基于GPRS/GIS/GPS的油田远程监控系统

基于GPRS/GIS/GPS的油田远程监控系统

论文摘要

随着网络和通讯技术的迅速发展,远程监控系统在工业控制领域中有着越来越重要的意义。在许多工业场合,尤其是对于油田这样分散的、无人值守的现场,需要对井场数据进行实时采集,以便及时了解现场的情况,并根据现场情况对油井进行实时控制。传统的远程监控系统的实现方式一般需要建设并维护通信网络,投资和维护费用高。随着通信技术的发展,原有的远程监控系统已经不能满足多方面的要求,市场急需一种功能与现场生产结合紧密、性能稳定、建网成本低、通信可靠的远程监控系统。本文提出了一种基于GPRS(General Packet Radio Service)/GIS(Geogra-phic Information System)/GPS(Global Positioning System)的油田远程监控系统。结合目前油田所使用监控系统情况,系统在设计过程中采用了模块化设计思想,各功能模块可根据油田的不同需求单独使用。系统主要由GPRS/GPS无线通信系统、示功图采集装置和油田GIS智能分析诊断软件组成。在系统方案中通过对当前应用较为广泛的无线通信方式的性能对比,最终系统采用了以GPRS并结合无线自组网的无线通信方式。系统在设计中采用MODBUS协议,提高了系统的集成度和可扩展性。示功图是掌握油井整体运行工况的一个重要方法。针对目前油田使用的示功图采集装置安装测量不便、实时性差问题,开发了一体化无位移传感器远程示功图采集装置。本文详述了该装置的设计原理及现场应用状况。油田GIS智能分析软件负责远程采集装置数据的接收、汇总、分析和处理,是整个系统的重要组成部分;油田GIS智能分析软件采用Borland公司的C++ Builder 6.0作为开发平台,实现了数据的分析、处理、存储、工作状态分析、故障报警、油井状况的电子地图快速查看等功能。本系统在2007年已经投入使用,整体运行良好,实践证明本系统的实用性,先进行和可靠性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.2 课题研究的目的和意义
  • 1.3 本论文的主要内容
  • 第2章 系统组成方案及功能设计
  • 2.1 系统组成
  • 2.2 系统的设计原则
  • 2.3 系统的功能划分
  • 2.4 系统的工作过程
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 远程数据通信的实现
  • 3.1 GPRS 无线通信的技术特点
  • 3.2 系统实现无线通讯的工作方式
  • 3.2.1 数据采集终端无线通讯的实现方式
  • 3.2.2 GPRS 无线通信模块
  • 3.2.3 GPS 车载定位终端的实现
  • 3.2.4 GPS 数据格式
  • 3.2.5 控制中心获取数据的方法
  • 3.3 采集终端通讯协议
  • 3.3.1 MODBUS 简介
  • 3.3.2 系统通讯数据格式
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 油井示功图采集装置的实现
  • 4.1 油井示功图采集装置概述
  • 4.2 油井示功图采集装置设计
  • 4.2.1 MSP430F149 系统概述
  • 4.2.2 串行通信
  • 4.2.3 A/D 转换
  • 4.2.4 ADXL 加速度传感器
  • 4.2.5 MSP430F149 与ADXL150 的示功图采集装置设计
  • 4.2.6 示功图采集装置软件设计
  • 4.3 逆推示功图
  • 4.3.1 悬点载荷与θ角的关系
  • 4.3.2 位移与θ角的关系
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 监控中心系统软件的实现
  • 5.1 系统介绍
  • 5.1.1 系统功能设计及使用流程
  • 5.1.2 人机交互界面设计
  • 5.2 数据缓存及巡检功能的实现
  • 5.2.1 数据缓存功能的实现
  • 5.2.2 巡检功能的实现
  • 5.3 GIS 地理信息系统
  • 5.3.1 GIS 地理信息系统概述
  • 5.3.2 GIS 地理信息系统实现
  • 5.4 示功图的实现
  • 5.5 数据库设计
  • 5.6 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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