可多点同时调试、配置RTU系统的实现

李亚楠

摘要：在单井自动化系统中，产品的调试、配置工作量较大，目前在油田现场，施工人员只能通过远程桌面或TeamViewer之类的远程控制软件来连接服务器，之后通过RTU驱动软件来进行产品的调试和配置。这种工作方式的缺点是，在同一时间只能有一个用户操作服务器上的RTU驱动软件，降低了施工效率。因此，开发了可多台电脑同时进行RTU远程调试、配置的软件系统---RTU客户端调试系统。

关键词：单井自动化RTU多点同时

1引言

在系统施工过程中，产品的调试、配置都是通过服务器上的RTU驱动软件来进行的。RTU客户端调试系统基于系统桌面软件开发，支持TCP、UDP连接方式，通过网络传输协议自动连接服务器，不需要本机数据库支持，且在不同的电脑上可同时运行，能同时对不同的RTU进行调试和配置，提高了单井自动化系统的施工效率。

2系统开发环境

客户端系统的开发环境为Microsoft Visual Studio 2010，开发语言为C#，为了使软件界面整体风格简洁、美观，使用了部分界面控件包。

3软件系统结构

3.1通讯模块

通讯模块负责完成RTU客户端系统与服务器上RTU驱动软件之间的数据通讯，包括模拟注册、连接、接收数据、发送数据。每个客户端系统运行时将首先生成一个在60000-65535之间的ID（此ID由本机IP地址参与计算后得出，因此具有唯一性）。服务器RTU驱动软件会把ID在60000以上的注册设备自动识别为客户端，将客户端发送的数据转发给对应的RTU设备，并将RTU设备发送的数据转发给相应的客户端。为了简化通讯流程，RTU驱动软件将不转发功图、电流图测试数据，当完成功图、电流图测试后，RTU驱动软件只通知客户端系统功图、电流图测试完成，由客户端自己去数据库中查找相应的数据。

通讯模块中定义了通讯接口，并完成了TCP/UDP两种通讯协议的实现，在系统设置中完成对通讯协议的配置后，客户端系统会自动调用相对应的协议实现来完成数据通讯。

3.2数据处理模块

在客户端系统中，将数据分为5大类：

1）功图数据模块，完成功图、电流图数据的解析；

2）电参数据模块，完成电参数据的解析；

3）油井组织结构数据模块，完成油井井号、归属关系的解析，最终形成树形结构；

4）RTU配置数据模块，包含了RTU的信道、ID、IP地址、RTU巡检参数、RTU程序版本、RTU下所属油井树形结构等数据；

5）系统日志数据模块，将用户对RTU的所有操作记录及RTU的数据反馈格式化为固定的格式，并自动将数据保存到日志文件中。

3.3系统设置模块

系统设置模块负责读取和保存客户端系统的各项功能配置。客户端系统运行时，将首先调用系统设置模块，根据用户设置来调用相应的实现模块，并对各项用户设置进行初始化。

3.4数据库操作模块

数据库操作模块负责完成以下工作：

1）数据库连接测试；

2）数据库端口是否开放测试；

3）建立并断开数据库连接；

4）根据指定条件读取油井列表及油井组织关系；

5）读取功图、电流图数据；

6）读取并设置用户权限信息。

3.5用户权限信息模块

在客户端系统中，将用户划分为三类，超级用户，管理区用户，普通浏览用户。超级用户可以查看所有油井数据，查看、设置RTU运行参数；管理区用户则只能看到自己区块内的油井及RTU，并进行相关操作；普通浏览用户则只能查看所属区块内的油井及RTU相关数据，不能对RTU进行設置。

用户权限信息模块负责检查用户登录账号的权限，并判断用户的操作是否符合其权限。

4系统交互数据定义

由于客户端系统不能直接连接RTU，所有数据均需要经过服务器RTU驱动软件转发，因此必须定义客户端系统与RTU驱动软件之间的交互数据格式，具体格式为：

目标RTU ID+目标油井ID+测试类型+数据+本机IP地址

其中测试类型定义为枚举型变量，包含了查看RTU时钟、校正RTU时钟、查看RTU巡检参数、设置RTU巡检参数、查看RTU信道、设置RTU信道、查看固化程序版本、测试电参、测试功图、测试电流图等类型。

同时在RTU驱动软件上增加客户端系统数据解析模块和消息处理链表，链表中的节点为数据转发类的实例，数据转发类定义如下：

在数据转发类中包含了目标油井ID，目标RTU ID，测试类型，数据和客户端IP地址。

RTU驱动软件接收到客户端系统的测试要求后，转发数据到指定的RTU，同时在消息处理链表中增加一个节点。之后，RTU驱动软件接收到数据后需与消息处理链表中的节点进行比较，如发现有符合项，则将数据或测试结果转发给客户端系统，同时将该消息节点从消息处理链表中删除。

5系统优势

客户端系统具有以下优势：

1）系统采用标准模块化设计，方便扩展。例如，如需增加其他类型协议的解析，只需提取协议模块接口，编写新协议实现代码即可，不需要对其他部分代码做修改；

2）整个系统免安装，直接拷贝到用户电脑上即可使用；

3）系统运行日志自动上传到服务器上，方便公司研发人员查找产品问题；

4）系统可同时在多台电脑上运行，方便多人同时执行单井自动化产品的调试和配置，提高了产品施工的效率。

6结束语

客户端系统的开发，给油田信息化部门同志的产品安装和调试带来了很大便利，后续将着手开发基于安卓平台和IOS平台的客户端系统，使产品安装和调试工作脱离电脑的束缚。

参考文献

[1]殷建平，徐云，王刚·《算法导论》·机械工业出版社，2012

（作者单位：贵州航天凯山石油仪器有限公司）