无人值守的天然气井站监控系统的分析与设计

【摘要】：近年来,天然气已经逐渐成为我国一次能源结构的重心环节,我国的天然气开采和使用水平,无论是从数量上还是质量上都在逐年提高。天然气的开采作为天然气产业的源头其重要性不言而喻,但目前我国多数的天然气井站仍然采用人工巡检的工作方式,这种方式容错率低,管理成本高,且缺乏完整系统的数据记录支撑,很多隐蔽故障难以在第一时间发现,容易积累安全隐患。尤其在一些储藏量小、分布零散的小型井站中,人工作业难度大,导致天然气生产受限。因此,根据天然气井站的工艺流程,分析并设计针对无人值守的天然气井站远程监控系统具有重要的现实意义。论文根据SCADA系统技术规范,结合技术发展更加成熟的计算机技术、移动通信技术、数据库管理技术和实时Web监控技术,分析天然气井站生产过程中的工艺流程环节,设计出一套针对无人值守的井站远程监控系统,实现对井站生产过程可视化的远程监控。此外,论文在传统C/S结构的基础上,加入了B/S结构的Web监控设计和Web GIS技术,从使用灵活性上进行了极大改进。系统采用3G/4G网络作为数据传输的渠道；现场采用RTU、模拟量扩展单元、流量计、网络摄像头和各类传感器等现场设备组成监控单元；监控中心设置监控计算机、数据库服务器、通信服务器、Web服务器等,为用户提供应用层的可视化操作接口。在ASP.NET开发中使用百度地图API和Ajax、WebSocket等Web数据交互技术,为用户提供更加友好的人机交互界面。本文给出的无人值守的天然气井站的监控解决方案,实现井站信息远程实时显示与控制、参数报警、现场图片查看、数据查询和报表管理、图表显示、用户管理等功能,可以满足井站生产监控的需求。 【关键词】：天然气井站 Web监控 Web GIS 数据库
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE974;TP277
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-13
• 1.1 课题背景及研究意义10
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势10-11
• 1.3 本文研究内容11-12
• 1.4 本文结构安排12-13
• 第2章 系统总体结构设计与硬件设备选型13-24
• 2.1 井站监控系统需求分析13-15
• 2.2 系统总体结构分析与设计15-19
• 2.2.1 现场监控设备分析15-16
• 2.2.2 系统通信网络分析16-17
• 2.2.3 监控中心结构分析17-18
• 2.2.4 井站监控系统总体结构设计18-19
• 2.3 系统硬件设备选型19-23
• 2.3.1 现场设备组成结构分析19-20
• 2.3.2 现场设备的选型20-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 系统通信协议及数据库设计24-41
• 3.1 网络传输协议分析24
• 3.2 系统通信协议分析与设计24-33
• 3.2.1 现场设备通信协议分析与设计25-28
• 3.2.2 系统报文格式分析与设计28-33
• 3.3 系统数据库设计33-40
• 3.3.1 数据库表的组成分析33
• 3.3.2 数据库表内结构设计33-39
• 3.3.3 用户信息表安全设计39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 系统软件功能设计与实现41-65
• 4.1 监控单元软件设计41-44
• 4.1.1 RTU工作流程41
• 4.1.2 现场数据采集与上传41-43
• 4.1.3 远程指令接收与处理43-44
• 4.2 监控中心软件功能分析与结构设计44-45
• 4.2.1 监控中心软件功能分析44
• 4.2.2 监控中心软件结构设计44-45
• 4.3 通信服务模块设计45-55
• 4.3.1 通信服务模块功能分析及结构设计45-46
• 4.3.2 网络通信子模块设计46-48
• 4.3.3 数据处理子模块设计48-52
• 4.3.4 WCF服务子模块设计52-54
• 4.3.5 并行处理机制实现54-55
• 4.4 实时Web技术分析与设计55-59
• 4.4.1 Web监控系统实时性需求55
• 4.4.2 几种实时Web技术分析55-58
• 4.4.3 基于WebSocket的实时Web功能设计58-59
• 4.5 基于ASP.NET的Web应用程序设计59-64
• 4.5.1 Web监控系统的安全策略60
• 4.5.2 基于百度地图的实时数据显示60-62
• 4.5.3 报警功能设计与实现62
• 4.5.4 远程控制功能设计与实现62-63
• 4.5.5 报表及图表功能设计与实现63-64
• 4.6 本章小结64-65
• 第5章 系统软件功能测试65-74
• 5.1 测试目的及测试环境65
• 5.2 测试内容及测试结果65-73
• 5.3 本章小结73-74
• 总结与展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-79
• 攻读硕士学位期间发表的论文79

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