張云昌

摘 要：隨著埕島油田生產(chǎn)建設(shè)的發(fā)展，衛(wèi)星平臺全部實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān)控，由于受自然條件的限制，無法通過有線方式傳輸生產(chǎn)資料，而是采用了無線數(shù)傳電臺作為衛(wèi)星平臺和中心平臺的通訊橋梁。文章主要介紹了目前海上自動化無線通訊系統(tǒng)的應(yīng)用，并針對常見的通訊故障進(jìn)行分析處理。

關(guān)鍵詞：埕島油田；無線通訊；自動化；數(shù)傳電臺

中圖分類號：TN925 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）05-0050-02

埕島灘海油田SCADA系統(tǒng)經(jīng)過10多年的滾動開發(fā)，現(xiàn)已有陸地中心站1座、中心平臺站3座、衛(wèi)星平臺100余座，三座中心平臺站負(fù)責(zé)監(jiān)控100余座衛(wèi)星平臺站所采集的油井生產(chǎn)參數(shù)，形成了“三級網(wǎng)絡(luò)，兩級控制”的系統(tǒng)管理模式，即第一級是陸地中心站，設(shè)在總公司辦公樓陸地監(jiān)控中心，它是整個油田的調(diào)度管理中心，可以通過中心平臺站監(jiān)視整個埕島油田的生產(chǎn)運(yùn)行情況。第二級是中心平臺站，設(shè)在中心1、2、3號平臺，中心平臺站作為海上生產(chǎn)管理控制中心，除對本平臺進(jìn)行監(jiān)控外，還負(fù)責(zé)監(jiān)控所屬衛(wèi)星平臺的生產(chǎn)運(yùn)行情況。中心平臺站負(fù)責(zé)向陸地中心站傳送海上平臺的實(shí)時數(shù)據(jù)。第三級是衛(wèi)星平臺站，負(fù)責(zé)監(jiān)視和控制衛(wèi)星平臺的生產(chǎn)運(yùn)行情況，響應(yīng)中心平臺發(fā)來的生產(chǎn)控制命令。二級控制是指中心平臺站對衛(wèi)星平臺站的遙控和衛(wèi)星平臺站就地控制，陸地中心站僅具有就地監(jiān)視功能。由于海洋環(huán)境惡劣，并且衛(wèi)星平臺距離中心平臺距離較遠(yuǎn)，因而不能采用通訊電纜等傳統(tǒng)通訊方式，于是系統(tǒng)選擇了無線數(shù)傳電臺作為衛(wèi)星平臺和中心平臺的通訊橋梁。

1 無線通訊技術(shù)簡介

1.1 無線通訊技術(shù)原理

無線通訊方式數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕驹硎牵和ㄟ^調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行工作，而這種調(diào)制解調(diào)器是無線方式工作，它不含有撥號功能，而且和它直接連接的是無線電臺。無線電臺的作用就相當(dāng)于有線傳輸中的電話線，它是通過無線電波進(jìn)行發(fā)送和接受信號的。而無線調(diào)制解調(diào)器的作用是將二進(jìn)制的信號調(diào)制成可以在無線電臺之間傳輸?shù)臒o線電波。

信號轉(zhuǎn)換過程的屬性取決于調(diào)制解調(diào)器所接收到的源信號和目的信號。一般來說，調(diào)制解調(diào)器從終端或計算機(jī)接以串行方式收到二進(jìn)制信號后，將它們轉(zhuǎn)換成了音頻信號。然后調(diào)制解調(diào)器將這些聲音通過無線電臺傳輸出去。在接受端，另一個兼容的調(diào)制解調(diào)器將這些聲音信號轉(zhuǎn)換成了二進(jìn)制信號，并把這些二進(jìn)制信號發(fā)送給終端或計算機(jī)。

1.2 數(shù)傳電臺通訊的特點(diǎn)

①設(shè)備具有較高的可靠性和高頻率穩(wěn)定度。電臺的傳輸誤碼率要求很低。

②設(shè)備的抗干擾能力相對要強(qiáng)，散熱性要好，能夠適應(yīng)在惡劣環(huán)境及電磁環(huán)境下長期工作，其工作的溫度范圍要寬。

③工作時的守候電流盡可能要小，功耗要低，耗電要省，工作電壓范圍要寬，要有電源的逆接保護(hù)。

④通訊電臺的收發(fā)轉(zhuǎn)換時間是衡量數(shù)傳電臺品質(zhì)的重要指標(biāo)，一般要求<30 ms。同時還要求發(fā)射機(jī)的起動時間要短，一般要<50 ms。

