一、項目背景

        某油田集團公司下屬采油廠(chǎng)，有近3000口抽油機，合計約為50000口井，包括低產(chǎn)中產(chǎn)高產(chǎn)井。目前面臨由于供電能力與采油的不匹配，低產(chǎn)井的效率無(wú)法被監控，從而造成電能的浪費。為了能夠隨時(shí)監控各個(gè)磕頭機的工作狀況，并根據電力系統的供電狀況，有計劃有步驟地關(guān)閉低產(chǎn)井或者中產(chǎn)井，集團公司計劃投入資金立項，開(kāi)發(fā)能夠對目前所有50000口抽油機實(shí)行實(shí)時(shí)監控的系統。

二、項目架構

先以單個(gè)采油廠(chǎng)作為試點(diǎn)，成功后向全集團推廣。
樣點(diǎn)采油廠(chǎng)共有約3500口采油井，其中約2000口為單井；1500口為叢式井，叢式井一般由3~19臺抽油機組成。其中每臺抽油機需要一個(gè)TesysU。每口單井或叢式井需要連接一臺Twido和一臺無(wú)線(xiàn)路由器產(chǎn)品。
工作方式為：
1) Twido連接TesysU，通過(guò)modbus讀取其相關(guān)參數；作為通訊的中轉站
2) Twido通過(guò)內置以太網(wǎng)口連接無(wú)線(xiàn)路由器產(chǎn)品；連接到公網(wǎng)
3) 所有無(wú)線(xiàn)路由器產(chǎn)品通過(guò)移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò )連接到中控室的路由器上，且在任意時(shí)間保證全部在線(xiàn)
4) 服務(wù)器通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )讀取Twido數據。數據量約為2500*6=15000

三、客戶(hù)需求

1、硬件需求
1) 模塊化設計，任意擴充，成本高效
2) 遠程/就地控制
3) 大面積停電時(shí)，具有間隔上線(xiàn)功能
4) 自動(dòng)間抽、定時(shí)控制；來(lái)電叢式井間隔自起、降低功耗
5) 工業(yè)設計，適合野外環(huán)境，穩定可靠
6) 抽油機平衡狀態(tài)檢測
7) 內嵌與上位軟件雙層電機保護功能，避免設備損壞
8) 設備自動(dòng)故障報警
9) 抽油機抽油桿張力檢測，具有示功圖功能
10) 油井小型儲油罐液位檢測，具有單井產(chǎn)量檢測功能
2、軟件需求
1) 實(shí)時(shí)監控
2) 各種報警信息
3) 數據記錄顯示
4) 雙機冗余
5) Internet訪(fǎng)問(wèn)功能
a) 支持任何地點(diǎn)、任何時(shí)間、任何位置訪(fǎng)問(wèn)
b) 支持遠程故障診斷與報警
c) 支持Pocket PC
6) 事件記錄
a) 運行記錄
b) 報警記錄
7) 權限設定
8) 與上層管理系統的集成
9) 遠程控制
10) 用電總功率統計
11) 可以根據用電情況隨時(shí)停掉分類(lèi)低產(chǎn)油井，調整用電負荷
12) 油井產(chǎn)量匯總圖
13) 油井示功圖

四、方案介紹
方案一：
1、網(wǎng)絡(luò )架構圖：

1) 下端PLC通過(guò)內置以太網(wǎng)口與InRouter無(wú)線(xiàn)路由器連接
2) 由移動(dòng)為中心端鋪設無(wú)線(xiàn)DDN專(zhuān)線(xiàn)到移動(dòng)機房，并為每個(gè)InRouter中的SIM卡開(kāi)辦特殊APN業(yè)務(wù)（即可獲得固定私網(wǎng)IP地址）
3) 由移動(dòng)完成設置從中心到下端每張SIM卡獲得的私網(wǎng)IP的指定路由
4) 中心端運行組態(tài)軟件，即可與下端PLC進(jìn)行通訊，并實(shí)施監控和編程等

