吉林工商學(xué)院

油田通信動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)

宮婷吉林工商學(xué)院

油田通信動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念就是實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、預(yù)防與及時(shí)排除故障、實(shí)時(shí)監(jiān)控記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，避免工作人員不能及時(shí)處理而帶來(lái)嚴(yán)重后果。系統(tǒng)主要由軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與采集系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)在長(zhǎng)慶油田和新疆塔里木油田應(yīng)用后，實(shí)現(xiàn)了通信網(wǎng)的綜合管理和監(jiān)控，其具有遠(yuǎn)程下載更新程序，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)自動(dòng)化更新，并具有主動(dòng)、可靠的監(jiān)控和管理模式，有效地提高了通信網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量，降低了通信網(wǎng)管理運(yùn)行的成本。

通信網(wǎng)；動(dòng)環(huán)數(shù)據(jù)；監(jiān)控系統(tǒng)；數(shù)據(jù)傳輸

1 系統(tǒng)預(yù)期目標(biāo)

隨著油田生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)展，對(duì)油田通信動(dòng)力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)引進(jìn)和利用顯得尤為重要，該系統(tǒng)主要是對(duì)所在區(qū)的通信局點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控（包括通信電源、蓄電池、中央空調(diào)、機(jī)房交流電以及機(jī)房機(jī)器運(yùn)行環(huán)境等）。在此基礎(chǔ)上，將防盜設(shè)備和節(jié)能減排設(shè)備納入該系統(tǒng)，遇到意外事件能及時(shí)傳達(dá)信息給工作人員，可以維護(hù)油田通信系統(tǒng)使其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著維護(hù)人員工作量加大，傳統(tǒng)的分散維護(hù)機(jī)房動(dòng)力環(huán)境以及人工監(jiān)控的管理模式已達(dá)不到通信網(wǎng)的要求，油田通信動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的引進(jìn)和利用優(yōu)勢(shì)日益明顯，因此，采用該系統(tǒng)不僅能降低維護(hù)部門的工作負(fù)擔(dān)，而且能提高通信網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定度。

根據(jù)油田發(fā)展的需求，動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)期完成如下5個(gè)方面的目標(biāo)：①對(duì)各通信點(diǎn)通信電源的實(shí)時(shí)監(jiān)控；②對(duì)機(jī)房門禁系統(tǒng)的接入控制與無(wú)人值守機(jī)房的門禁監(jiān)控；③對(duì)機(jī)房溫度、濕度監(jiān)控；④對(duì)機(jī)房的水浸實(shí)時(shí)監(jiān)控；⑤意外事件信號(hào)及時(shí)傳達(dá)工作人員。

2 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

油田通信動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念就是實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、預(yù)防與及時(shí)排除故障、實(shí)時(shí)監(jiān)控記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，避免工作人員不能及時(shí)處理而帶來(lái)嚴(yán)重后果。該系統(tǒng)主要由軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與采集系統(tǒng)組成，如圖1所示。系統(tǒng)具有雙數(shù)據(jù)通道，可采用不同的通道，實(shí)現(xiàn)協(xié)議數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)的連接；同時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，采用用戶組方式進(jìn)行權(quán)限管理，監(jiān)控中心根據(jù)用戶信息，進(jìn)行端局、設(shè)備的權(quán)限分配。

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1 采集系統(tǒng)

油田通信動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控采集系統(tǒng)主要是對(duì)電源設(shè)備、空調(diào)設(shè)備以及機(jī)房環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。電源設(shè)備包括低壓配電、整流配電、交流和直流配電等設(shè)備；空調(diào)設(shè)備主要是指機(jī)房專用空調(diào)設(shè)備，機(jī)房環(huán)境因素有很多，包括溫度、濕度、水浸、門禁、煙感、高壓等。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

數(shù)據(jù)傳輸方式主要有2M中繼傳輸方式、IP傳輸路由方式和無(wú)線傳輸方式。2M中繼傳輸方式穩(wěn)定、可靠、響應(yīng)快，缺點(diǎn)是占用較大電路資源。長(zhǎng)慶通信網(wǎng)為了保證數(shù)據(jù)傳輸安全，在通信點(diǎn)與監(jiān)控中心采取IP傳輸方式備份數(shù)據(jù)。采取無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式可以解決無(wú)法安裝有線網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)的問(wèn)題，能夠滿足視頻信息、圖像數(shù)據(jù)的傳輸。

2.3 軟件系統(tǒng)

監(jiān)控軟件系統(tǒng)主要是由監(jiān)控中心和監(jiān)控單元組成。根據(jù)實(shí)際的傳輸情況，選擇合適的傳輸方式將數(shù)據(jù)傳至中心。