2 海上自動化無線通訊系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 通訊方式的對比與選擇

2.1.1 擴(kuò)頻微波

工作在2.4～5.8 GHz頻段，基站總線速率為3 Mbps，適合于任何流行的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，并可以承受多媒體傳輸?shù)母咚俾室?，無輪尋系統(tǒng)的等待時間，適用于實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)通信保密性，抗干擾性強(qiáng)。由于電視監(jiān)控系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、陸地中心站通訊系統(tǒng)都采用了擴(kuò)頻微波，信號源多容易造成信號干擾，所以衛(wèi)星平臺與中心一號主站通訊不宜采用擴(kuò)頻微波方式。

2.1.2 無線數(shù)傳電臺

工作在220～240 MHz數(shù)傳頻段，基站總線速率為9 600 bps， 適合于標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，點(diǎn)對多點(diǎn)通信系統(tǒng)。采用輪尋通信方式發(fā)射功，可以覆蓋更廣大的地區(qū)。由于海上采用數(shù)傳電臺通訊方式較少，所以自動化系統(tǒng)采用了無線數(shù)傳電臺通訊方式。

2.2 應(yīng)用效果

根據(jù)無委會有關(guān)數(shù)傳業(yè)務(wù)使用頻率劃分的要求，將原海上平臺使用的MDS4710型電臺全部更換為MDS2710C型電臺。2015年初海一生產(chǎn)管理區(qū)完成了CB11A、CB11B、CB11D（M）、CB11E（H）、CB11N、CB12A（D）、CB12B、CB12C、CB701、CBG5、CBG1、CB22A、CB22C、CB22E（G）、CB22H、CB253等16座衛(wèi)星平臺工藝自動化通訊系統(tǒng)與中心一號平臺通訊系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)調(diào)試。目前各平臺通訊誤碼率低，通訊質(zhì)量良好，見表1。

3 海上常見通訊故障處理

3.1 監(jiān)控中心采集不到衛(wèi)星平臺的數(shù)據(jù)

①檢查中心平臺和衛(wèi)星平臺兩部電臺電源是否正常供電，可根據(jù)電源燈指示燈進(jìn)行判斷。

②若電源供電正常，檢查天線饋線與天線、電臺接頭處有無松動或脫離現(xiàn)象，同時檢查電臺天線有無損壞，天線是否與通訊方向?qū)R。

根據(jù)以上的判斷便基本可恢復(fù)電臺的工作，若仍不能恢復(fù)則基本確定電臺出現(xiàn)故障。日常巡檢過程中嚴(yán)格按照巡檢規(guī)范檢查電臺及天線情況，發(fā)現(xiàn)異常及時處理，避免失去通訊。

3.2 監(jiān)控中心監(jiān)控衛(wèi)星平臺數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，經(jīng)常中斷或誤

碼率高

出現(xiàn)這種情況，主要有三種原因：

①電臺天線饋線老化、連接不牢固或天線饋線接頭處密封不嚴(yán)進(jìn)水，在這樣的情況下通過處理天線饋線改善通訊質(zhì)量。

②多個主電臺之間由于天線距離近，互相之間存在干擾，在這樣的情況下通過延長主電臺天線的距離或減少主電臺數(shù)量的辦法來改善通訊質(zhì)量。

③在電臺工作頻率附近有其它無線電設(shè)備也在工作，受外界無線干擾影響通訊質(zhì)量下降，在這樣的情況下應(yīng)當(dāng)找出并關(guān)閉干擾源。

4 結(jié) 語

埕島油田自動化無線通訊系統(tǒng)在24小時不間斷的海洋工作環(huán)境下，出現(xiàn)設(shè)備老化、電臺頻點(diǎn)漂移、天線饋線銹蝕等問題，這些問題使通訊系統(tǒng)通訊誤碼率升高、通信質(zhì)量降低，情況嚴(yán)重時會造成通訊中斷。不但影響中心平臺對采油平臺生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集，也可能導(dǎo)致中心平臺對衛(wèi)星平臺的遠(yuǎn)程控制操作不能及時到達(dá)，存在著一定的安全隱患。

在今后的工作中，我們要進(jìn)一步加強(qiáng)無線通訊系統(tǒng)的管理，逐步解決存在的隱患問題，確保通訊信號質(zhì)量，為自動化數(shù)據(jù)信號傳輸提供可靠保證，提高自動化管理水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周軍領(lǐng).無線通訊技術(shù)的發(fā)展與改進(jìn)[J].信息通信，2013，（7）.