基于嵌入式PC与GPRS的SCADA在油田中的应用

　　1 引言

　　随着电子计算机及网络通信技术的迅猛发展，许多生产过程中的数据采集和监控系统功能也在不断增强。本文针对的某油田采油区较为分散的实际情况，探索应用相应的测控系统。由于存在着单井作业或数台甚至十台以上抽油机排列在一起，形成一个或数个井排，同时在其周围相距几百米分布着一些中转原油的储油罐和其他设备，为了提高采油效率，保障安全生产，需要采集各个抽油机、油罐、电机和油泵等的实时数据，如温度、压力、流量、油罐的液位和储油量、电压、电流等。为了使采油厂的生产管理调度部门及时掌握一线生产情况，必须将数据及时上传。但工作现场环境十分恶劣，无法昼夜值守，又无通讯线路，因此，给生产管理带来极大不便。

　　针对上述问题，本文讨论一种不受恶劣环境影响的、可安装在现场的基于嵌入式PC 和中国移动的GPRS网络的远程监控与数据采集系统。

　　2 嵌入式PC(Embedded PC)

　　早在20世纪70年代计算机系统就出现了一个新分支——嵌入式计算机系统。为了区别原有的通用计算机系统，把嵌入到对象体系智能化控制的计算机，称作嵌入式计算机系统，其嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去，也可将其定义为：“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。对象系统是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统，如本文中所涉及到的数据采集系统。

　　针对对象系统的环境(如地理、成本)要求，嵌入式系统是要嵌入到对象系统中去，能够满足对象要求的最小软、硬件配置及对象系统控制要求的计算机系统。它的三个基本要素即“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”。

　　嵌入式系统按形态可分为三种：芯片级嵌入式计算机即微控制器，俗称单片机;模板级嵌入式计算机，即以8位、16位、32位微处理器为核心的板卡或模块;系统级嵌入式计算机。本文中采用的ADAM-5510即是一款模板级的嵌入式系统。

　　3 GPRS技术及其特点

　　GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。GPRS理论带宽可达171.2Kbit/s，实际应用带宽大约在40～100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于Internet连接、数据传输等应用。它采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用。GPRS能将数据打包发送，允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源，只有在资料需要传送时才会占用频宽，且传输时按量计价，特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输，对于用户来说比较经济合理。在本研究课题中使用GPRS技术传输，实现数据分组发送和接收。能永远在线并且只按传输流量计费，较大幅度地降低服务成本。