在冀东井站自动化系统的建设中，井口相关部分选用了北京安控科技股份有限公司的采集和控制设备。这些设备均支持ZigBee通信技术。ZigBee通信技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。ZigBee技术是基于IEEE802.15.4物理层、MAC层和数据连接层上制定出的标准，具有高可靠、高性价比、低功耗的网络应用规格。
北京安控科技股份有限公司（简称“安控科技”），是专业从事工业级RTU产品研发、生产、销售和系统集成业务的高新技术企业，是行业领先的工业级RTU产品供应商和系统集成服务商，拥有完善的远程控制终端（RTU）产品链，拥有完善的油气田自动化和环保在线监测专用产品。
2.2.1无线电量模块
抽油机井、电潜泵井的数据采集设备，选用的是北京安控公司的Super32-L308无线电量模块，可实现对三相电压、三相电流和对抽油机的启停控制以及状态采集。模块具备6路AI、4路DI、4路DO通道。在通信接口方面，具备1个RS232接口、1个RS485接口，内置了高性能的Zigbee通信芯片，并配套提供2.4G高增益天线。



Super32-L308无线电量模块采用先进的32位处理器，不仅能完成逻辑运算、定时、计数控制，还能实现数据处理、通讯联网等功能。与同类RTU相比，具有更大的存储容量，更强的计算功能，更简便的编程与开发能力；强大的通讯组网能力和卓越的环境指标特性，能够适应各种恶劣工况环境。通过无线通讯协议与计量间无线数据采集器进行数据通讯。

2.2.2无线载荷位移传感器
抽油机井选用了北京安控公司的SZ902N型号无线载荷位移传感器，可自动测量功图和自动测量冲次，实现对有杆泵示功图的采集。示功图数据以Zigbee无线通信方式，传输到井口无线电量模块和计量站无线数据采集器通信主站


SZ902N型号无线载荷位移传感器，设备简单，只有一个与传统载荷传感器相似的终端组成；安装方便，与传统的载荷传感器安装方法相同，但是免去了有线仪表电缆敷设的施工量，安装简化快捷；运行稳定，使用电池供电，可消除外界电网干扰；安全防盗，示功仪与卡锁一起上下运动，不易被人为破坏；技术先进，可设置多个频点，避免同频干扰；方法新颖，利用加速度传感器获取位移量；绿色产品，利用太阳能充电安全环保。通过无线通讯协议与计量间进行数据通讯。


2.2.3无线压力变送器


无线压力变送器选用的是北京安控公司的SZ903D产品，实时监测油压、油套的压力和注水井注水压力。SZ903D无线压力传感器，就地显示配置液晶显示器；采用防H2S腐蚀设计；适用于各种恶劣的使用环境；具有功能强、可靠性高、应用灵活、操作方便等特点。通过无线通讯协议与计量间进行数据通讯。

2.2.4无线网关


杆泵井采集器和计量站无线数据采集器主站，均选用了北京安控公司的SZ932无线网关产品。该设备具有1个Zigbee无线接口、1个RS485接口、1个RS232接口、1个TCP/IP网络接口，因此可以广泛用于以下场合：（1）实现第三方产品的协议转换；
（2）实现有线通信和无线通信之间的转换。
（3）作为网关设备，将有线RS232/RS485或者无线通信转换为网络数据传输；
在冀东井站自动化系统中，SZ932无线采集器可以通过标准的RS485通讯协议对螺杆泵变频数据进行采集，然后以Zigbee无线方式，将螺杆泵变频器数据传输到计量站，从而满足了第三方产品设备更好的接入。
另外，每个计量站的无线数据采集器同样也采用了SZ932无线网关。其作为井口设备的通信主站，以Zigbee短距离无线通信方式，与现场无线仪表或无线RTU通信；然后经网关通过光纤网络传输到作业区监控中心的上位机系统。


2.3网络通信设计
从系统结构图可以看出，通信设计采取了无线和有线相结合的方式，达到实时数据采集、传输、远程控制等效果，并将相应数据传输至后台网络，实现后台信息共享，信息管理等应用。
2.3.1无线应用部分
每个计量站下辖的井口，一般分布在以计量站为中心、半径1公里以内，相对比较集中。采用短距离无线技术可以节省成本同时也降低了施工强度。采用ZigBee无线技术，应用在现场无线仪表和无线RTU与计量站无线数据采集器之间的通讯上。
无线技术采用的是ZigBee的无线网络协议，ZigBee是一种无线连接，可工作在2.14GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)915MHZ(美国流行)3个频段上，分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率，它的传输距离在10-75m的范围内，但可以继续增加。
2.3.2有线应用部分
计量站是分散的，且与作业区监控中心的距离相对较远。井口采集数据和视频监控数据要统一传送到中控室，采取了抗干扰能力强、传输距离远、数据通讯量大的光纤作为媒介，以保证数据传输的实时性、可靠性和稳定性。

