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一、項目背景

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

二、項目架構

先以單個采油廠作為試點，成功后向全集團推廣。
樣點采油廠共有約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TesysU。每口單井或叢式井需要連接一臺Twido和一臺無線路由器產品。
工作方式為：
1) Twido連接TesysU，通過modbus讀取其相關參數；作為通訊的中轉站
2) Twido通過內置以太網口連接無線路由器產品；連接到公網
3) 所有無線路由器產品通過移動GPRS網絡連接到中控室的路由器上，且在任意時間保證全部在線
4) 服務器通過無線網絡讀取Twido數據。數據量約為2500*6=15000

三、客戶需求

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，具有間隔上線功能
4) 自動間抽、定時控制；來電叢式井間隔自起、降低功耗
5) 工業設計，適合野外環境，穩定可靠
6) 抽油機平衡狀態檢測
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，具有單井產量檢測功能
2、軟件需求
1) 實時監控
2) 各種報警信息
3) 數據記錄顯示
4) 雙機冗余
5) Internet訪問功能
a) 支持任何地點、任何時間、任何位置訪問
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停掉分類低產油井，調整用電負荷
12) 油井產量匯總圖
13) 油井示功圖

四、方案介紹
方案一：
1、網絡架構圖：

1) 下端PLC通過內置以太網口與InRouter無線路由器連接
2) 由移動為中心端鋪設無線DDN專線到移動機房，并為每個InRouter中的SIM卡開辦特殊APN業務（即可獲得固定私網IP地址）
3) 由移動完成設置從中心到下端每張SIM卡獲得的私網IP的指定路由
4) 中心端運行組態軟件，即可與下端PLC進行通訊，并實施監控和編程等

2、方案必備條件：
中心端：
1) 移動鋪設無線DDN專線到移動機房[1]
2) 或者移動負責：由移動網絡與中心端建立VPN隧道連接

客戶端：
1) 移動為每張SIM卡開辦特殊APN業務,每次撥號到移動網絡能夠獲得固定私網IP地址

2) 為每張卡申請特殊APN業務，即設備撥號聯網能夠獲得固定的內網IP地址
3) InRouter配置見用戶手冊和快速安裝文檔

注：無線DDN專線或VPN隧道連接都需要移動配合實施，可與移動大客戶部聯系

方案二：
1、 網絡架構圖：

1) 下端PLC通過內置以太網口與InRouter無線路由器連接
2) 由移動為中心端鋪設無線DDN專線到移動機房，并為每個InRouter中的SIM卡開辦特殊APN業務（即可獲得固定私網ip地址）
3) 由移動完成設置從中心到下端每張SIM卡獲得的私網ip的指定路由
4) 中心端運行管理軟件，定義與組態軟件的接口，管理軟件用于激活下端無線設備
5) 中心端組態軟件，當需要采集數據時，向管理軟件發送信息，由管理軟件激活下端無線路由器，待無線設備與中心建立連接后，組態軟件直接訪問下端PLC，進行數據采集和控制維護等。

2、方案必備條件：
中心端：
1) 移動鋪設無線DDN專線到移動機房[1]
2) 或者移動負責：由移動網絡與中心端建立VPN隧道連接
3) 需要組態軟件進行相應開發，與管理軟件配合
4) 需要運行管理軟件，用于激活下端無線設備

客戶端：
移動為每張SIM卡開辦特殊APN業務,每次撥號到移動網絡能夠獲得固定私網IP地址


方案三：
1、網絡架構圖：

1) 下端PLC通過內置以太網口與InRouter無線路由器連接
2) 由移動為中心端鋪設無線DDN專線到移動機房，并為每個InRouter中的SIM卡開辦特殊APN業務（即可獲得固定私網IP地址）
3) 由移動完成設置從中心到下端每張SIM卡獲得的私網IP的指定路由
4) 在下端無線InRouter中添加激活機制，定時激活、并采集下端PLC中的數據，同時上傳至中心端
5) 中心端運行組態軟件，接收并讀取下端上傳的網絡數據

2、方案必備條件：
中心端：
1) 移動鋪設無線DDN專線到移動機房[1]
2) 或者移動負責：由移動網絡與中心端建立VPN隧道連接
3) 需要在下端無線InRouter中添加激活機制，定時激活、采集下端PLC中的數據并上傳至中心端
4) 中心端運行組態軟件，接收并讀取下端上傳的網絡數據
客戶端：
移動為每張SIM卡開辦特殊APN業務,每次撥號到移動網絡能夠獲得固定私網IP地址
五、應用小結

       施耐德提供的無線控制解決方案利用了移動強大的無線通信網絡優勢和先進的數據傳輸技術，充分保障了數據傳輸的實時性。數據傳輸通道不會因阻塞而導致信息延遲，保障了油井控制和信息反饋的實時性。
1) 系統快速實施。由于利用了移動現有的完善網絡，無需單獨為此鋪設有線數據傳輸網絡，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) 設備自動故障報警
4) 遠程Internet訪問等
        無線控制解決方案的成功實施，可以有效的解決在供電能力與采油的不匹配時，低產井的效率無法監控所造成電能的浪費。并根據電力系統的供電狀況，隨時監控各個磕頭機的工作狀況，有計劃有步驟地關閉低產井或者中產井。
由于本方案核心產品全部采用于施耐德電氣公司的產品，因此產品配合性較好，系統調試簡單容易，并且運行穩定。



注釋：
[1]：移動無線DDN介紹
無線DDN業務是指以中國移動的GSM/GPRS網絡為平臺，采用GPRS等方式，通過特種行業終端，為行業客戶服務的、機器到機器（Machine To Machine，M2M）的無線數據傳輸業務。目前無線DDN業務包括短信接入方式和GPRS接入方式。
1、專網VPN接入
GGSN通過輸入的公司名或主被叫號碼從Radius服務器獲取建立隧道的相關信息，然后啟動到企業網關的L2TP隧道協議，建立起GGSN和企業網關之間的隧道連接。此時用戶的PPP包可以直達企業網關，由企業網關通過公司的Radius服務器完成對用戶級的認證，通過后，就建立起GRPS手機到達企業網關的PPP鏈路，從而真正實現移動辦公業務。
2、專線業務接入
（1）專線接入業務時，GGSN（無須參與認證，采用透明接入方式）、GPRS網絡僅僅作為承載通道，將數據包透明發往業務處理中心，用戶接入業務中心權限的認證由MS與業務中心進行。該業務需用特定的APN進行區分，以決定是否認證及連接方式。
（2）GSN通過專用線路（DDN專線等）不經過ISP直接接入業務中心；或者通過ISP接連接業務中心，不采用VPN方式；也可以通過ISP連接，采用VPN方式接入業務中心。