主页（http://www.pttcn.net）：数字电台在油田数据采集系统中的应用 摘要：将无线电通讯和数据传输技术相结合，用于油田监视控制和数据采集系统，用无线通讯方式实现井区和调度中心之间的数据话音通信，通过对井区、输油管道的远程监控和管理，确保了油田生产的安全、稳定和经济运行，提高管理效率。本文介绍了系统的组成、网络结构、频率划分、功能和应用软件，综述了数字电台在油田上的应用前景。 2、数字电台的性能 数传电台经过多年的发展，经历了从模拟向数字转变的过程，从早期的模拟调频对讲收发信机（即车载式对讲机）加MODEM改制而成的数传台，到现在的专业数字电台，速率、可靠性、功能、都有了显著提高。 数字电台采用数字信号处理、纠错编码、软件无线电、数字调制解调和表面贴片一体化设计等技术，具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点，电台提供标准232数据口可直接与计算机、RTU、PLC、GPS接收机、数码相机、数据终端等连接，传输速率达19200bps，误码低于10E-6（接收电平-110dBm时），发射功率0.5-25瓦可调节，无中转通信距离达50公里以上，能适应室内或室外的恶劣工作环境。电台数据和话音兼容，并具有远程诊断、测试、监管功能。 用数字电台组建的数传网，传输实时性好、专用数据传输通道、一次建设投资、没有运行使用费。 3、系统组成： 中心调度室与井区远程站采用点对多点通讯，半双工通讯模式。无线通讯采用具有SCADA功能的主从通讯协议，PLC通过其标准RS232接口与数传电台相连实现无线通讯，通讯速率可达19200bps。PLC控制器作为从站（远程站）采用半双工主从通讯方式，主站（中心调度室）PLC采用对各站轮询方式实现数据传输。 通讯系统由1个主站和多个远程站组成，主站设在中心调度室，远程站分别设在井区及管线监测点。主站采用双机热备份，由电台、电源、天馈线系统组成，远程站由电台、电源、天馈线系统组成。为了使信息传递可靠,可设多个中继站。 (1) 中心调度室 中心调度室设备的构成：调度室监控计算机一台，通信接口卡一块，端机一套（含主机、电源、I/O卡等），电台一部，电源和全向天线一套，监控软件一套。 中心调度室功能：端机作为SCADA系统的主站PLC接收井区和管线监测点等从站PLC送来的实时数据。调度室计算机利用软件通过网络与端站联接，以读取远程站参数和管线压力数据；用于监视井区生产过程和管网压力，实现生产合理调度。 在调度室监控计算机可通过画面和曲线实现对现场的监测。调度人员可以根据采集的数据进行井区的生产调度和指挥，还可打印各种报表。 (2) 远程站 远程站设备的构成：PLC 一台、电台一部、电源和定向天线一套。PLC采集的数据通过电台传送到调度中心。 (3) 天线的架设 电台之间收发的无线电波，通过电台天线在空中传播。为保证信号传输的稳定可靠，主站天线选用全向天线，以便于覆盖各方向分布的从站。从站天线选用定向天线，对准主站。天线架设在相对开阔的位置。在天线和电台之间加装同轴避雷器防止雷电冲击。 (4) 电源 采用交流220供电，因从站多数是农电，电压不稳定，为了防止浪涌，建议使用交流稳压电源。 (5) 频率 使用的所有无线电设备都要有由国家无线电管理委员会核发的型号核准证，才能进入专网或公网。用电台组建专网前需要向当地无委会申请频率，并领取电台使用证书。220～240MHz频段是我国无线电管理部门规划分配的数据传输业务允许使用的频段之一。 （6）实际测试 由于现场的实际环境不可能是绝对平坦的，有山丘、建筑物、树木，以不同程度和方式影响电磁波的传播。因此，在实施前，必须进行现场电波传输和接收场强测试，以便根据现场环境和工作要求，确定中继站和从站电台的功率、天线类型、架设高度等参数，使上下行信号有足够的抗干扰能力，才能使数据传输系统可靠、有效。 一般来说，通过简单理论计算，如可以根据地形和距离要求及公式D=4.12×（√H+√h）来确定主站、分站架设高度，根据工作频段、距离和馈线长度、电台接收误码灵敏度等因素及公式Pr=Pt+Gt+Gr-Lt-Lr-Lo来确定电台功率、天线增益。 电波信号的传输根据工作波长（频段）的长短不同具有地面波传输（长波）、电离层反射传输（短波）、空中传输（超短波、微波）三种方式，我国无线电管理部门将专用无线数据传输业务主要分配到220～240MHz频段（另外还有800MHz、2.4GHz等频段），这个频段的电波传播是通过空中进行的。由于地球曲率的影响，两个点（天线高度分别为H米和h米）之间最大可视距离D公里为：
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