MOXA串口上網模塊在油田生產數據采集中的應用

動態監測的主要內容包括泄漏監測、壓力超高保護、溫度異常、含水超標等。油田被稱為“沒有圍墻的工廠”，油井、集輸站、聯合站星羅棋布，偏遠分散，而石油的整個生產流程又通過管道連接起來，成為一個壓力系統，可謂牽一發而動全身，特別是泄漏事故時有發生，給油田造成巨大的經濟損失和環境污染。因此，實現油田生產系統的動態監測，對于及時發現泄漏等故障、優化生產運行參數、減少盜油犯罪案件的發生、提高油田的現代化管理水平等具有重要的意義。

一、油田數據采集系統的需求

為實現油田生產的監控，生產調度中心需要實時得到各站的壓力、溫度、流量等數據，從而進行數據分析，得到生產能耗指標情況和生產運行狀況，如對于長距離輸油管道，就需要實時得到管道進出口的壓力數據，由泄漏監測報警系統軟件即可進行泄漏報警和泄漏點的定位。

簡短地說，數據采集系統主要包括數據采集與通信兩個方面的內容。

1. 串口儀表設備在數據采集系統中應用廣泛

在基于計算機的數據采集系統中，通過485總線方式連接計算機串口是相當流行的數據采集方式，串口輸出的儀表設備得到了廣泛的應用。很多時候，自動化工程師會遇到PC機中的插槽數量超過了實際能夠有的數量，使用串行接口來連接測量與自動化設備，擺脫了對計算機內部ISA或PCI插槽的額外硬件要求。

RS-485總線是用一對簡單的雙絞線構成分布式系統，通過RS485-RS232轉換即可連入計算機，實現多點、雙向通信和數據采集，設備簡單，價格低廉，它所具有的噪聲抑制能力、數據傳輸速率、電纜長度及可靠性是其他標準無法比擬的。正因為此，RS-485在工業數據采集與控制、儀器儀表、汽車電子、電信設備等領域得到廣泛應用。

2. 以太網/互聯網已成為油田數據傳輸的主要途徑

近年來，Internet在全世界范圍內發展迅猛，作為Internet的核心技術TCP/IP也越來越被大家所熟悉，基于TCP/IP的WWW瀏覽、FTP、E-Mail和Telnet等技術在各個領域得到較廣泛的應用，各種基于TCP/IP技術的計算機網絡技術也不斷涌現，且具有很好的應用前景。TCP/IP協議作為計算機網絡體系的核心協議，對網絡通信中從硬件故障、網絡擁塞、分組延遲或丟失、數據損壞、數據重復和失序等影響通信的問題都有相應的解決和糾正辦法，很好地保證了數據包的完整和可靠收發。

在這種趨勢下，以TCP/IP和以太網為代表，成熟度較高的開放式網絡技術，正逐漸地被應用在各個自動化系統內，連接并控管所有的設備。就以勝利油田來說，目前油田已初步建成了連通各集輸泵站的巨大的局域網，成為油田數據傳輸的主要途徑。

在這種背景下，如何構建經濟、可靠的數據采集系統，保證油田生產的安全、經濟地運行，是擺在油田管理人員面前的一個問題。而MOXA網絡與串口通信技術與產品給油田數據采集系統提供了良好的選擇。

二、MOXA串口上網模塊

MOXA NPort Express設備聯網服務器正是這種〝立即聯網〞的解決方案！它可以讓您傳統的RS-232或RS-422/485設備，立即轉換成具備網絡界面的網絡設備。

該模塊可將RS232串口信號的數據轉換成網絡傳輸的TCP/IP協議，使信息在Internet上傳輸。

三、在油田數據采集中的應用實例

為了驗證MOXA串口上網模塊的實際效果，我們首先使用DE311模塊進行了現場試驗，取得了良好的效果。

實例是通過DE311上網傳送油田某中間輸油泵站輸油泵電機EDA9033電量采集模塊，見下圖。
　　

EDA9033電量采集模塊是一種新型智能型電參數數據采集模塊，可測量三相三線制或三相四線制電路中的三相電流、電壓的真有效值，功率、功率因數和電度數。其輸入為三相電壓（0-500V）、三相電流（0-10A）,輸出為RS-485或RS-232數字信號：有三相電壓值、三相電流值、有功功率、無功功率、功率因數、累計電量及各相有功功率等。其485總線輸出與兼容于NuDAM、ADAM等模塊的ASCII碼指令集，使其可與其他廠家的控制模塊掛在同一485總線上，且便于計算機編程，使你輕松地構建自己的測控系統。

四、應用效果

實踐表明，利用DE311模塊工作穩定可靠，我們很簡單、方便地實現了遠程數據的自動采集，在生產調度中心可以實時得到某站電機運行參數，掌握電機運行狀況，分析判斷起停泵、閥門操作、管道泄漏等生產運行狀態，是一種經濟、可靠的數據采集模式。

跟現場設置計算機采集數據相比，作者認為串口上網模塊主要有兩大優點：

1、避免了由于現場使用計算機而帶來的弊病

以往，我們單位采集現場數據，都要在現場崗位上配置工業控制計算機，由計算機采集有關數據并傳輸到油田局域網。由此而帶來諸多弊病，如電腦病毒、人為干擾等問題，現在電腦病毒通過網絡的傳播十分猖獗，如去年的Nimda病毒就嚴重影響了數據采集系統的正常運行；再者，難以控制工人通過它上網聊天看電影、進行有害的一些操作，人為造成干擾。而使用DE311上網實現數據傳輸，形成了專用的數據傳輸通道。

2、結構簡單、易擴充、成本低

由MOXA模塊配套串口設備，從而組成了一種經濟的專用數據采集設備。MOXA串口上網模塊體積小，可以方便地跟串口設備、傳感器供電、調理及網絡模塊搭配在一起裝在一個防爆箱里，十分有利于解決防爆問題。因為油田的生產跟易燃易爆的石油、天然氣打交道，必須防爆，而要配備防爆的計算機成本是很高的。

經過MOXA串口上網模塊在油田數據采集系統的應用，取得了初步的成效，今后，我們將進一步擴大應用范圍，為保證油田生產的正常運行做出更大的貢獻。