一、方案背景

石油開采是能源行業(yè)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)過程涉及抽油機(jī)（俗稱“磕頭機(jī)”）往復(fù)運(yùn)動(dòng)、井口計(jì)量、原油集輸?shù)榷鄠€(gè)復(fù)雜環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)油田在開采過程中依賴人工巡井、紙質(zhì)記錄和本地儀表查看，存在數(shù)據(jù)滯后、信息孤島、設(shè)備狀態(tài)不明等問題，難以滿足現(xiàn)代油田對(duì)精細(xì)化管理和降本增效的要求。

某國(guó)外大型油田為提升采油區(qū)數(shù)字化管理水平，計(jì)劃對(duì)關(guān)鍵磕頭機(jī)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)參數(shù)實(shí)時(shí)上報(bào)、設(shè)備狀態(tài)集中管理、能耗數(shù)據(jù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，并為企業(yè)MES系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。物通博聯(lián)（WideIOT）提供高效可靠的工業(yè)數(shù)據(jù)采集物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

二、前期調(diào)研

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，本次項(xiàng)目需要采集的設(shè)備及數(shù)據(jù)點(diǎn)位如下：

1、磕頭機(jī)：沖程、沖次、懸點(diǎn)載荷、電機(jī)電流、運(yùn)行狀態(tài)等（西門子PLC、S7協(xié)議，網(wǎng)口空閑）

2、井口計(jì)量?jī)x：產(chǎn)液量、含水率、井口溫度、井口壓力等（RS485串口、ModbusRTU協(xié)議）

3、智能電表：電壓、電流、有功功率、累計(jì)用電量等（RS485串口、DL/T645協(xié)議）

4、載荷傳感器：懸點(diǎn)載荷、位移、沖程頻率等（RS485串口、ModbusRTU協(xié)議）

三、系統(tǒng)架構(gòu)及選型

1、設(shè)備層：設(shè)備分布于采油區(qū)多口油井，距離較多，具備穩(wěn)定供電條件。西門子PLC、智能電表、井口計(jì)量?jī)x、載荷傳感器、示功儀等設(shè)備均具備標(biāo)準(zhǔn)的通信接口。

2、網(wǎng)關(guān)層：部署物通博聯(lián)工業(yè)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)WG585，通過網(wǎng)口連接西門子PLC，通過RS485串口連接各智能電表、井口計(jì)量?jī)x、載荷傳感器，實(shí)現(xiàn)多設(shè)備、多協(xié)議的數(shù)據(jù)采集與匯聚。采集到的數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)絡(luò)，以MQTT協(xié)議上報(bào)至智慧油田物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

WG585網(wǎng)關(guān)核心特性：

豐富的接口配置：提供2個(gè)RS232/485串口和5個(gè)百兆以太網(wǎng)口，支持同時(shí)接入多臺(tái)從站設(shè)備

多樣的聯(lián)網(wǎng)方式：支持5G RedCap、4G（Cat4/Cat1）、2.4G Wi-Fi（AP/STA）、有線以太網(wǎng)等多種聯(lián)網(wǎng)方式

強(qiáng)大的采集能力：內(nèi)嵌主流工控協(xié)議（Modbus、DLT645等），支持快速采集專利算法，可同時(shí)采集多種設(shè)備數(shù)據(jù)

邊緣計(jì)算功能：支持智能采集、數(shù)據(jù)過濾、報(bào)警觸發(fā)、跳變觸發(fā)、公式計(jì)算、分組策略等，消除設(shè)備異構(gòu)性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

靈活的云端適配：支持通過MQTT、Modbus、OPCUA、SQL、HTTP等方式接入各類云平臺(tái)和工業(yè)軟件

高可靠設(shè)計(jì)：內(nèi)嵌軟硬件看門狗，支持?jǐn)嗑W(wǎng)重連、斷點(diǎn)續(xù)傳、異常自恢復(fù)，確保無(wú)人值守穩(wěn)定運(yùn)行

工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：支持6~35V寬電壓供電，工作溫度范圍-30℃~70℃，滿足油田野外惡劣環(huán)境要求

3、平臺(tái)層：企業(yè)MES系統(tǒng)接收MQTT JSON報(bào)文，解析后對(duì)沖程、沖次、載荷、能耗、產(chǎn)量、故障等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)展示，生成趨勢(shì)曲線、日?qǐng)?bào)周報(bào)，并支持異常告警與歷史數(shù)據(jù)追溯，為生產(chǎn)調(diào)度與質(zhì)量分析提供決策依據(jù)。

四、實(shí)現(xiàn)功能

生產(chǎn)管理人員無(wú)需頻繁往返井場(chǎng)巡井，通過電腦或手機(jī)即可實(shí)時(shí)查看磕頭機(jī)運(yùn)行參數(shù)與告警信息，顯著提升管理效率。

當(dāng)懸點(diǎn)載荷異常、沖次偏差、電機(jī)電流過載或井口壓力超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)聲光、微信、短信、郵件等告警，提醒及時(shí)處理。

系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各磕頭機(jī)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)、產(chǎn)量、能耗、工藝參數(shù)均值與極值，生成可視化報(bào)表，支持按班次、日、月維度導(dǎo)出。

通過物通博聯(lián)設(shè)備管理云，可對(duì)工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程配置、固件升級(jí)、日志查看，也能對(duì)異地PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程編程調(diào)試和遠(yuǎn)程上下載程序等操作，降低運(yùn)維成本。

采集到的數(shù)據(jù)可對(duì)接企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)，為工藝優(yōu)化、成本核算、設(shè)備維保計(jì)劃提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，助力油田數(shù)字化轉(zhuǎn)型。