稠油热采锅炉远程监测系统的方案设计.doc

1、稠油热采锅炉远程监测系统的方案设计摘要：本文以稠油热采锅炉远程监测系统作为研究对象，针对现阶段的技术条件支持下，稠油热采锅炉在实际运行中存在的位置分散、人工值守流动等特点，提出了一种基于远程监测的系统方案。在该设计方案当中，涵盖了对 GPRS 通信技术、SQL 数据库管理技术等多种现代化技术的应用，能够与生产现场的稠油热采锅炉运行状态相适应，针对锅炉在运行状态下的相关性能数据进行远程、实时的监测，同时还能够在锅炉装置出现运行故障的情况下，做出相应的告警处理，值得在实际工作中加以特别关注与重视。 关键词：稠油 热采锅炉 远程监测 系统 设计 以现阶段生产实践中应用比较广泛的车载式热采锅炉为例，此

2、种锅炉装置所采取的结构设计模式为建立在 PLC 集中控制基础之上的控制系统，通过对 PLC 集中控制系统的应用，操作人员能够直接通过操作触摸屏的方式，对相关运行参数进行设定，同时还可设定相应的报警限值。但，随着实践经验的累积发现：由于油井的位置往往比较分散，相隔距离很远，各个锅炉的控制是相对独立的，这对于稠油热采锅炉的生产运行状况的实时监测造成了困难；同时，由于目前只能采用人工巡查的方式进行管理，锅炉出现故障隐患难以确保及时发现。因此，建立一套稠油热采锅炉工况远程监测系统是一个理想的解决方法。本文立足于以上背景，对稠油热采锅炉远程监测系统的设计方案及其要点展开深入研究与分析。 1、稠油热采锅炉

3、远程监测系统硬件设计要点分析 整个稠油热采锅炉远程监测系统的硬件设计方案优势在于：相对于常规意义上过于分散的现场控制监测系统而言，这种按照现场控制端、监测中心服务器端、最终用户端三级标准所划分的监测系统在整体性、结构性方面的优势更加的显著。通过对该监测系统的应用，能够使系统对生产现场锅炉运行性能的监测与管理工作更加的及时与有效。从方案设计的角度上来说，该稠油热采锅炉远程监测系统所涉及到的主要硬件设计要点包括以下几个方面： 1）对现场控制端的硬件设计分析： 在现场控制端硬件设计的过程当中，核心的问题在于：对锅炉正常运行状态下的实时数据进行获取。因此，硬件核心装置为锅炉所对应的工业 PLC 装置。

4、同时，还涉及到分布在锅炉各个运行区段的温度、压力、湿度、以及流量传感器装置。以上温度、压力、湿度、以及流量传感器装置所采取的实时数据均能够储存在 PLC 装置当中。而对于 PLC 装置而言，可以依照相关参数，对锅炉装置做出相应的处理（包括阀值越限报警、以及故障自动停机等在内） 。更加关键的一点是，PLC 装置可以作为整个稠油热采锅炉远程监测系统数据源，监测中心服务器所获取的信息均是由 PLC 所提供的。 目前，生产现场使用的热采锅炉其自身控制系统大多为 OMRON CS 系列的 PLC 产品，OM-RON PLC 采用其专用的 HOST LINK 系统与上位机进行通信，这种通信方式适合一台上位

5、机与一台或多台 PLC 进行连接。上位机可向 PLC 传送程序，并监测 PLC 的数据区，同时控制 PLC 的工作情况。OMRON PLC 通信端口有多种选择，包括 PLC 自带编程器口、PLC 自带 RS-232C 端口等，其中对于组合式 PLC，还可通过添加通信模块的方式与上位机通信。 2）对实时数据传输方式的设计分析： 为了最大限度的保障整个稠油热采锅炉远程监测系统运行的安全与可靠，构建一个基于生产现状的现场监测中心通信系统是至关重要的。当中，核心型的问题是选择一种有效且精准的数据传输方式，实现监测的远程性。结合油田生产现场实际情况来看，由于锅炉装置的分布距离相对较广，分布距离相对较远，

6、因而在多种无线通信技术当中，最适宜的技术包括以下几类：（1）基于无线电台的通信技术；（2）基于移动的通信技术；（3）基于卫星的通信技术。综合对各方因素的考量，以基于卫星的通信技术，特别是当中建立在 2G 网络基础之上的 GPRS 技术优势最为突出（其优势表现在联网时间、覆盖距离、集成度、以及可靠性等多个方面） 。 监测中心服务器通过网线连接无线路由器，无线路由器将接收的数据传送到服务器上。目前无线路由器产品支持的主流协议标准为 IEEE802.11g，其数据传输速率可达到 54MB / s。无线路由器支持 Web 页面配置方式，在其配置页面上对网络参数进行设置，如 IP 地址、子网掩码、网关及

7、 DNS 服务器地址等。 2、稠油热采锅炉远程监测系统软件设计要点分析 整个稠油热采锅炉远程监测系统的软件设计主要覆盖了数据库管理系统设计、服务器端监测应用管理软件设计、以及实时数据动态发布软件设计这三个方面的内容。为了简化对客户端软件进行安装的难度，降低维护升级的投入，针对该系统所采取的软件结构模式为 B/S 模式。在这样一种设计方案下，软件设计过程当还需特别关注对数据库管理系统的设计问题： 在现阶段的技术条件支持下，SQL 作为一种基于关系型的数据库系统，在性能设计、管理模式、以及图形管理等多个方面均具有极为突出的优势。同时，由于 SQL 数据库系统对 Windows NT 的综合优势进行

8、了充分的应用，因此使得其事务处理功能也更加的有效。各种技术的综合应用，对于保障所监测传递数据的可靠性、准确性而言是至关重要的。相对于整个稠油热采锅炉远程监测系统而言，监测中心在正常使用过程当中所涉及到的对现场参数的采集包括以下几个方面：（1）现场参数（包括蒸汽温度、排烟温度、管壁温度、燃烧器温度、以及对流段火量等） ；（2）设备信息；（3）用户信息。建立在 SQL 的基础之上，能够针对上述各类数据，构建与之相对应的模型，从而建立在数据表的基础之上，实现数据管理的分类型。更加关键的一点是：还可以通过数据表索引的方式，提高数据查询工作效率。 3、 结束语 整个稠油热采锅炉远程监测系统综合了对 GP

9、RS 通信技术、SQL 数据库管理技术等多种现代化技术的应用，不但使得传统意义上，锅炉监测系统可能存在的管理分散、以及巡查质量较低等问题予以妥善的解决，提高系统运行的安全性，同时也降低了相关操作人员的劳动强度，在提高生产管理效率方面意义突出，以上设计要点值得在实际工作中予以重视。 参考文献： 1 颜景斌，周永勤，杨罡等.基于 GSM 的供热网远程监测系统设计J.测控技术，2005，24（3）：33-35. 2 程朝东.锅炉金属壁温监测模型设计J.北京电力高等专科学校学报（自然科学版） ，2012，29（10）：663. 3 祝欣慰，孙保民，杜旭等.基于人工神经网络的锅炉受热面污染在线监测J.热力发电，2012，41（9）：99-102，79. 4 王广军，陈红，何祖威等.基于神经网络的锅炉系统漏风状况监测与诊断J.中国电机工程学报，2002，22（11）：141-145. 作者简介： 姓名：李大鹏，男，生于 1988 年，本科学历，2011 年毕业于重庆科技学院石油工程专业，现从事油田生产热注技术工作.