统，首先能够为石油装备的各个流程制定精确的节拍，其次是为安全追踪关键构件提供强大的技术支撑。不管FRID系统是如何构架的，其技术的基础仍然是互联网，借助融合各种网络传播的方法，准确传递装备信息。且在物联网上，传感器收集到的数据信息主要是借助网络来传播，为了保证数据信息传递及时准确，还应借助网络协议来实现整个过程[1]。

2、装备检测系统物联网系统的设计

石油装备主要包含输油泵、分离器及压缩机等，而输油泵的检测工作时是最为重要的。其在运行过程中，需要对进出口压力、输油量及油泵的温度等参数信息进行检测，然后结合输油技术的要求，设定输油泵的运行时间及惦记运转的压力及频率。结合输油泵的技术工艺及石油装备的安全及工作效率提升的需求，运用物联网检测技术，采取精细化的设计原则对相关系统进行结构设计。主要在于：（1）传感器。其功能主要是采集泵体的温度、压力、流量及频率等现场的数据信息，并结合运行指令对输油泵进行控制。以便检测系统对输油泵的运行情况进行掌握。（2）协调器。其主要是将传感器中各节点进行连接形成ZigBee网络，并对传感器各节点中的数据信息定期的轮询采集，同时结合石油装备的运行工艺对输油泵适当的调节。协调器与工控机之间形成RS485的通信形式，将数据传递到人机界面储存及应用，便于检测系统对输油泵的各项数据信息及时了解。（3）本地应用方面。其主要是现场站点控制计算机界面，是物联网的控制中心点。因为输油泵是石油生产的关键装备，对检验检测系统要求是非常高的，所以通过RS485通信将调节器的各个节点进行连接。本地应用层便可以对调节器中的数据信息进行采集储存、输油泵的安全参数的设置等工作。同时为物联网的远程控制中心提供相关的数据信息，在权限允许的情况下，实施远程调控，并输油泵实现控制。（4）远程控制。其主要是为检验检测系统及时的提供各石油装备的数据。远程控制层能够借助局域网对装备运行时的参数、动态情况及记录数据等多种信息进行实时查看。远程控制的装备可以是电脑或手机等终端设备。远程监测系统与现场控机间通信具备TCP/IP的信息传递协议。

3、检测系统物联网硬件的设计

物联网硬件的设计主要是使用美国的CC2530Zig-Bee的通信芯片，因为它支持的系统技术降低了其应用开发的难度。CC2530的芯片是集成射频发射器及单片机，能够支持最大256KB的储存器，8KB的内部运行储存器，同时具有丰富的接口。系统中的传感器及协调器的节点核心均是CC2530的模块。系统中的传感器及协调器形成相互独立的通信通道。系统的运行原理是借助不同的传感器接口对电压及电流等相关信息进行采集，通过A/D的模块将信息转换成数字整理后进行储存，并能够借助BF前端进行传输；此外传感器的节点借助D/A模块或I/O的接口对石油装备进行控制[2]。同时，对石油装备的压力、精度及强度等相关参数进行采集控制，保证各项信息的真实准确性。

4、检测系统物联网软件的设计

检测系统的物联网软件包含传感器、协调器及本地控制和远程控制的各种APP程序的设计。首先，物联网传感器以及协调器方面软件的设计。其设计均是在CC2530的协议栈及单片机编程的基础上，其中的函数及调用有许多类似的地方。底层的软件应用仿真器进行下载，第一应设置好运行相关的准确参数：如网络号等，第二是协议栈的程序下载。其次，本地计算机控制中心的软件设计。计算机中的软件主要是在DelphiXE的编程进行设计开发，后台的数据库的编程是Paradow7。主要的设计模块为协调器的信息处理模块、装备储存管理模块、运行的参数显示模块、远程信息通信模块等。最后，远程控制的软件设计。其软件主要是在远程控制的终端手机或电脑上运行，运行的环境要求是Android 4.0以上，在B/S的架构基础上开发PC机的软件。远程系统的应用人员主要是石油企业的管理人员、操作员以及石油装备的安全员等，检测系统中采取角色的访问制度，不同的应用人员能够操作的界面也不同，职责任务也存在差异。另外，借助先进的物联网技术，实现装备的检验数据的准确性。通过大数据技术的运用，借助数字化管理方法对石油装备的生产及检验等过程的数据信息进行采集，对装备的批次、质量等各种精准的数据进行详细储存，经过数据的挖掘、分析及整理等手段，转变思路，为石油装备的正常运行提供保障。

结 论

综上所述，对于在石油装备检验检测系统中应用物联网技术，能将复杂的问题变简单，使检测系统的安全性提升，工作效率提高，为石油装备提供更好的支撑，提升企业在竞争中的地位。

参考文献

[1] 滕伟黎.物联网技术在消防装备质量检验中的应用[J].消防界（电子版），2016（06）：164.

[2] 陈勇，孙文磊，谭远华，等.基于物联网的抽油机装备工况采集与可视化研究[J].制造业自动化，2015，37（17）：4-6+28.

作者简介：王靖超（1991.09——），性别：男，民族：汉，籍贯：山东省滨州市博兴县，单位：国家石油装备产品质量监督检验中心（山东），职位：材料检验师，职称：助理工程师，学位：学士，研究方向：材料质检。

范辉涛（1989.05——），性别：男，民族：汉，籍贯：黑龙江省黑河市嫩江县，单位：国家石油装备产品质量监督检验中心（山东），职位：机械检验师，职称：助理工程师，学位：学士，研究方向 ：机械质检。

高琪琪（1989.06——），性别：男，民族：汉，籍贯：山东省东营市，单位：国家石油装备产品质量监督检验中心（山东），职位：机械检验师，职称：助理工程师，学位：学士，研究方向：机械质检。