2、方案必備條件：
中心端：
1) 移動(dòng)鋪設無(wú)線(xiàn)DDN專(zhuān)線(xiàn)到移動(dòng)機房[1]
2) 或者移動(dòng)負責：由移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )與中心端建立VPN隧道連接

客戶(hù)端：
1) 移動(dòng)為每張SIM卡開(kāi)辦特殊APN業(yè)務(wù),每次撥號到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )能夠獲得固定私網(wǎng)IP地址

2) 為每張卡申請特殊APN業(yè)務(wù)，即設備撥號聯(lián)網(wǎng)能夠獲得固定的內網(wǎng)IP地址
3) InRouter配置見(jiàn)用戶(hù)手冊和快速安裝文檔

注：無(wú)線(xiàn)DDN專(zhuān)線(xiàn)或VPN隧道連接都需要移動(dòng)配合實(shí)施，可與移動(dòng)大客戶(hù)部聯(lián)系

方案二：
1、 網(wǎng)絡(luò )架構圖：

1) 下端PLC通過(guò)內置以太網(wǎng)口與InRouter無(wú)線(xiàn)路由器連接
2) 由移動(dòng)為中心端鋪設無(wú)線(xiàn)DDN專(zhuān)線(xiàn)到移動(dòng)機房，并為每個(gè)InRouter中的SIM卡開(kāi)辦特殊APN業(yè)務(wù)（即可獲得固定私網(wǎng)ip地址）
3) 由移動(dòng)完成設置從中心到下端每張SIM卡獲得的私網(wǎng)ip的指定路由
4) 中心端運行管理軟件，定義與組態(tài)軟件的接口，管理軟件用于激活下端無(wú)線(xiàn)設備
5) 中心端組態(tài)軟件，當需要采集數據時(shí)，向管理軟件發(fā)送信息，由管理軟件激活下端無(wú)線(xiàn)路由器，待無(wú)線(xiàn)設備與中心建立連接后，組態(tài)軟件直接訪(fǎng)問(wèn)下端PLC，進(jìn)行數據采集和控制維護等。

2、方案必備條件：
中心端：
1) 移動(dòng)鋪設無(wú)線(xiàn)DDN專(zhuān)線(xiàn)到移動(dòng)機房[1]
2) 或者移動(dòng)負責：由移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )與中心端建立VPN隧道連接
3) 需要組態(tài)軟件進(jìn)行相應開(kāi)發(fā)，與管理軟件配合
4) 需要運行管理軟件，用于激活下端無(wú)線(xiàn)設備

客戶(hù)端：
移動(dòng)為每張SIM卡開(kāi)辦特殊APN業(yè)務(wù),每次撥號到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )能夠獲得固定私網(wǎng)IP地址


方案三：
1、網(wǎng)絡(luò )架構圖：

1) 下端PLC通過(guò)內置以太網(wǎng)口與InRouter無(wú)線(xiàn)路由器連接
2) 由移動(dòng)為中心端鋪設無(wú)線(xiàn)DDN專(zhuān)線(xiàn)到移動(dòng)機房，并為每個(gè)InRouter中的SIM卡開(kāi)辦特殊APN業(yè)務(wù)（即可獲得固定私網(wǎng)IP地址）
3) 由移動(dòng)完成設置從中心到下端每張SIM卡獲得的私網(wǎng)IP的指定路由
4) 在下端無(wú)線(xiàn)InRouter中添加激活機制，定時(shí)激活、并采集下端PLC中的數據，同時(shí)上傳至中心端
5) 中心端運行組態(tài)軟件，接收并讀取下端上傳的網(wǎng)絡(luò )數據

2、方案必備條件：
中心端：
1) 移動(dòng)鋪設無(wú)線(xiàn)DDN專(zhuān)線(xiàn)到移動(dòng)機房[1]
2) 或者移動(dòng)負責：由移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )與中心端建立VPN隧道連接
3) 需要在下端無(wú)線(xiàn)InRouter中添加激活機制，定時(shí)激活、采集下端PLC中的數據并上傳至中心端
4) 中心端運行組態(tài)軟件，接收并讀取下端上傳的網(wǎng)絡(luò )數據
客戶(hù)端：
移動(dòng)為每張SIM卡開(kāi)辦特殊APN業(yè)務(wù),每次撥號到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )能夠獲得固定私網(wǎng)IP地址
五、應用小結

