油田采气厂无线数传SCADA系统

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。