油田采气厂无线数传SCADA系统

   日期:2024-01-23     浏览:20    评论:0    
核心提示:中国石油长庆油田分公司第二采气厂,位于陕西省榆林市经济技术开发区,主要开发建设和管理长庆大气区东部的榆林气田及米脂、神木两个气区。管理区域2.18万平方公里,是长庆大气区天然气勘探开发最具潜力的区域之一。2003年生产能力已达到10×108m3。2005将达到20×108m3,2007年达到50×108m3。 生产区共有11个集气站,150多口气井,集气站和井分布在榆林市东部的丘陵地区,集气站和井口距采气二厂距离最远达40公里,最近有10公里,且分布广,地势起浮大,交通不便。除个别集气站到二厂有光纤通信外
系统的要求,

系统的要求

   将采气二厂141井区榆2站、榆3站、榆4站、榆5站的数据上传到采气2厂监控中心,实现对榆林气田集气站的全部集中监控和管理。

通过超短波无线信道(美国MDS电台)将上述4个站的数据先汇集到2配站,并进入2配站Honeywell计算机系统,再通过已有的光纤信道,将数据上传到采气2厂监控中心。

本系统还将对141井区的一个井口进行自动远程监控,并通过超短波无线及光纤信道上传到采气2厂监控中心。为今后实现全部井口的自动远程监视和管理做好技术储备。

设备选型

本方案是根据我公司现场测试和榆林气田的实际需求而设计的。无线通讯主设备选用美国MDS公司的无线数传电台MDS2710,采集设备选用ACTION公司的SCADAPACK RTU控制器。

系统功能

系统的功能如下

通过超短波无线信道将榆2站、榆3站、榆4站、榆5站、1个井口站的数据先汇集到2配站,并进入2配站Honeywell计算机系统。

通过已有的光纤信道,将数据从2配站上传到采气2厂监控中心。

实现对141井区的的集中监视

对生产故障和参数越限进行实时报警

对井口站的外来人员非法入侵报警

对生产数据进行自动历史记录

自动打印生产报表

井口站的主要功能:

实时测量井口的工艺参数,并每小时上报中心一次.

通过门禁开关实时监测是否有外来入侵,如有入侵,则立刻上报到中心.

如工艺参数报警,则立刻上报到中心.

自动检测电池剩余容量,自动提醒更换电池.

主要设备技术指标:

1.RTU技术指标

榆2、榆3、榆4、榆5、2配站RTU选用SCADAPACK 32P 型,其主要指标如下:

内存:4M号Flash RAM, 8M SDRAM, 1M CMOS RAM.

内置实时日历钟。

三个RS232通信口,可分别连接工作站计算机、PLC、无线电台。

通信协议:DNP3, MODBUS RTU/ASCII,DF1.

支持自报和存储转发。

供电:12—24VDC

使用环境:-40~ 70度。

井口站RTU选用SCADAPACK LP低功耗RTU,其主要指标如下:

内存:1M CMOS RAM, 512K Flash ROM

内置实时日历钟。

三个通信口,可分别连接流量计算机、无线电台、GSM、GPRS、扩频电台及卫星等通信设备。

五路标准模拟量输入,可连接温度、压力及流量变送器。

可按照AGA-3,AGA-5,AGA-7, AGA-8 / NX-19,孔板公式对天然气进行流量计算

可同时为现场5路4—20毫安仪表提供24伏供电

两路脉冲输入,可直接连接流量计。

一路0-32VDC模拟量输入,可测量供电系统的备用电池电压。

8路可编程开关量输入输出,可用于控制紧急切断阀、门禁开关等。

工作方式:运行/休眠

供电方式:太阳能电池板或蓄电池

功耗:小于100~450mW

使用环境:-40~ 70度。

2.MDS2710电台主要指标

高指标:传输速率达9600/19200bps, 透明标准RS232接口

使用频率220-240MHz,占用带宽小(12.5KHz/25KHz)

数据传输转换时间快(Tx-Rx-Tx),仅为7-10 ms

电台输出功率为1-5 W可调

高灵敏度低误码-110dBm(BER<10-6)

传输距离达30至50公里

收发转换小于2ms

低功耗:<18ma(休眠状态)< p="">

▼高可靠:采用数字信号处理、数字调制、纠错编码、强大的抗干扰能力、一体化设计等最先进技

电台可连续发射工作

数据处理的功能,如RTS/CTS延迟、发射延时、限时器等,均可编程设置。

诊断测试功能包括:电台参数、失电、接收信号强度、电源电压变化、内部温度等

温度/湿度:-40℃~70℃/95%

宽电源电压:10.5~16VDC

▼有网管:远端电台状态(电压、温度、误码、功率、接收电平等)远程监视

远端电台告警(低电压、数据格式错误、温度过高、不匹配等)显示

远端电台参数(串口速率、发射功率等)远程设置

▼产品系列全/配套使用灵活:230M//400M/800M都有(可分别适用于山区、海上、平 原、城市、郊区等多种地形和环境);单工台、双工台、热备份台齐全(与各厂家RTU、 PLC、FTU等都可直接连接)

3.典型井口站的配置

井口站系统包括以下部件:

RTU控制器(SCADAPACK LP)

MDS2710数字电台

天馈线系统

避雷器

太阳能供电系统(或供电电池)

门禁开关

4.榆2、榆3、榆4、榆5、2配站配置

RTU控制器(SCADAPACK32P)

MDS2710数字电台

天馈线系统

避雷器

220VDC供电系统

系统方案

根据现场测试情况,结合榆林气田的地形地貌,按如下方式组网:

1、以榆4站为分中心,通过230M超短波无线通信系统,采集榆2、榆3、榆5及所属口井的数据,全部数据在榆4站汇集后,统一传输到2配站。

2、榆2、榆3、榆4、榆5站站控系统的数据均通过RS232接口直接进RTU,并运行DF1通信协议。

3、榆4站汇集的全部数据通过无线系统上传到2配站,并从2配站进入Honeywell计算机系统。2配站再通过光纤将数据上传到监控中心。

系统的结构示意图如下:

系统安装调试及运行:

本系统中,由于传输距离较远,为减小系统损耗,主站采用200MHz高增益全向天线,采用国产低损耗电缆作馈线,各从站使用200MHz高增益定向天线及国产低损耗馈线。因中心站到各集气站及井口地形复杂且最远距离达30多公里,且受地势影响有阻碍。为确定保系统运行正常,工程实施前对无线系统进行了实地电测,并根据电测数据确定主、从站天线架设高度。经测试,采用MDS2710电台在主站架设15米左右的主站天线各外围从站均可收到数据且无信号丢失,经72小时测试,系统运行可靠。

MDS2710和ACTION公司的SCADAPACK32采用串口通信方式进行连接,不需要流控制,只接收、发和地三线连接。SCADAPACK32和SLC5/03通信可组态选择DF1全双工,DF1半双工主或DF1半双工从方式。现场采集数据通过SLC500采集经过处理后,与SCADAPACK32通过DF1协议进行通信并进行数据交换,先后由串口将数据通过无数电台送到主控室RTU。以完成对系统的数据的采集和监控。

结论:

该工程已安装施工并调试完成,现系统已安全运行多年,系统运行完全正常。该项目的顺利实施提高了采气二厂数据采集的自动化水平,为科学有效对采气数据的管理打下了坚实的基础。并以此项目为样板在整个采气厂得到了推广。MDS2710电台高效稳定的工作能力得到了用户的普遍认同,其优越的性能和高质量的品质,是值得用户信任的第一无线数据传输设备。

 
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