3．系统实现的功能
数据采集包括井口数据采集、计量站数据采集和作业区监控中心。
3.1井口数据采集部分
1) 功图法量油
在井场，井场配套无线载荷位移传感器SZ902N，实现油井功图全天候采集。在作业区监控中心则安装专门的示功图量油诊断软件，及时掌握油井产量情况和分析故障原因。
2）电参采集、油井压力采集
在抽油机控制箱配套无线电量模块Super32-L308，监测抽油机上下行过程中三相电流和三相电压的变化情况；监视抽油机运行状态，对电机缺相、过载、空转等故障实现自动报警，并能根据控制中心命令实现启停控制。
在油井上安装无线压力传感器SZ903D，实时监测油压和套压的变化。
3）螺杆泵井
在螺杆泵井控制箱内配套无线采集模块SZ932，无线采集模块SZ932提供了标准的RS485接口，能够与螺杆泵控制变频进行通讯。采集变频实时数据，了解三相电压、三相电流、电功率、功率因数和电能等参数，并据此制定节能降耗措施。
4）电潜泵井
在电潜泵井控制箱内配套无线电量模块Super32-L308，通过电流互感器对电泵井的三相电流进行实时监控。
5）注水井
在注水井安装无线压力变送器SZ903D，实时监测注水井压力的变化。


3.2计量站数据采集部分
1）计量站无线采集主站
计量站无线采集器SZ932实现了两级通信方式：每个计量站下辖的现场无线仪表和无线控制器的数据，首先要传输到计量站无线数据采集器主站，然后再经网关集中批量地传输到上位机系统。
两级通信方式的优点：将井口无线仪表和设备，首先以计量站为单元，分别独立地进行数据采集，提高了采集效率，缩短了轮训周期；而作业区监控中心则只需与计量站无线数据采集器通信，而不必直接面对现场数以千计、输出接口各异的设备（仪表、电量采集单元、变频器等），降低了中控室上位软件的工作负荷和软件复杂性。
2)计量站PLC
计量站采用的是西门子的S7-300系列PLC，实现对计量间内数据的采集、计算和控制。实现计量站的无人值守功能。

3.3作业区监控中心部分
中控室数据采集与监视控制系统（SCADA）系统，主要实现流程监控、功图分析、生产曲线、报表生成、操作日志和报警等功能。有着信息完整、提高工作效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势。提高了油田油井系统运行可靠性、安全性与经济效益，减轻了调度员的负担，实现了油田调度自动化与现代化，在提高调度人员的工作效率和操作水平方面有着不可替代的作用。

4．无线井站自动化系统的优点、效益分析
与传统的产品选型和系统设计相比，冀东无线井站自动化系统在建设和使用中均显示出了独特的优点：
4.1施工简便、低成本，节省材料和人工
油田传统的井站自动化系统的建设方式，以冀东原有的老区块为例，采用的是模拟仪表和有线通信传输。模拟仪表传输和有线通信方式，在施工安装过程中不可避免地需要敷设信号电缆、通信电缆（如RS485电缆），涉及到在井场挖沟和安装电缆护管等。人工费用和材料费用造成施工成本高。
而在无线井站自动化系统中，这一部分的施工费用不存在了，信号传输和通信传输均简化为无线通信的调试，施工成本被降到了最低。


4.2施工快捷，建设周期短，便于后期维护
由于新系统的建设省略了在井场动土挖沟、动火电焊等施工，因此施工速度提高了数倍。
以北京安控公司生产的U型无线载荷传感器的安装为例，传统的信号电缆敷设和传感器安装需要至少半小时以上，而该传感器减少了安装抽油机光杆卡子和电缆敷设的时间，因此正常的安装时间缩短到了10分钟以内。
井场内自动化设备的安装施工中，都需要对油井停机停电，而停机就意味着油井减产。因此从这个意义而言，施工速度的提高就等于是生产效益的提高。
在系统的后期维护方面，冀东老区块原有的信号和通信电缆，在修井作业中经常被重型车辆轧断和遭到人为破坏。而无线产品则免除了这一问题。


