维普资讯http://w vw.cqvip.cor 文章编号：1001-9944(2007)03-0086-05 RTU系统在油田管线阀室监控系统中的应用 李彦武1,屈建宏²,常江2,雍鲁秦3 (1.西安优玛科技有限责任公司，西安710075;2.长庆油田输油一处，西安710021； 3.西安长庆通信信息有限责任公司，西安710021） 摘要：基于远程测控终端(RTU)在油田管线阀室监控系统中的应用，本系统以中央计算机 管理系统、通讯系统、远程控制单元RTU(remoteterminalunit)等三部分，构成集成化、自治 性的分散型控制系统。该系统提供高性能的控制器、工作站、通讯网络以及过程量通道模 件等硬件模块，对油田管线阀室进行远端数据采集、过程控制、信息管理等功能，构成集控 制、操作、监视、管理为一体化的自动化系统。 关键词：过程测控终端；监测控制及数据采集系统；自动化控制 中图分类号：TP273 文献标志码：B Application of RTU in Oil Field Pipeline Valve Chamber Supervisory System LI Yan-wu',QU Jian-hong?,CHANG Jiang,YONG Lu-qin3 (1.Xi'an Superior Masurium Science and Technology Limited Liability Company,Xi'an 710075,China;2.Changqing Oilfield an Oil,Xi'an 710021,China;3. Changqing Communication and Information Limited Liability Company,Xi'an 710021,China.) Abstract:Based on long-distance observation and control terminal(RTU)in oil field pipeline valve chamber superviso- atic,long-distance control unit RTU(remote terminal unit)and so on three parts,constitution integration,autonomy dis- work as well as hardware modules and so on process quantity channel module,carries on far-end functions and so on data acquisition,process control,information management to the oil field pipeline valve chamber,the constitution collection control,the operation,the surveillance,the management for the integrated automated system. Key words:remote terminal unit(RTU);supervisor control and data acquisition(SCADA)system;automatic control RTU是一种安装在远程现场的测控单元装置， 过程自动化装置中，远程测控终端RTU充分体现了 负责对现场信号、工业设备的监测和控制。它将测得 “测控分散、管理集中”思路，它在提高信号传输可靠 的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格 性、减轻主机负担、减少信号电缆用量、节省安装费 用等方面的优点也得到用户的肯定，已广泛应用于 式传到中央计算机，同时还将从中央计算机发送来 得数据转换成命令，实现对设备的功能控制。在生产 市政管网、油气田、水利、电力、煤矿、交通、能源管理 收稿日期：2007-04-20；修订日期：2007-04-28 作者简介：李彦武（1981-），男，自控工程师，研究方向为通信信息、自控；届建宏（1966-），男，地面工程与油气储运工程师， 研究方向为工艺技术；常江（1976-）,男，自控工程师，研究方向为自控、仪表；雍鲁秦（1970-），男，计算机助理工 程师，研究方向为通信信息、自控。 86 Automation & Instrumentation 2007(3) 维普资讯http://www.cqvip.com 等领域。 员站、操作员站、操作台、报表打印机、RTU控制柜、 应用优玛公司YM600S系列YUMA-RTU在长 控制器、电源模块、通讯模块（包括GPRS/CDMA和 卫星通讯模块）、主站RTU模块等。 