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4 GPRS無線網(wǎng)絡(luò)通訊
目前在油田行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)通訊方式有很多種，如：數(shù)字電臺(tái)、有線光纜等。而這些方式往往前期需要投入大量的資金建設(shè)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，而且后期的檢修、設(shè)備更換、維護(hù)成本都非常高。相對(duì)于傳統(tǒng)的這些種網(wǎng)絡(luò)形式，GPRS具有投入小，安裝靈活方便，不受地理環(huán)境影響等特別。只要有手機(jī)信號(hào)覆蓋的地方都可以應(yīng)用。且單點(diǎn)設(shè)備價(jià)格便宜。
GPRS 是通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現(xiàn)有GSM 系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM 用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
GPRS 采用與GSM 同樣的無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu)、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的TDMA 幀結(jié)構(gòu)，這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當(dāng)前的電路交換的話音業(yè)務(wù)信道極其相似。
因此，現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)(BSS)從一開始就可提供全面的GPRS 覆蓋。GPRS 允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。
GPRS 理論帶寬可達(dá)171.2Kb/s，實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在10~70Kb/s，在此信道上提供TCP/IP 連接，可以用于INTERNET 連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用。
GPRS 是一種新的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，在移動(dòng)用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接，給移動(dòng)用戶提供高速無線IP。GPRS 采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無線信道，同一無線信道又可以由多個(gè)用戶共享，資源被有效的利用，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)160Kbps。使用GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收，用戶永遠(yuǎn)在線且按流量計(jì)費(fèi)，迅速降低了服務(wù)成本。
此次方案推薦的是臺(tái)灣赫立訊所提供的MA8系列產(chǎn)品，是使用在機(jī)器對(duì)機(jī)器（Machine-to-Machine）、機(jī)器對(duì)人（Machine-to-Man）及人對(duì)機(jī)器（Man-to-Machine）應(yīng)用的完整無線解決方案，包括MA8無線平臺(tái)及中心伺服器的PlugMaster軟件。
在硬件上MA8提供了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的RS-232/RS-485介面及Digital I/O介面，可以針對(duì)各式的終端設(shè)備提供直接的串列連接，亦提供了圖形化Plugene軟件，具有協(xié)定分析、資料收集及任務(wù)管理等功能，讓終端設(shè)備以TCP/IP方式經(jīng)由GPRS網(wǎng)絡(luò)及Internet與原有應(yīng)用系統(tǒng)連接。PlugMaster軟件除負(fù)責(zé)終端設(shè)備的認(rèn)證管理外，亦做到IP管理、資料存取及資料交換，應(yīng)用系統(tǒng)因此可經(jīng)由GPRS網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)端設(shè)備雙向無線溝通，并導(dǎo)入資料庫管理，資料可以定時(shí)匯出、查詢及刪除，也可以完整地保存連線記錄及系統(tǒng)資訊。
MA8設(shè)定簡單，毋需開發(fā)程式，便能設(shè)計(jì)完善的流程，設(shè)備能以最低成本導(dǎo)入無線解決方案。產(chǎn)品具有遠(yuǎn)端設(shè)定功能，可透過GPRS網(wǎng)絡(luò)直接更改設(shè)定檔，應(yīng)用及維護(hù)更加容易。MA8不僅提供快速且具成本效益的通訊方案，更能在不必更動(dòng)原有系統(tǒng)架構(gòu)情況下，迅速開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)。特別適合致力于縮短產(chǎn)品上市時(shí)程、增大應(yīng)用彈性與提高附加價(jià)值的制造業(yè)及系統(tǒng)整合商使用。MA8的詳細(xì)規(guī)模請(qǐng)參閱規(guī)格附錄的 赫立訊MA8系列產(chǎn)品規(guī)格。

5 信息中心監(jiān)控服務(wù)器
信息中心通過路由器從互聯(lián)網(wǎng)或是GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)將全部現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)收集上來，匯總至主機(jī)服務(wù)器中。主機(jī)服務(wù)器中安裝WebAccess工程節(jié)點(diǎn)（Project）&采集節(jié)點(diǎn)（SCADA），它負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)和監(jiān)控管理的全部工作。
5.1 信息中心監(jiān)控效果
主機(jī)服務(wù)器中即可以看到單獨(dú)的某個(gè)采油站的全部數(shù)據(jù)和監(jiān)控畫面外，還可以在一幅畫面中按照地理位置顯示的全部采油站的綜合數(shù)據(jù)。其中包括曲線、報(bào)表、報(bào)警狀態(tài)、打印等等。