4.3适合于规模施工，全面建设数字化油田
随着电子技术、计算机技术的进步，特别是国产设备的推陈出新，油田专用的RTU、PLC产品的采购成本已经逐渐降低；而无线技术的应用，则带来了施工费用的大大降低。
仅仅在数年以前，油田自动化建设的投资还只能针对重点区块、建设重点工程。而目前最新的技术和产品，则为全面建设数字化油田创造了条件。

ZIGBEE虽然是个发展很快的无线技术，但是在油田上面使用ZIGBEE还不不太现实，好像是3G开始在应用，09年胜利油田召开仪表无线数据传输会议，主流还是倾向于借用成熟的无线网络，现场油井传感器数据传输还没有定型，还处于探讨阶段

海上采油各个油井平台和中心控制平台数据通信模式还是：定向天线+无线网桥+RTU，数传电台，GPRS多重组合使用

        ZIGBEE的应用会带来灾难，虽然它的蜂窝组网方式非常有意义，但是要命的是，只要有一个出了问题，干扰一片，而且你不知道是那个出了问题。

        要怎么做你懂的，一个一个去断电，看断到那个好了，那么就是它了，关键是你折腾得起吗？

接楼上的介绍一下ZIGBEE技术。

基于zigbee技术的油田油井测控方案

 

1、zigbee应用原理

　　根据油井的分布规律系统采用ZIGBEE 技术和其他无线技术结合。由于油井一般是成群分布，单一油井和其他油井相距交远的情况不多。在井场内部和井群内部由ZIGBEE 终端节点，路由节点，协调器节点组成一个无线网。整个井群的数据再经GPRS 或GSM 传回相距交远的数据中心和使用单位。在数据中心或使用单位经过对数据处理，对油井进行时时监测

　　本实用新型涉及一种压力检测装置，具体地说是一种油田无线遥测油井和水井压力巡回检测装置。该装置包括有在井口安装的具有无线收发功能的智能压力采集器和显示并存储压力等信息的手持巡检仪表。本实用新型由内电池供电，通过无线通信进行可识别井号、采集数据具有时间信息的压力检测。使用本装置，可使检测压力时无需打开防盗箱，可在防盗箱或防盗罩外无线读取压力，测试安全方便，大大减轻劳动强度，有效提高巡井质量，可促使巡检人员在规定的时间、确定的油井和水井位置取得实际、有用、数据准确的压力检测值，有利于确保基础分析数据的准确性，为油田生产过程制定出有针对性的合理的调控措施，为增产措施提供依据，促进油田的生产。

　　在我国油田无论是水网、沙漠还是高原、严寒地区，油井的数据采集基本上靠人工完成，无论盛夏酷暑还是冰雪旱天，采油工都必须到现场采集油井示功图、平衡度、油套压、油温及产液量等井口生产数据，工人劳动强度大，且数据的准确可靠性完全依赖于采油工人的工作责任心。海上油田的生产管理则更加困难，常常要借助于庞大的集输管线及增加采油平台来降低现场管理难度，采油井的生产参数经常受到天气变化和交通工具的影响无法正常获得，严重影响了油井的自动化管理。应用油井远程监控系统对于实现油井管理的自动化、提高工作效率、保证数据采集的准确性及加强现场事故应急处理等都具有非常重要的意义。

　　近年来各种数据采集系统、监控系统在油田生产中得到了广泛应用。油井远程监控系统数据的准确采集、可靠性、便于维护性成为制约整个系统正常、可靠运行的关键，目前抽油机井数据监测普遍选用载荷传感器、角位移传感器（或脉冲发生器）、监控器、电参量传感器等，分别安装于悬绳器、游梁及控制柜上，各个信号采用有线方式汇集到监控器上。

　　Digi推出的无线远程zigbee系统集先进、成熟的计算机、通信、数据采集及传感器技术于一体，通过高精度的数据采集器，获取安装在油井、联合站、接转站、注水站、计量站、配水间等采油设备上的电流、电压、温度、压力、液位、流量、含水等数据，用无线网络将远程数据上传至油田的局域网上，实现对采油过程的全面监控系统具有数据检测、数据共享、数据显示、辅助分析、报警、权限设置等功能。

　　采用无线技术作为传感器与RTU之间的通讯方法，将传感器、变送器、MPU控制器及无线收发模块组合在一起，构成一体化的微功耗无线智能网络传感器，实现生产参数的无线采集。

网络构成示意图

2、具体应用和主要性能

     基于802.15.4/zigbee 技术的无线传感器网络的油井监测系统，采用大量传感器无线组网传输的方式，完全摈弃了传统的单一使用GPRS，GSM，数字电台监控油井的方法。使设备费用投入大及运营成本高，维护难度大的问题得到彻底的解决。大大提高了系统的稳定性，施工方便，并实现油井井场内无线化

