大慶油田房地產(chǎn)開發(fā)有限責(zé)任公司

西門子工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在抽油機(jī)上的應(yīng)用

李春雷

大慶油田房地產(chǎn)開發(fā)有限責(zé)任公司

油田可以采用工業(yè)無線通訊網(wǎng)絡(luò)，將全部的抽油機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)，24 h終端監(jiān)控。在抽油機(jī)上采用西門子S7 200系列的CPU，同時配置CP243—1工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、定向射頻天線等器材，當(dāng)抽油機(jī)上的S7 200的CPU運(yùn)行后，抽油機(jī)上的各種信息同步傳送給CP243—1，信息經(jīng)處理后通過專用電纜與射頻天線聯(lián)接，將抽油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及故障信息等以廣播的形式定向發(fā)送。地面管理人員可以通過網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)預(yù)安裝的W in CC服務(wù)器查看抽油機(jī)的實(shí)時或者歷史運(yùn)行記錄和故障記錄，以便基層管理人員進(jìn)行調(diào)配。

抽油機(jī)；通訊；工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)；西門子

以巡查人員巡檢為基礎(chǔ)的原始信息采集方式來檢查抽油機(jī)的工作狀態(tài)制約了油田的采油運(yùn)行效率。為了彌補(bǔ)這種缺陷，油田可以采用工業(yè)無線通訊網(wǎng)絡(luò)，將全部的抽油機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)，24 h終端監(jiān)控，如果設(shè)備出現(xiàn)問題，相關(guān)部門第一時間組織搶修，使整個網(wǎng)絡(luò)上的抽油機(jī)能正常地運(yùn)行。

1 系統(tǒng)軟、硬件配置

在抽油機(jī)上采用西門子S7 200系列的CPU，同時配置CP243—1工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、定向射頻天線等器材，西門子200的PLC負(fù)責(zé)本地控制，并實(shí)時將信息傳輸給CP243—1以太網(wǎng)模塊。這樣就擁有了將抽油機(jī)的所有信息發(fā)送或接收遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)硬件基礎(chǔ)。

在系統(tǒng)中配置CP243—1，首先設(shè)定MAC地址。它屬于硬件的實(shí)際地址，MAC地址在CP243—1的硬件上面可以查尋到，按實(shí)際地址配置。然后配置相應(yīng)的IP地址和網(wǎng)關(guān)。這里需要說明的是，IP地址和網(wǎng)關(guān)不是隨意給出的，必須由油田網(wǎng)絡(luò)管理員統(tǒng)一配置，每臺起重機(jī)除CP243—1需要1個IP地址外，射頻天線也需要配置相應(yīng)的IP地址和網(wǎng)關(guān)，所以至少給1臺起重機(jī)3個IP地址，其中1個是為將來系統(tǒng)擴(kuò)容預(yù)留。當(dāng)抽油機(jī)上的S7 200的CPU運(yùn)行后，抽油機(jī)上的各種信息同步傳送給CP243—1，信息經(jīng)處理后通過專用電纜與射頻天線聯(lián)接，將抽油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及故障信息等以廣播的形式定向發(fā)送；同時，射頻天線也接收來自基層管理部門發(fā)送的測試指令。

2 無線中控管理網(wǎng)絡(luò)硬件配置

無線中控管理部門的設(shè)備由大功率射頻天線、光纖、大型交換機(jī)414—3E及服務(wù)器等組成。地面的網(wǎng)絡(luò)硬件可以是信號的直接接收和發(fā)送終端，如西門子的MOBIC，或者是安裝了無線網(wǎng)卡的筆記本電腦等。但大型油田主要通過射頻天線接收信息，然后將這些信息通過光纖傳送到大型網(wǎng)絡(luò)控制器和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，這樣抽油機(jī)的所有信息就進(jìn)入了基層運(yùn)行系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，基層指揮人員可以隨時在網(wǎng)絡(luò)上的任何一臺電腦終端上調(diào)用這些同步信息，然后進(jìn)行集中處理。地面主要采用西門子SCALANCE W系列產(chǎn)品，同樣上級管理部門可以通過網(wǎng)絡(luò)直接調(diào)用各個基層單位的抽油機(jī)信息。

3 中控系統(tǒng)軟件設(shè)定

基層管理部門的射頻天線也需要預(yù)先分配的固定IP地址。大型交換機(jī)需要由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)員設(shè)定其工作狀態(tài)，如IP地址動、靜態(tài)分配，網(wǎng)絡(luò)安全的密鑰分配等。服務(wù)器則需要預(yù)先安裝西門子的Win CC及數(shù)據(jù)庫等軟件。地面管理人員可以通過網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)預(yù)安裝的Win CC服務(wù)器查看抽油機(jī)的實(shí)時或者歷史運(yùn)行記錄和故障記錄，以便基層管理人員進(jìn)行調(diào)配。

網(wǎng)絡(luò)屬于單頻道配置，在多臺設(shè)備中也可以采用多頻道配置。這種WLAN與LAN互聯(lián)的混合網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率高，可防止數(shù)據(jù)通訊的訪問延時，甚至是生產(chǎn)停頓。其工作于不同的、非重疊無線頻道上，可確保無線區(qū)域重疊時不再發(fā)生干擾。同時借助于冗余機(jī)制和封包重復(fù)法（Packet Repetition），網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)可產(chǎn)生可靠的無線連接，并可排除工業(yè)區(qū)域的其他信號干擾。

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.050