庆油田管线实现了阀室计算机网络无人值守监控系 统。该系统从首站到末站近500公里线路上共分布 2)中控室软件 了21座油田管线阀室，自然环境十分恶劣。平时油 操作系统软件：操作系统选用Windows2000 田管线阀室无人值守，管线情况、各阀室内温度、压 Server 力等数据的检查只能靠人工巡视。但由于地域宽阔、 监控系统软件：选用GRACE/MCGS工业组态 自然条件差，一次巡视往往要用大半天的时间才能 应用、监控、仿真和其它穴余等软件。 完成，而且设备故障不能及时发现，为此对涉及21 系统编程软件：选用VisualC++和IO_TOOLKIT 个管线阀室站进行了监控系统的改造。 软件，进行通讯软件和其它管理软件的开发。 1.2RTU的硬件配置及构成 该系统采用以计算机为核心的监控和数据采集 1系统构成 系统。在调度中心设置SCADA控制系统,并设置了 此系统是典型的SCADA系统，即监测监控及 数据采集系统。系统采用YUMA-RTU系列远程测 套主站RTU，该系统下挂由远程终端装置（RTU) 构成的21座阀室的21个远端控制系统。因此可在 控终端等硬件设备和工业监控组态软件构成。系统 大致分为中控室的服务器、工程师站和操作员站，各 调度中心控制室完成对21座阀室的控制系统诊断、 监控和数据采集的任务。 油田管线阀室的RTU（远程测控终端），通讯网络系 YUMA-RTU（IPM级）具有32位处理器、大容 统和现场一次测控仪表部分。其主要结构由中央计 量存储空间，不但提供标准串口（RS232/RS485）通 算机管理系统、通讯系统、远程控制单元RTU等三 级组成!,见图1所示油田阀室监控系统图。 讯和IEC61131-3标准编程功能。还提供以太网通 讯端口，并具有嵌入式功能，可支持高级编程和网络 管理系统 通讯应用程序，强大的软硬件功能使其无论是独立 机 器 运行还是连成网络均能实现复杂系统的控制。RTU 数据中心 独立完成对油田管线阀室的采集、控制、通讯、数据 RS-232串口 10/100网口 处理、报警上传、显示、操作等任务。主站RTU及各 CPRS/CDMA设备包主站 RTU/网关 卫星设备 RTU之间、RTU与中控室之间相互协调工作，实现 Z 整个系统的各项功能。 通讯公司 1.3通讯系统 内部网 通讯系统分为GPRS/CDMA无线通讯和卫星无 线通讯两种工作形式。 1)GPRS/CDMA无线通讯方式 GPRS/CDMADTU测控终端DTU的数据通过 管线阅室 管线阀室 T2# RTU20#站RTU21#站 网络发往指定数据中心，数据中心在收到DTU的数 图1油田阀室监控系统图 据后，进行协议转换还原用户数据，同时对DTU进 Fig.1 Oil field valve chamber monitoring diagram 行管理。实现数据的双向流动。 1.1中控室的硬、软件配置 2)卫星无线通讯方式 中控室通过通讯系统采集现场油田管线阀室的 现场测控终端的数据通过卫星发送机跟卫星连 接发送数据，在通过卫星与主站卫星接收机连接，接 RTU上传数据，并将这些参数进行在线实时显示、 收数据后进行协议转换还原用户数据，同时进行管 存储、处理分析、报表打印，并根据运行工况将调度 命令下发给RTU,完成对整个阀室的优化调度。 理。实现数据的双向流动。 1.4现场一次设备 1)中控室硬件 两台穴余备份的工业控制计算机服务器、管理 油田管线阀室现场次设备主要包括：阀室侵 87 自动化与仪表2007(3) 维普资讯http://www.cqvip.com 液报警和门禁开关等均为开关量的监控，管温、管 讯方式，卫星系统使用的是我国自行研制的区域性 压、地温、可然气体浓度、蓄电池电量等一体化变送 有源三维卫星定位与通信系统。卫星通信系统相比 具有安装方便、设备便宜、运营费低等特点。 器的采集，均为24VDC供电，（4~20)mA输出，具有 无论是卫星方式或GPRS方式，主要的通讯费 上下限限位保护、突发报警、定时上传发送等功能间。 用都来源于流量，因此为了降低通讯流量，不能采用 传统的主从轮询式的通讯方式，如MODBUS/RTU 2系统功能 等协议通讯方式，而是采用支持定期上传一-时间 油田管线阀室监控系统主要功能由供电、通信、 间隔可设置，支持突发报警立刻上传的SIXNET通 数据监控、隔离保护、计算机集中监控五部分完成。 讯协议，这也是YUMA-RTU通讯上的一大优点。 2.1供电部分 另外因为GPRS/CDMA传输使用的是移动或联 由于油田管线阀室位置比较特殊，都在荒地野 通工业专用通讯网络，在节假日网络繁忙时不会造 外且现场环境比较恶劣，均为无人职守站，且现场各 阀室都没有照明电路，所以阀室