罐區(qū)監(jiān)控效果圖
5.2 雙機(jī)熱備的安全架構(gòu)
由于考慮到系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定性，信息中心配置兩臺(tái)服務(wù)器，采用互為冗余和熱備的功能。正常情況下，由主機(jī)服務(wù)器負(fù)責(zé)與現(xiàn)場(chǎng)通訊，而熱備服務(wù)器從主機(jī)服務(wù)器抓取當(dāng)前數(shù)據(jù)同步監(jiān)視，并監(jiān)聽主機(jī)正常狀態(tài)。當(dāng)主機(jī)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，熱備服務(wù)器會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，接管主機(jī)的全部工作以及與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送功能。當(dāng)主機(jī)服務(wù)器恢復(fù)后，熱備服務(wù)器會(huì)自動(dòng)將全部任務(wù)交回，并這段時(shí)間的數(shù)據(jù)傳回主機(jī)服務(wù)器，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性。整個(gè)過程全部自動(dòng)完成，無需人為干預(yù)。
5.3 歷史數(shù)據(jù)庫
由現(xiàn)場(chǎng)傳上來的數(shù)據(jù)將按照指定的時(shí)間刻度存入關(guān)系型歷史數(shù)據(jù)庫SQL中，存儲(chǔ)周期的定制可以是任意的秒、分、時(shí)單位，可自定義每一個(gè)監(jiān)測(cè)源的記錄間距，將自動(dòng)生成間隔區(qū)間的統(tǒng)計(jì)值到數(shù)據(jù)庫中。SQL數(shù)據(jù)庫可開放予第三方軟件提取，便于生產(chǎn)分析等其它應(yīng)用。
5.4 報(bào)警處理
當(dāng)系統(tǒng)有報(bào)警產(chǎn)生時(shí)，操作員可以根據(jù)上圖中在線報(bào)警欄中的信息提示得知警報(bào)，同時(shí)，“在線警報(bào)”按鈕也會(huì)呈現(xiàn)紅色閃爍狀態(tài)，點(diǎn)擊進(jìn)入“報(bào)警摘要”畫面中。在主畫面中，不同的報(bào)警信息也會(huì)有不同的報(bào)警顯示形式，WebAccess提供多媒體語音報(bào)警、動(dòng)畫閃爍報(bào)警，彈出窗口報(bào)警、發(fā)送E-MAIL報(bào)警等，可以實(shí)現(xiàn)全方位的報(bào)警信息通報(bào)。在線報(bào)警欄中的報(bào)警信息，在每一個(gè)監(jiān)控頁面都是相同的，無論在中控室還是辦公網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的監(jiān)控站，可以讓操作人員最短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)報(bào)警信息，解決故障。
5.5 報(bào)表樣式


WebAccess提供報(bào)表格式有日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)和值班報(bào)表，對(duì)生產(chǎn)車間中需要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄的數(shù)據(jù)，可以將其加入到報(bào)表中，WebAccess可以對(duì)統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成最大值、最小值、平均值和總計(jì)值。用戶可以自定義值班報(bào)表，在每班結(jié)束后由WebAccess直接將報(bào)表輸出打印或發(fā)送E-MAIL到指定郵箱。發(fā)送報(bào)表格式為HTML格式，可以輕松將報(bào)表粘貼到EXCEL等工具軟件進(jìn)行處理加工。而且所有的報(bào)表都是網(wǎng)頁的形式表現(xiàn)，也全部支持IE的訪問方式。

6 網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)布及資源共享
位于信息中心的兩臺(tái)監(jiān)控服務(wù)器與廠區(qū)內(nèi)的局域網(wǎng)絡(luò)連接，在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行信息發(fā)布，這樣廠區(qū)管理層的人員都可以在它自己辦公室里的計(jì)算里隨時(shí)通過IE的方式訪問主機(jī)服務(wù)器內(nèi)的全部數(shù)據(jù)和畫面。
每位瀏覽者都將擁有唯一的用戶名和密碼的身份驗(yàn)證，它的用戶名決定它的監(jiān)控范圍。雖然是采用IE的方式訪問現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，但所看到的全部數(shù)據(jù)及畫面與信息中心服務(wù)器的內(nèi)容完全相同、效果也完全一樣。速度方面也不會(huì)任何的延時(shí)。


現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控界面 遠(yuǎn)程監(jiān)控界面
通常廠區(qū)內(nèi)的辦公管理網(wǎng)絡(luò)允許被連接到互聯(lián)網(wǎng)，這樣即使出差在外地的領(lǐng)導(dǎo)也同樣可以連回廠內(nèi)訪問現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)。
信息中心的服務(wù)器提供多種接口技術(shù)與外界連接，支持ODBC、DDE、XML等多種國際標(biāo)準(zhǔn)的連接技術(shù)，可以方便的與廠內(nèi)的MIS或ERP這類管理軟件相結(jié)合使用，為采油廠生產(chǎn)分析，成本核算提供原始數(shù)據(jù)。
由于油田工程分散性，傳統(tǒng)的監(jiān)控方式的工程維護(hù)非常不方便，本方案的監(jiān)控軟件WebAccess支持遠(yuǎn)程維護(hù)功能，即維護(hù)工程師在任何地方都可以接入系統(tǒng)內(nèi)部，查看系統(tǒng)故障、調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)及畫面，提高維護(hù)的工作效率。



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·網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess的油田遠(yuǎn)程監(jiān)控解決方案（三）