    主要性能：
　　802.15.4/zigbee 的无线网络，免无线电申请许可；
　　独立知识产权的无线协调器、路由器、桥接器、测温终端产品；
　　最大网络连接能力：65000 个节点；
　　支持星型，树型，网型网络拓扑结构；
　　空旷视距环境无线通讯距离600 米；
　　每个油井根据监测参数不同可有不同节点数组成；
　　每个油井群可由不多于65000 个节点组成；

3、系统构成　

　　1、局域无线收发模块
　　2、无线示功图测试仪
　　3、无线模拟量传感器
　　4、无线RTU

4、系统特点

　　1、系统集成化程度高
　　2、技术成熟
　　3、安装简便
　　4、Zigbee通讯不需要任何费用

数字化油田抽油井数据采集到中心控制室的通信方式有有以下几种:
1、电缆直连，监控中心与被管设备通过专线(一般是网线或者串口线)直接连接！

优点：由于监控中心和被管设备相隔不远，出现问题时，很方便定位问题，组网成本较低。

缺点：这种监控方式只适合距离较近的应用，距离较远时，线路铺设费用较高。

2 、电路型有线Mdoem通信，讯监控中心与被管设备相隔距离较远，不方便采用专线直接连接，此时在监控中心侧和被管设备侧各安装一台有线Mdoem(调制解调器)模块，当任何一方需要和对方通讯时，就以拨号的方式和对方建立连接，然后按一定的格式将通一讯内容传送给对方。

缺点是：必须在监控中心和被监管设备之间建立有线连接，工程量大，成本很高，而且只能一对一的监控。 这种方式在模拟电话网时期使用的较多。

3 、电路型无线Mdoem通信、当蜂窝系统出现后，可以无线通讯了，在网络能够覆盖的范围内，将有线Mdoem模块换成无线Mdoem模块，建立监控中心和被管设备的联系。

优点：成本有所降低

缺点：仍不能克服一对一监控的缺点。

4 、短信方式通讯，移动通讯网络发展到了2代(Gelleration，G)以后，短消J自、出现了，人们发现可以利用短消息传送少量的数据，来达到监控的目的。

优点：可以克服一对一监控的缺点。且建设成本较低

缺点：带来了两个新的问题:短消息传送时间不确定，可以从十 几秒到几十、几百秒不等，甚至有可能发生短消息丢失现象，实时性不好，而且短消息最大只能传送160个字符，对监控信息的长度有严格的要求，不适合大数据量的监控需求。

5 、GpRS数传方式，通用分组无线系统(GeneralpaeketRadioSystem，GpRS)是在现有的GsM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务。GPRS与GSM系统最根本的区别是，GSM是一种电路交换系统，而GPRS是一种分组交换系统。

优点：GPRS特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。且具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、‘高速传输”、“自如切换”等优点。

缺点：由于采用的是分组交换技术，数据传输速率最高理论值能达171.2kb/s，而电路交换数据(CireuitSwitchData，CSD)业务，其速率只有每秒96K比特。GPRS方式还可以利用现成的TCP/PI协议。

所以，GPRS方式特别适合一点对多点、多点对多点、突发性大流量数据的监控，正在成为监控领域的宠儿

6、光纤通信，光纤通信的原理是在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息．

有如下特点：

(1)通信容量大、传输距离远;一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。目前400Gbit/s系统已经投入商业使用。光纤的损耗极低，在光波长为1.55μm附近，石英光纤损耗可低于0.2dB/km，这比目前任何传输媒质的损耗都低。因此，无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。

 　　(2)信号干扰小、保密性能好;

　　(3)抗电磁干扰、传输质量佳,电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰。

 　　(4)光纤尺寸小、重量轻,便于铺设和运输;

　　(5)材料来源丰富,环境保护好，有利于节约有色金属铜。

 　　(6)无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。

 　　(7)光缆适应性强,寿命长。

 　　(8)质地脆，机械强度差。

　　(9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。

 　　(10)分路、耦合不灵活。

 　　(11)光纤光缆的弯曲半径不能过小（>20cm）

 　　(12)有供电困难问题。

7、3G通信方式： 

优点：简单、方便使用、施工方便；
缺点：数据传送量小，速度慢，需要第三方支持，后续运营费用较高。

 

8、卫星通信方式：

优点：简单，施工方便，传输的距离不受限制；
缺点：带宽低，费用太高，需要地反方支持，依赖性较大，后续运行费过高。

高手很多嘛。。。。。。。。。

手确实都长得很高！！！！！

一等奖
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二等奖
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