1、RTU介紹
1.1 什么是RTU
RTU是Remote Terminal Unit（遠(yuǎn)程測(cè)控終端）的縮寫(xiě)，一個(gè)RTU可以有幾個(gè)、幾十個(gè)或幾百個(gè)I/O點(diǎn)組成，放置在測(cè)量點(diǎn)附近的現(xiàn)場(chǎng)。RTU至少具備以下兩種功能：數(shù)據(jù)采集及處理、數(shù)據(jù)傳輸（網(wǎng)絡(luò)通信），當(dāng)然，許多RTU還具備PID控制功能或邏輯控制功能、流量累計(jì)功能等。
1.2 RTU的技術(shù)特性和特征
1)標(biāo)準(zhǔn)的編程語(yǔ)言，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3的編程語(yǔ)言；
2)工作環(huán)境溫度：-40℃～70℃，環(huán)境濕度5～5%；
3)電磁抗干擾符合IEC61000-4 和EN55011；
4)具備多種標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，如Modbus TCP/IP、Modbus RTU、Modbus ASCII、DNP3等；
5)豐富的通信接口，支持多種通信方式，通信距離長(zhǎng)；
6)大容量存儲(chǔ)；
7)模塊化結(jié)構(gòu)，便于擴(kuò)展；
8)具備實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)；
9)靈活互相兼容的開(kāi)放式接口。
2、Super E50系列模塊化RTU 介紹
2.1 產(chǎn)品概述
Super E50系列模塊化RTU是北京安控科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱安控科技）集多年的站控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、工程經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的新型站控RTU產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集和設(shè)備的控制。該產(chǎn)品采用了先進(jìn)的32位ARM技術(shù)，高效的嵌入式操作系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)功能強(qiáng)大、操作方便、集成度高。不僅能勝任邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)控制，還能完成數(shù)據(jù)處理、高速計(jì)數(shù)、模擬量控制、PID、RTD、TC、通訊聯(lián)網(wǎng)等功能。其程序開(kāi)發(fā)方便，可與上位機(jī)組成控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集散控制。該產(chǎn)品具有多種配置和可選功能。可根據(jù)用戶的實(shí)際需求，在不同領(lǐng)域，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)成各種控制系。
相比于目前國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格偏高，后續(xù)維護(hù)服務(wù)困難的局面，該產(chǎn)品在硬件體系和軟件開(kāi)發(fā)都達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的前提下，通過(guò)民族品牌固有的更低的價(jià)格，更好的服務(wù)來(lái)取勝，相比于其他國(guó)內(nèi)產(chǎn)品，該產(chǎn)品通過(guò)更尖端的技術(shù)，更穩(wěn)定的性能，更靈活的擴(kuò)容，更高的品質(zhì)來(lái)取勝。
2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.3 性能特點(diǎn)
1）結(jié)構(gòu)先進(jìn)，易于擴(kuò)展，可多站協(xié)調(diào)工作，組建復(fù)雜系統(tǒng)。
2）模塊化設(shè)計(jì)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，DIN導(dǎo)軌安裝結(jié)構(gòu)，方便現(xiàn)場(chǎng)安裝。
3）經(jīng)濟(jì)可靠、功能強(qiáng)大的通信接口，支持Modbus RTU／ASCII／TCP、DNP3（可選）等通信。
4）協(xié)議，具有RS232、RS485、Ethernet等通信接口。
5）高效的工程開(kāi)發(fā)工具，符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)，支持LD、FBD、IL、ST、SFC五種程序語(yǔ)言。
6）友好的人機(jī)界面。
7）功能強(qiáng)大的硬件系統(tǒng)，采用32位ARM處理器，嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS)。
8）先進(jìn)的冗余/容錯(cuò)方式。
9）經(jīng)濟(jì)高效的RTU系統(tǒng)。
10）工作溫度-40～+70℃，工作濕度5～95%RH，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。
11）通過(guò)CE認(rèn)證，達(dá)到EMC電磁兼容3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
2.4 開(kāi)發(fā)工具
傳統(tǒng)RTU系統(tǒng)的工程開(kāi)發(fā)工具一般采用各自獨(dú)立的系統(tǒng)，各家知名RTU各有特色，但互不兼容，一般RTU開(kāi)發(fā)和使用人員必須進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn)才能勝任對(duì)RTU系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)、使用和維護(hù)，各種RTU工程的建設(shè)投資、運(yùn)行和維護(hù)成本都很高。隨著軟件技術(shù)和硬件技術(shù)的快速發(fā)展，各種RTU系統(tǒng)適用在各種不同的工業(yè)場(chǎng)合的應(yīng)用，不同RTU系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)互通互用的要求越來(lái)越強(qiáng)，用戶對(duì)于RTU系統(tǒng)的開(kāi)放性、兼容性要求也越來(lái)越高。
安控科技Super E50 系列模塊化RTU系統(tǒng)工程開(kāi)發(fā)工具EOpen就是針對(duì)用戶的這種要求而開(kāi)發(fā)的新型RTU系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3，具有良好的兼容性和開(kāi)放性。EOpen源自德國(guó)INFOTEAM公司的OpenPCS系統(tǒng)，該系統(tǒng)已獲PLCOPEN國(guó)際認(rèn)證。源于其開(kāi)放性和兼容性，可以在用戶的新建系統(tǒng)及舊系統(tǒng)改造中，節(jié)省大量的投資。
