隨著油氣田信息化建設(shè)進(jìn)程的發(fā)展，一個(gè)新的概念應(yīng)運(yùn)而生，并迅速在全球油氣行業(yè)引起了強(qiáng)烈反響，這就是 “數(shù)字油田（Digital Oilfield）”。數(shù)字油田的概念一經(jīng)提出，就得到了國(guó)內(nèi)外各大油氣田和石油公司的普遍重視，數(shù)字油田已經(jīng)成為油氣企業(yè)信息化建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)，得到了全世界油氣企業(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。
作為數(shù)字油田系統(tǒng)的前端設(shè)備RTU，實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的采集、處理及后端命令的執(zhí)行，在系統(tǒng)中具有及其重要的作用，目前，適用于油氣田的高端RTU產(chǎn)品市場(chǎng)主要由國(guó)外大公司占領(lǐng)，國(guó)內(nèi)的RTU產(chǎn)品從系統(tǒng)設(shè)計(jì)到軟、硬件處理能力，與國(guó)外同類產(chǎn)品比較均有較大差距，僅能占領(lǐng)國(guó)內(nèi)部分低端市場(chǎng)。
曜創(chuàng)科技設(shè)計(jì)開發(fā)的基于高性能嵌入式微處理器及嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)所構(gòu)建的高性能RTU解決方案，具有更高的數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)能力及更高的可靠性，同時(shí)，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)技術(shù)的引入，為客戶應(yīng)用程序的開發(fā)及系統(tǒng)維護(hù)與升級(jí)，帶來(lái)了極大的方便。
系統(tǒng)需求：
數(shù)字氣油田系統(tǒng)的前端RTU，需要在環(huán)境比較惡劣的油氣田現(xiàn)場(chǎng)安裝并長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，因此，其設(shè)計(jì)應(yīng)滿足與環(huán)境相適應(yīng)的機(jī)械性能、電磁兼容性等要求，同時(shí)考慮運(yùn)行可靠性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，并兼顧經(jīng)濟(jì)合理性。
在用戶的方案及產(chǎn)品選擇中，需要滿足如下要求：
● 堅(jiān)固可靠、且有功耗約束的嵌入式工業(yè)計(jì)算機(jī)；
● 多個(gè)前端數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，滿足諸如叢式井等的多點(diǎn)監(jiān)控，并有較高的精度要求；
● 足夠的數(shù)據(jù)處理能力，大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力；
● 較強(qiáng)的通訊能力，支持與前端多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀表及與后端系統(tǒng)的高速網(wǎng)絡(luò)通訊；
● 應(yīng)用程序的開發(fā)及系統(tǒng)維護(hù)與升級(jí)方便。
曜創(chuàng)解決方案：
針對(duì)用戶所提出各項(xiàng)具體需求，目前已有的國(guó)內(nèi)外RTU均不能很好的滿足，曜創(chuàng)科技采用高性能ARM9處理器，結(jié)合大容量存儲(chǔ)器，并擴(kuò)展相關(guān)外設(shè)，定制完全滿足客戶應(yīng)用需求的高性能RTU。
該RTU實(shí)現(xiàn)了16路高精度的ADC和DAC，支持4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸入輸出，以及多路DI/DO，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了12路RS232/RS485通訊接口及2路10/100Mbps自適應(yīng)工業(yè)以太網(wǎng)接口，支持與多個(gè)前端現(xiàn)場(chǎng)儀表的連接及與后端MIS及GIS的高速數(shù)據(jù)傳輸。大容量CF卡存儲(chǔ)支持，保證系統(tǒng)本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。同時(shí)，考慮到現(xiàn)場(chǎng)安裝及使用環(huán)境，RTU整機(jī)結(jié)構(gòu)及外殼進(jìn)行了專門加固與抗干擾設(shè)計(jì)。
RTU采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)作為軟件平臺(tái)，便于用戶的應(yīng)用程序開發(fā)及系統(tǒng)的維護(hù)與升級(jí)。通過(guò)使用操作系統(tǒng)所支持的各種調(diào)試手段及功能強(qiáng)大的API，用戶能夠輕松開發(fā)協(xié)議通訊工具，快速建立一個(gè)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)計(jì)算及數(shù)據(jù)通訊。通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程評(píng)估，采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)整體上為客戶縮短了約3個(gè)月的開發(fā)時(shí)間。
對(duì)于油氣田RTU應(yīng)用最重要的是，定制設(shè)計(jì)服務(wù)能夠?yàn)樾枰厥夤δ艿膽?yīng)用提供額外的靈活性。在本應(yīng)用中，RTU的設(shè)計(jì)已經(jīng)針對(duì)一系列特殊功能進(jìn)行變化與擴(kuò)展，如多達(dá)12路的RS232/RS485通訊接口，可以在完全滿足如叢式井場(chǎng)的應(yīng)用。因此，曜創(chuàng)的定制設(shè)計(jì)服務(wù)為用戶提供了額外的方便性、靈活性，并有效降低系統(tǒng)復(fù)雜度及系統(tǒng)成本。
方案優(yōu)勢(shì)：
曜創(chuàng)科技所提出的RTU設(shè)計(jì)方案，有效的克服了國(guó)內(nèi)目前現(xiàn)有RTU的不足，滿足了對(duì)性能要求較高的數(shù)字油氣田應(yīng)用需求，具有如下顯著特點(diǎn)：
● 堅(jiān)固可靠、高性能、低功耗的RISC計(jì)算機(jī)滿足數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)需求；
● 支持多路高精度模擬量輸入輸出；
● 多路通訊端口支持從現(xiàn)場(chǎng)前端到后端的高效數(shù)據(jù)通訊；
● 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)支持高效應(yīng)用開發(fā)及系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；
● 專業(yè)系統(tǒng)定制服務(wù)，滿足應(yīng)用的差異性需求。
目前，該款RTU已批量部署到大港油田、長(zhǎng)慶油田、韓城氣田，使用效果良好，完全滿足了智能化程度較高的數(shù)字油氣田的應(yīng)用需求。