       施耐德提供的無(wú)線(xiàn)控制解決方案利用了移動(dòng)強大的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )優(yōu)勢和先進(jìn)的數據傳輸技術(shù)，充分保障了數據傳輸的實(shí)時(shí)性。數據傳輸通道不會(huì )因阻塞而導致信息延遲，保障了油井控制和信息反饋的實(shí)時(shí)性。
1) 系統快速實(shí)施。由于利用了移動(dòng)現有的完善網(wǎng)絡(luò )，無(wú)需單獨為此鋪設有線(xiàn)數據傳輸網(wǎng)絡(luò )，控制模塊即裝即用，施工周期短，也降低了施工成本。
2) 控制中心系統遙測
3) 設備自動(dòng)故障報警
4) 遠程Internet訪(fǎng)問(wèn)等
        無(wú)線(xiàn)控制解決方案的成功實(shí)施，可以有效的解決在供電能力與采油的不匹配時(shí)，低產(chǎn)井的效率無(wú)法監控所造成電能的浪費。并根據電力系統的供電狀況，隨時(shí)監控各個(gè)磕頭機的工作狀況，有計劃有步驟地關(guān)閉低產(chǎn)井或者中產(chǎn)井。
由于本方案核心產(chǎn)品全部采用于施耐德電氣公司的產(chǎn)品，因此產(chǎn)品配合性較好，系統調試簡(jiǎn)單容易，并且運行穩定。



注釋?zhuān)?
[1]：移動(dòng)無(wú)線(xiàn)DDN介紹
無(wú)線(xiàn)DDN業(yè)務(wù)是指以中國移動(dòng)的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò )為平臺，采用GPRS等方式，通過(guò)特種行業(yè)終端，為行業(yè)客戶(hù)服務(wù)的、機器到機器（Machine To Machine，M2M）的無(wú)線(xiàn)數據傳輸業(yè)務(wù)。目前無(wú)線(xiàn)DDN業(yè)務(wù)包括短信接入方式和GPRS接入方式。
1、專(zhuān)網(wǎng)VPN接入
GGSN通過(guò)輸入的公司名或主被叫號碼從Radius服務(wù)器獲取建立隧道的相關(guān)信息，然后啟動(dòng)到企業(yè)網(wǎng)關(guān)的L2TP隧道協(xié)議，建立起GGSN和企業(yè)網(wǎng)關(guān)之間的隧道連接。此時(shí)用戶(hù)的PPP包可以直達企業(yè)網(wǎng)關(guān)，由企業(yè)網(wǎng)關(guān)通過(guò)公司的Radius服務(wù)器完成對用戶(hù)級的認證，通過(guò)后，就建立起GRPS手機到達企業(yè)網(wǎng)關(guān)的PPP鏈路，從而真正實(shí)現移動(dòng)辦公業(yè)務(wù)。
2、專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)接入
（1）專(zhuān)線(xiàn)接入業(yè)務(wù)時(shí)，GGSN（無(wú)須參與認證，采用透明接入方式）、GPRS網(wǎng)絡(luò )僅僅作為承載通道，將數據包透明發(fā)往業(yè)務(wù)處理中心，用戶(hù)接入業(yè)務(wù)中心權限的認證由MS與業(yè)務(wù)中心進(jìn)行。該業(yè)務(wù)需用特定的APN進(jìn)行區分，以決定是否認證及連接方式。
（2）GSN通過(guò)專(zhuān)用線(xiàn)路（DDN專(zhuān)線(xiàn)等）不經(jīng)過(guò)ISP直接接入業(yè)務(wù)中心；或者通過(guò)ISP接連接業(yè)務(wù)中心，不采用VPN方式；也可以通過(guò)ISP連接，采用VPN方式接入業(yè)務(wù)中心。