EOpen采用符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的IL、LD、ST、SFC及FBD/CAC等語(yǔ)言，用戶及開(kāi)發(fā)工程師可以根據(jù)工程的控制特點(diǎn)及要求選擇其中一種語(yǔ)言或幾種語(yǔ)言進(jìn)行組合靈活使用，工程師可以快速高效的完成自動(dòng)化工程的建設(shè)。
3、數(shù)字化油田介紹
3.1數(shù)字化油田的概念
隨著油田信息化建設(shè)進(jìn)程的發(fā)展，一個(gè)新的概念應(yīng)運(yùn)而生，并迅速在全球石油行業(yè)引起了強(qiáng)烈反響，這就是 “數(shù)字油田（Digital Oilfield）”。數(shù)字油田的概念源于美國(guó)前副總統(tǒng)戈?duì)柼岢龅臄?shù)字地球 (Digital Earth)， 數(shù)字油田的概念一經(jīng)提出，就得到了國(guó)內(nèi)外各大油田和石油公司的普遍重視，數(shù)字油田已經(jīng)成為石油企業(yè)信息化建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)，得到了全世界石油企業(yè)的廣泛關(guān)注。
數(shù)字油田是指建立數(shù)據(jù)和信息資產(chǎn)的共享機(jī)制和管理體系，在信息共享的基礎(chǔ)上，面向油氣田勘探、開(kāi)發(fā)、地面建設(shè)、儲(chǔ)運(yùn)銷售以及企業(yè)管理等各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，建立多專業(yè)的綜合數(shù)據(jù)體系，并與各專業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行高度融合以滿足油氣田日常生產(chǎn)運(yùn)行、生產(chǎn)管理、生產(chǎn)監(jiān)控、設(shè)備管理、成果展示等的各種需求。
3.2數(shù)字化油田的建設(shè)思路
長(zhǎng)慶油田提出的建設(shè)思路是：油田數(shù)字化建設(shè)重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)井組、管線、站(庫(kù))等基本生產(chǎn)單元的過(guò)程管理，堅(jiān)持“兩高、一低、三優(yōu)化、兩提升”的建設(shè)思路。
1．兩高：高水平、高效率
1)高水平：建成井站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、電子巡井、危害預(yù)警、智能診斷油井機(jī)泵工況、
生產(chǎn)指揮的智能專家系統(tǒng)。
2)高效率：通過(guò)數(shù)字化管理系統(tǒng)的應(yīng)用，提高操作人員的工作效率(人力資源的優(yōu)化
效率)、生產(chǎn)運(yùn)行的管理效率、油田開(kāi)發(fā)的綜合效率。
2．一低：低成本，即堅(jiān)持低成本建設(shè)思路。
3．三優(yōu)化
1)優(yōu)化工藝流程；
2)優(yōu)化地面設(shè)施；
3)優(yōu)化管理模式，實(shí)行扁平化管理，按廠、區(qū)、站三級(jí)管理模式：
•站點(diǎn)、聯(lián)合站等各類站場(chǎng)以監(jiān)視、控制、操作為主，實(shí)現(xiàn)對(duì)單井的日常管理；
•作業(yè)區(qū)以監(jiān)視、調(diào)度、生產(chǎn)管理為主，實(shí)現(xiàn)對(duì)井組、油藏的重點(diǎn)管理；
•采油廠以生產(chǎn)管理、優(yōu)化分析、智能決策為主，實(shí)現(xiàn)對(duì)油藏、油田的綜合管理。
4．兩提升
1)提升工藝過(guò)程的監(jiān)控水平，即借助數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電子巡井系統(tǒng)對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)視，對(duì)照歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警、報(bào)警。
2)提升生產(chǎn)管理過(guò)程智能化水平，利用數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)共享技術(shù)，結(jié)合
各種數(shù)學(xué)模型、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、專家系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)管理過(guò)程進(jìn)行智能化指導(dǎo)。
3.3數(shù)字化油田的信息結(jié)構(gòu)圖
4、實(shí)際應(yīng)用工程介紹
4.1 工程概述：
按照長(zhǎng)慶油田數(shù)字化建設(shè)的高水平、高效率、低成本的總體思路，該產(chǎn)品通過(guò)更低的價(jià)格，更高的品質(zhì)，更好的服務(wù)最終取得了用戶的認(rèn)可。用戶決定在長(zhǎng)慶油田采油三廠油二聯(lián)合站的數(shù)字化建設(shè)中采用了安控科技自主研發(fā)生產(chǎn)的 Super E50系列模塊化RTU 搭建整個(gè)站內(nèi)數(shù)據(jù)的采集、控制、分析和傳輸?shù)臄?shù)化平臺(tái)。
分別在控制值班室、注水間、消防值班室各設(shè)置1套Super E50系列模塊化RTU，組成一套集散式油田站場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱站控系統(tǒng)）。該系統(tǒng)由三大部分組成，分別完成站內(nèi)集輸系統(tǒng)、水處理及注水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)測(cè)和管理，實(shí)現(xiàn)重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，重要生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，敏感區(qū)域異常情況的聲光報(bào)警，歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)查詢，報(bào)表的自動(dòng)生成，數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程訪問(wèn)等功能。
4.2 站控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：
整個(gè)系統(tǒng)采用集散控制的建設(shè)思路，分別在不同的生產(chǎn)區(qū)域進(jìn)行獨(dú)立的采集控制，再將不同區(qū)域的生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的方式集中到聯(lián)合站中控室進(jìn)行集中監(jiān)控，這樣就降低了風(fēng)險(xiǎn)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4.3 數(shù)據(jù)監(jiān)控界面如下：
