抽油机位置及状态智能监测系统

完卫平

摘 要：抽油机位置及状态智能监测系统以AVR单片机作为系统的控制核心，通过GPS卫星定位模块对油田的每个抽油机进行精确定位，利用水银开关触发单片机中断，进行抽油机固定时间上下往返次数记录，当抽油机停机时，记录的上下往返次数不符实际要求，返回故障信息。

关键词：抽油机位置;状态;智能监测系统

0、引言

随着油田的扩建，很多抽油机由于采油年限过长和设备破损老化的原因出现停机，加之油田地理位置一般处于偏僻野外，迄今没有一个精确合理的管理办法来对抽油机状态进行智能监测，统一管理，因此抽油机停机引发的一系列问题也是层出不穷。

1、架构模式

B/S即为浏览器/服务器。使用该架构模式进行系统设计时，用户通过Web进行数据的发布更加方便，用户在使用的时候，只需要在客户端安装浏览器，通过浏览器来对监控网站地址进行访问，就能够实现对被监控对象的运行参数、运行状态进行查看，使用该模式进行系统的开发设计提升了用户使用的便捷性，同时后期维护更加方便，不需要对客户端程序进行开发设计。

C/S即为客户/服务器。在很多网络通信中，该模式的使用比较广泛，一般使用该结构来进行集散控制系统的设计，使用该架构设计的系统能够通过很多个客户端实现数据采集功能，将其中一个服务器作为系统的数据库，用户将相应的数据写入到服务器数据库中，从而实现数据的传输。当使用该模式进行系统开发时，相关操作人员需要对客户端数据采集程序、数据发布程序进行设计，同时还需要对服务器的数据接收程序进行设计，使用该架构进行设计的系统数据传输的效率较高，同时其能够传输大量数据，数据传输具有较高的可靠性、安全性。

依据上述分析，本文采用客户机/服务器（c/s）模式来进行监控系统的设计。当系统正常运行时，通过系统中的4G物联卡链接网络来对抽油机的相关参数进行采集，然后将这些参数通过网络传输到监控主机中，一般需要采集的参数包含了抽油机运行的电流、有功和无功功率、电压、功率因数，当监控主机接收到数据以后，通过DDN专线、ADSL，ISDN与企业的内网连接，同时需要建立中央数据库，将其放置在控制中心服务器中，该数据库主要进行数据的处理，同时将这些参数生成相应的报表，依据处理得到的数据来对抽油机工作状态进行检测，查看抽油机是否处于正常工作状态，是否出现故障等。若抽油机产生故障，需要对该故障进行查看，产生窃电、掉电情况时，控制中心控制报警系统产生报警信号，提醒相关工作人员。

2、数据采集软件测试

当管理员登录到系统中以后，能够对油井、系统普通用户进行管理，同时能够对设备的运行历史数据进行查询，将数据做成报表打印出来。当系统中的4G物联卡链接网络开启时，等待需要进行检测的油井连接，油井连接到系统后，可以选择自动、手动的方式进行油井的巡查。使用手动方式进行油井检查时，首先需要对进行检测的油井进行确定，然后设置数据采集时间，开始进行数据的采集，将采集到的相关参数显示在用户界面上，一般需要对抽油机运行的功率、电流、电压等参数进行采集。

当系统运行过程中产生故障时，控制系统将会控制报警模块产生相应的报警信号，在用户显示界面上弹出相应的警告提示，提醒相关的用户对该故障进行处理。当用户将系统故障处理完成以后，只需要在该警告信息下点击“己派人处理”，此时界面运行恢复到原来的状态。在将故障排除以后，可以将故障数据储存到数据库中，使后续设备的维护更加方便。

3、储存数据

DSC模块主要是通过Citade数据库对采集到的相关数据进行记录，该数据库中，能够对过程信息进行储存记录，因此用户在进行设备维护时，可以通过该数据库对设备产生故障的信息、解决故障的信息进行查询，同时对相关的报警事件、事件内容等进行查询。同时用户还能够使用该模块进行数据库的管理，通过数据库试下数据的储存、删除、整理等，在该数据库中，还包含了很多其他类型的数据信息，将储存设置为共享变量时，LabVIEW软件就能将该变量共享到Citade数據库中。

同时用户也能够将事件设置为共享变量，若用户设置成功以后，该软件也能够将该事件的相关信息储存到数据库中，当报警值、报警状态产生变化时，该变化量也能够储存到该数据库中。

Citade数据库主要对变化量进行储存，也就是在该时间段中产生的数据并不会储存到该数据库中，当该数据产生变化的时候，才能够储存到数据中。即DSC模块主要是依据事件为导向进行数据的储存，与时间无关。使用该方式进行数据的储存，能够保证当数据产生变化量不大时，减少数据库储存空间的使用，同时能够对数据产生变化的时间进行储存，因此用户进行数据查找时，可以依据时间来进行，该数据库对数据变化的灵敏度主要受到死区设置的影响。

Citade也可以看做为网络进行分析，当其作为网络时，该数据库能够面向多用户，所以用户在访问该数据库的时候，可以通过不同的程序登录到相同Citade目录中，使用DSC模块选择确定的记录目录来进行项目库数据的储存。同时用户通过MAX功能，能够对工程的相关历史数据进行查看，操作流程为：开始菜单（选择工具）一DSC模块一一查看历史数据。

DSC模块能够实现将工程的所有历史数据进行组合成为数据集进行分析，将相同时间内产生的数据组合成为数据集，对共享变量值进行记录，当共享变量值进行记录时，其记录的总时间相等，因此用户能够通过该数据集来进行共享变量值的反复读取。

进行测试时，开始测试、结束测试的时间都是通过历史数据观测器来进行记录，在整个过程中，产生的数据即为一次运行，使用相应的ID进行描述，用户可以使用数据的ID进行数据的搜索，通过列表中的数据集运行VI，实现数据库运行列表的搜索，同时依据ID读取的VI进行数据的搜索，使用该方式进行数据搜索时，用户不需要对测试时间进行记忆，也不需要对测试次数进行查看就能够实现历史数据的搜索，使搜索更加方便。

一般依据数据集ID来对数据集进行定义，定义成功以后，DSC模块将其储存到共享变量中，但是需要对数据集的启停状态进行设置。通常条件下，数据集ID产生变化时，设置为启动。将其写入到变量中以后，设置为停止。

打开LabVIEW软件，使用变量引擎进行变量的管理，从而提升变量管理的可靠性、高效性，在进行数据储存、显示、报警值设置时更加方便，因此本次设计中，将采集到的数据通过对应原则将其赋给变量，从而实现数据管理，使用该方法能够有效利用共享变量，当监控参量、共享变量相对应时，开始进行监控，因此不需要对整个过程进行详细编程即可实现监控功能，提升监控系统的可靠性。Citade处于DSC模块外部，该数据库和LabVIEW软件的连接具有一定开放性，因此使用共享变量的方式将数据储存到数据库中能够提升系统运行的高效、可靠性。

4、结语

抽油机位置及状态智能监测系统采用低功耗电路设计，保证电路长期可靠稳定的工作。而且能够对油田故障抽油机进行精确定位，保证油田管理人员对停机油井进行及时故障诊断，减少不必要的损失。

参考文献：

[1]亨利·乔利特.国外油气勘探开发新进展丛书：油井生产实用手册[M].北京：石油工业出版社，2009.

[2]朱飞，杨平.AVR单片机C语言开发入门与典型实例[M].北京：人民邮电出版社，2010：151～155.