基于GPRS网络的远程控制系统是利用现代通讯网络实现远程仪表设备管理的一种新兴控制系统,可广泛应用于石油开采、电力调度管理等多种生产控制领域,是现代企业远程控制系统的发展趋势之一。 本课题针对国内石油企业与国外同行在“数字油田”多方面存在的差距,从石油开采现场数据采集和现场生产运行管理两个方面入手,提出了将GPRS无线通信技术引入油田远程控制系统中,建立数字化油田的无线集散控制系统架构,并在此基础上实现了油田电机表远程控制方案和配电变压器表远程控制方案,再配合主控站软件,初步实现油田管理桌面化的目标。 在油田电机表远程控制方案实现中,着重介绍了处于核心地位的GPRS无线集中器的实现,它采用区域集中控制的方式管理下属的石油电机表,与主控站采用GPRS Modem进行通信,与仪表则采用无线电方式进行命令和数掘的传输,实现了现场数据采集传输;在配电变压器表远程控制方案实现中,根据应用需要,采用与前一个方案完全不同的硬件芯片和模块,设计实现了与仪表设备——对应的GPRS无线通信控制器,并针对同时挂接在主控站上的GPRS终端太多会对主控站性能产生一定的影响这个问题,引入了GSM和GPRS相结合的混合通信模式。 作为一个较为完整的系统,企业主控站是整个数字化油田系统工程的核心,它不仅要实现对油田开采设备的现场生产运行管理,而且还要实现其他多种管理功能。在上层应用软件中,主要实现了数据库管理、与GPRS终端通信、数据的显示等主要功能以及帐户管理、定时巡检、定时抄表和日志记录等辅助功能,并根据需要,实现了用主控站并口模拟成SPI接口时序来读取配电变压器表电子盘数据。 此外,在整个油田远程控制系统通信过程中,制定了一套应用层通信协议,该协议可以很好地屏蔽底层通信介质,甚至是不同仪表之间的功能差异,实现油田系统中的各种表计可靠、高效、低成本地接入Internet,达到远程监测的目的。由于该协议具有一定的通用性,对类似的远程控制系统应用层协议模型的制定和设计具有一定的参考价值。 最后,对系统在实现过程中遇到的问题和解决方法进行了说明,并制定测试方案对系统性能进行分析。根据测试结果,对油田远程控制系统的性能指标进行分析和量化,进一步证实了该设计系统可以基本满足应用需求。