（1）SC監(jiān)控中心。SC監(jiān)控中心主要是實(shí)現(xiàn)動(dòng)環(huán)數(shù)據(jù)查詢、檢測(cè)、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、記錄、管理等功能，是動(dòng)環(huán)數(shù)據(jù)的管理中心。原則上只設(shè)置一個(gè)監(jiān)控中心，每個(gè)監(jiān)控站點(diǎn)設(shè)置一個(gè)監(jiān)控單元，每個(gè)站點(diǎn)具有多個(gè)監(jiān)控模塊，主要是對(duì)數(shù)據(jù)的輸入輸出以及模擬輸入接口與非智能設(shè)備的鏈接。

（2）SS區(qū)域監(jiān)控中心。SS是SC的下級(jí)監(jiān)控中心，根據(jù)系統(tǒng)SC監(jiān)控中心的指令動(dòng)態(tài)地監(jiān)控對(duì)象，起到通信傳輸?shù)闹虚g樞紐作用。SS區(qū)域監(jiān)控中心可對(duì)管轄區(qū)的動(dòng)環(huán)數(shù)據(jù)、告警信息、視頻數(shù)據(jù)等進(jìn)行監(jiān)控，處理后將數(shù)據(jù)傳回SC監(jiān)控中心。

（3）SU監(jiān)控單元。該單元主要功能包括：①定期采集由監(jiān)控模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，存儲(chǔ)、處理數(shù)據(jù)，并且將實(shí)時(shí)監(jiān)控的數(shù)據(jù)發(fā)送回監(jiān)控中心；②隨時(shí)接收監(jiān)控中心的指令并快速做出響應(yīng)；③根據(jù)各通信點(diǎn)的工作情況，通過(guò)監(jiān)控模塊，下達(dá)監(jiān)控指令；④實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并計(jì)算數(shù)據(jù)的最大、最小以及平均值，上傳給傳輸中心；⑤由于意外情況，油田通信發(fā)生中斷，監(jiān)控單元備份有歷史數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)，保存時(shí)間不少于7天，待通信系統(tǒng)恢復(fù)工作，應(yīng)能將中斷期間的數(shù)據(jù)上傳回監(jiān)控中心；⑥監(jiān)控單元應(yīng)具有支持低端軟件在線升級(jí)的功能，具有可維護(hù)性、可擴(kuò)容性，而且對(duì)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備、視頻等擴(kuò)展板配置擴(kuò)展功能，與局站的監(jiān)控對(duì)象和監(jiān)控功能相匹配；⑦監(jiān)控單元支持EI線路、IP、串口等數(shù)據(jù)資源的傳輸；⑧監(jiān)控單元端口主要有采集、通信、電源接口，具備在雷電環(huán)境下正常工作的能力。

3 在生產(chǎn)中的應(yīng)用

長(zhǎng)慶油田通過(guò)引進(jìn)油田通信動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)，解決了該油田通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域擴(kuò)展的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化通信需具備的電源系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，預(yù)防意外故障，并能及時(shí)排除故障，統(tǒng)計(jì)、記錄、處理歷史數(shù)據(jù)，自動(dòng)化監(jiān)控大大降低了人為對(duì)設(shè)備巡查的工作量和弊端，有效維護(hù)了動(dòng)力設(shè)備的正常運(yùn)行；改變了長(zhǎng)慶通信網(wǎng)原9個(gè)中心機(jī)房、70個(gè)通信局動(dòng)力環(huán)境低效的人為看守維護(hù)管理模式，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)自動(dòng)化，并且有主動(dòng)、可靠的監(jiān)控和管理模式，有效地提高了通信網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量，降低了通信網(wǎng)管理運(yùn)行的成本。

新疆塔里木油田通過(guò)引進(jìn)油田通信動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)其管轄的31個(gè)通信局點(diǎn)動(dòng)環(huán)數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控對(duì)象主要包括電源、蓄電池、空調(diào)、機(jī)房等。通過(guò)監(jiān)控中心操作維護(hù)平臺(tái)對(duì)監(jiān)控對(duì)象和運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為無(wú)人操作設(shè)備提供一個(gè)統(tǒng)一的、操作簡(jiǎn)便的界面，工作人員只要在監(jiān)控中心就可對(duì)通信網(wǎng)進(jìn)行全方位的監(jiān)控。塔里木油田采用的這套系統(tǒng)具有平滑的升級(jí)能力，利用該系統(tǒng)強(qiáng)大的兼容性，傳輸系統(tǒng)可以把不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)資源實(shí)時(shí)傳回指揮中心，再由指揮中心將告警預(yù)示下發(fā)到各個(gè)不同系統(tǒng)的通信點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了通信網(wǎng)的綜合管理和監(jiān)控。該系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程下載更新程序，工作人員不需親自達(dá)到端點(diǎn)，就可完成遠(yuǎn)端局點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集以及軟件的升級(jí)。

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.10.049