[发明专利]一种数字化油田分布式主RTU系统及井口RTU网络通讯中继方法

说明书

技术领域

本发明属于石油化工领域，具体涉及一种数字化油田分布式主RTU系统以及多节点井口RTU通讯中继方法，用于井场特殊工况下通讯数据的中继传输及井口RTU的自主管理。

背景技术

目前在数字化油田中为了能有效地发现油井、地层、油藏的变化，可用油井远程测控系统，通过在抽油机上安装位移传感器和载荷传感器，检测抽油机的工况，实时在线监测抽油机工作参数，及时发现故障并报警，及时维护。在每个井口安装一台RTU检测井口注水阀组间数据和抽油机数据，由于大多数井场分布在山川旷野之中，因此现有的井口RTU一般采用485有线结合433MHz无线透传方式传送至站控系统进行监控，RTU每天采集大量数据，但实际有效数据不足70％，存在数据丢失严重，历史数据不可追溯等问题。并且在上位站控系统定期维护或通讯失联的情况下，下位井口RTU处于非自主维持状态，无法现场提取功图、无法及时发现故障，更无法及时进行故障应急处理，不能够自主地、安全地进行系统作业，不能够第一时间响应故障状态，影响井场生产效率，并可能带来重大生成安全隐患。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种数字化油田分布式主RTU系统，利用多节点井口RTU网络通讯中继方法，解决了原有系统中有效数据丢失严重的问题，实际有效数据达到了95％以上，同时在与上位站控系统失联的情况下，仍然可以进行功图信息处理、脱机工作处理和故障应急处理，保证井场高效地、安全地、持续的完成自主作业。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种数字化油田分布式主RTU系统，该RTU系统包括：

——上位数据通讯处理模块，由网络通讯器组件构成，用于同上位站控系统进行通讯；

——RTU网络通讯中继处理模块，包括子网扫描处理单元、任务中继处理单元、任务监护处理单元和任务记录处理单元，用于将上位数据通讯处理模块传输的上位站控系统的数据无损中继后，通过下位数据通讯处理模块传输至系统下位井口RTU网络；

——下位数据通讯处理模块，由串行收发器组件构成，用于同系统下位井口RTU网络进行通讯；

所述上位数据通讯处理模块得到上位站控系统的RTU网络通讯内容输送至RTU网络通讯中继处理模块进行数据无损中继，中继后的数据由下位数据通讯处理模块传输至系统下位井口RTU网络；或者下位数据通讯处理模块得到下位井口RTU网络通讯内容输送至RTU网络通讯中继处理模块进行数据无损中继，中继后的数据由上位数据通讯处理模块传输至上位站控系统，从而完成控系统与数字化油田系统末梢多节点井口RTU网络通讯。

进一步地，所述子网扫描处理单元用于扫描系统下位井口RTU网络中节点状态，同时将扫描到的节点标识记录；

所述任务中继处理单元用于处理上位数据通讯处理模块接收到的任务指令；

所述任务监护处理单元用于轮询当前下位井口RTU网络中活动的节点，反复执行预定义的监护任务集合中的任务；

所述任务记录处理单元用于记录和维护子网扫描处理单元、任务中继处理单元、任务监护处理单元，以及包括下位井口RTU网络的工作参数信息、工作状态信息、工况控制动作执行信息的处理过程信息。

进一步地，所述任务中继处理单元直接中继上位数据通讯处理模块与下位数据通讯处理模块之间的通讯内容。

进一步地，所述任务中继处理单元从任务记录处理单元获取任务监护状态，通过上位数据通讯处理模块回复已完成监护的任务结果，间接中继上位数据通讯处理模块与下位数据通讯处理模块之间的通讯内容。

进一步地，RTU系统进一步包括：

前置管理功能模块，前置管理功能模块包括功图信息处理单元、脱机工作处理单元和故障应急处理单元，用于上位站控系统失联情况下进行前置管理，允许现场调看功图信息、实施持续自主系统作业和处理发生的紧急故障；

所述前置管理功能模块与RTU网络通讯中继处理模块相连。

进一步地，所述功图信息处理单元用于处理和调看任务记录处理单元所记录的历史功图信息。

进一步地，所述脱机工作处理单元用于控制下位井口RTU网络进行自主系统作业。

进一步地，所述故障应急处理单元用于控制下位井口RTU网络在产生紧急故障时采取响应的应急措施。

相应地，本发明进而给出了一种数字化油田站控系统与末梢多节点井口RTU网络通讯中继方法，该方法包括下述步骤：

1)加载任务监护集合，该集合是根据系统中通讯内容提取的常用任务列表；

2)扫描节点网络，判别并记录当前网络所有活动节点；