数字化油田站场运维便携设备研究.docxVIP

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数字化油田站场运维便携设备研究

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摘要：随着数字化油田建设的开展，因采集数据需要，各类智能设备、网络无线传输设备、数字化仪表、PLC等在生产现场的部署一般都在设备密集区或高处，本文针对部署后的设备进行维修、参数调整时，存在的安全隐患与操作困难，阐述了设备管理中技术人员无法在高空或设备区进行操作，管理困难的问题。为了解决生产一线的实际问题，解决技术人员进行高空作业、设备区操作时的安全隐患，提出了变更设备连接方式的思路，研制远程运维工具，提高运维效率，降低人员操作时的安全风险。

关键词：油田数字化；数据转发；远程控制；无线热点；

1油田数字化建设中站场设备运维面临的问题

近几年，我厂开展了油田数字化建设工作，随着建设工作的开展和完善,各类设备逐步完成了并网通讯。各类智能设备、仪表数据通过网络传输运行后，极大的提高了自动化控制水平。但各类设备与网络环境在使用的过程中，因各种实际运行状态的变化，不可避免的需要进行维修、更换或调整配置，在这个过程中，对于设备管理方式、设备运维技术的变更都与以往有很大的不同。特别是在生产前线站场，视频监控设备、数字化仪表、甚至网络设备等一般都部署在设备密集区或高处。因此，需要研究新的运维技术与设备管理方法，解决技术人员运维不便与操作时存在安全隐患的问题。

2数字化油田设备控制数据传输技术

2.1RS485/RS442/RS232串口通信

串口通信是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。常用的串行通信接口标准有RS-232C、RS-422、RS-423和RS-485。

2.2RJ45以太网口通信

以太网（Ethernet）是应用最广泛的局域网通讯方式，同时也是一种协议。以太网协议定义了一系列软件和硬件标准，从而将不同的计算机设备连接在一起。

2.3常用设备

2.2.1USB串口线

在工控行业，对于USB转RS232或者USB转RS485串口线的质量和功能要求非常高，如系统兼容性，抗电压，防静电等功能。但USB线因供电导致的信号衰减问题，一般长度都在2米左右，这对需要较长线路进行设备管理的我们造成了极大的困扰。

2.2.2串口服务器

串口服务器是为RS-232/485/422到TCP/IP之间完成数据转换的通讯接口转换器。提供RS-232/485/422终端串口与TCP/IP网络的数据双向透明传输，提供串口转网络功能。将传统的串行数据送上流行的IP通道，扩展了串口设备的通信距离。

3研究思路与技术实现

3.1搭建开发板、连接线、移动电源等硬件基础

以树莓派的硬件平台为基础，利用其ARM微控制器芯片，通过其CPU、内存等以分立形式存在的芯片，将其作为一款小型计算机系统的硬件环境。结合内置无线网卡配合移动电源供电，再配以USB转serial信号线，通过改造其运行的软件系统，实现近场无线控制功能，解决远程操作难题。

3.2选择并安装系统

为了提高系统的适用性，选择安装UbuntuMATE64位系统。将系统刻录到SD卡上，当作系统硬盘，接上鼠标、键盘、显示屏、电源,即可将其当作一台微型电脑使用，后期使用时，不用鼠标,键盘,显示屏等外设，只供电就可正常使用。

3.3调试系统运行环境

3.3.1以太网接口

使用该设备前，最基本的要做的一项内容就是网络配置，只有配置好了网络信息，我们才可以ssh进去，从而摆脱显示屏的依赖。在还没配置网络前，我们可以通过连接显示屏，连接鼠标键盘的方式去访问设备，然后进行网络配置。

首先需要进行有线网络的配置，设置静态的ip地址。(动态ip不便于后期的远程连接)

利用sudonano/etc/networking/interface命令打开网络配置文件，然后修改配置文件，把有线网络接口eth0改为静态ip地址，并指定IP，网关，子网掩码，最后保存，运行sudoservicenetworkingrestart重启网络服务

#ifaceeth0inetmanual

#ifaceeth0inetdhcp

autoeth0

ifaceeth0inetstatic

address192.168.15.113

gateway192.168.15.1

netmask255.255.255.0

配置完之后，我们就可以通过远程连接软件，如PUTTY登录到设备里面去，登录进去的前提是远程连接软件所在的机子要和设备处于同一网段。

3.3.2无线网接口

该设备的无线网卡，除了第一次启动需要使用网线远程登录去配置，之后连接可以配置其内置WiFi，无需使用网线，使用WiFi就可以远程登录。

登录后打开终端，通过如下的命令