油井工作站直接与生产区的智能仪表接口，将各种生产数据信息采集并处理后按一定格式存放；它还有另一个重要的任务是不断监听通信线路是否有上位机传来的数据传输请求，将所采集信息准确快速地传往中心控制室主工作站。并且要保证所采集数据的正确、完整性和及时性。最大的特点是该系统是一个连续不间断的运行系统，一旦开机运行即不需要任何人工干预。这就决定了油井工作站不仅要从硬件上保证安全可靠，而且在软件开发上也要从高可靠性、安全性方面出发，保证其正常连续运行。在最恶劣的情况下，如系统掉电、系统“飞程序”等，还应使油井工作站具有一定的故障自诊断和自动恢复功能。
2．1．3 控制级实现的功能介绍
    系统过程控制级的各种数据采集仪器仪表是系统最底层部分，可完成的功能包括：示功图、电流图等的测量及储存；电机的电流监测及抽油杆断脱、抽油杆卡死保护；井口控制箱门的状态监视；回压、油压、套压、井口温度的监测；电网电压的监测及电压高、低、断相保护。控制系统具体实施时，根据油田的实际情况，可以采取适当的配置。构建系统应考虑预留通信接口，以便将来对系统进行后续扩建。该部分系统软件中设计了以下主要功能模块：系统初始设定模块；系统故障自诊断恢复模块；通信服务模块；数据采集模块；数据存储模块。

3 数据采集系统的网络通信
3．1 自动化网络与企业办公网络通信
    油气田自动化网络相对于企业办公网络是一个相对封闭独立的自动化工控网络，要实现自动化控制网与企业办公网的数据交换通畅，需要设计合理的网络拓扑结构。所以油田自动化控制网络根据自动化系统需求，采用内部IP地址，通过路由方式与企业办公局域网建立连接，并以NAT网络技术实现工控网络内部IP地址与企业办公网络IP地址间的“逻辑”链路连接。所以自动化系统采用的网络拓扑结构必须满足自动化控制网络系统安全及与企业网络数据交换通畅的要求。
3．2 自动化网络内部数据通信
    为了保证通信的完整性，大部分DCS厂家都能提供冗余数据公路。为了系统的安全性，使用复杂的通信归约和检错技术。所谓通信归约就是一组规则，用来保证所传输的数据被接收，并且被理解使它与发送的数据一样。整个数据传输系统由总部中心控制室的主工作站和下级各分工程师站的子站构成通信网络，主工作站同时可以挂在网络上，允许其他有协议的网络计算机共享数据资源。具体工作方式采用主从式，即主站巡回呼叫各个子站，同时下传数据。相应地被呼叫的子站接收数据并按要求上传数据。收集到的数据由组态软件管理在主机上实时显示，同时写入数据库供第三方使用。实际的系统组态根据具体的管理层设置了两层管理权限，即公司级管理员、现场操作级管理员。根据用户名和密码权限，公司级管理员能够进入系统所有页面并进行操作，现场级管理员则只能进入相应的管理区域页面进行监管操作。采用网络版的工控组态软件，该软件不但可以提供逼真的系统工艺图，同时实时动态显示控制现场参数和该系统设备工作状态。
    对于管理而言，系统采用基于工艺流程显示、控制的组态软件，它的人机界面好，管理功能强，同时支持网络数据库，能够做到数据有效管理和共享。

4 系统可靠性的对策
4．1 对系统可靠性的一般理解
    系统的可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。作为产品的一个特性指标，可靠性具有综合性、时间性和统计性的特点。所谓“综合性”是指它不是从某一个侧面来衡量产品的优劣，而是从整体上评价系统能否完成预定的功能来评价一个产品的优劣。所谓“时间性”是指系统在整个使用周期内，随着时间的推移，在各种现场环境条件和不同的使用条件下，保持与该系统出厂验收所达到的一切功能的能力。所谓“统计性”是指一套DCS可靠性的高低是不能用仪器在一个短时间内测量出来的，而是需要通过大量统计数据的积累，按照一定的统计规律才能求出。前端自动化测控仪表等设备长期工作在强腐蚀高温高压状态下，对设备的硬件耐用性要求非常高。设计中利用双重化冗余技术来达到高的可靠性，减少依赖于人工智能、无程序可循的工程业务和维修作业。系统可靠性的保证更为复杂，在这里笔者列举系统初始数据采集的前端进行数字信号隔离，可以使得系统的可靠性大大提高。
4．2 提高单个设备使用从而提升系统整体安全
    要提高设备的性能安全性，首先要了解该系统自动化仪表测量的实际指标，包括压力、温度、流量等。这些被测量值是会被传感器等采集设备输出作为电信号被读取的。由此该系统控制环节所要测量的基本指标为：
    压力测量一般采用应变式压力传感器，精度高达(0．2％～0．3％)，输出为0～5 V；温度的测量一般采用美国AD公司生产的半导体集成温度传感器AD59KH，可以输出标准化的线性电流，综合了多种测量元件的优点；对于流量测量可以利用流量计，取其输出的脉冲信号，同样可以转化为数字信号输入该系统的检测单元。
    因此，可以通过减少非正常电信号对设备的冲击，延长单个设备使用寿命。检测并将信号送到AI模块前，因电流转换输送单元与强电直接连接，高低压之间无隔离，强电容易窜入AI模块。轻者损坏模块的某个通道，重者引起DCS中AI模块的损坏，进而导致整块AI模块故障，使控制级主站的很多工艺参数不能显示。所以加入数字I／O隔离模块。被测的模拟信号经过三个环节变换成数字信号，输入到计算机CPU处理单元，A／D转换为12位精度地转换模块，其他两个环节的精度和匹配是测量的关键。做如上信号处理后，可以最大限度的保护系统后环节的电子设备及模块，从而提高整个系统的安全可靠性。原理图如图2所示。

5 结 语
    该系统建成后可实时掌握抽油机的工作状态，可以提高抽油机采油的工作效率。在设备出现故障时及早发现，避免不必要的经济损失，缩短诊断故障的时间，有效地提高开井率。通过有线或无线网络通信与主站计算机相接，可以使公司管理层直接了解各油井抽油机的工作状态，缩短生产数据的传递周期，提高资料录入存取的准确性。公司管理与生产决策人员可以通过中央控制室计算机直接了解各油井的示功图变化，及时进行分析、诊断，从而达到优化系统，组织生产的目的。抽油机数据采集系统的建成可以实现数据自动提交、报表自动生成。从而降低劳动强度，可以同时为工程、地质人员提供准确及时的数据，实现了及时掌握油井生产动态和油田生产状况。利用该系统可及时了解全油田的生产动态，通过多个实时及历史数据的全面展示可以对某一生产分系统(如集输系统)进行全面分析与监测，为系统优化运行提供参考依据。通过全部油井的逐一计量，可快速实现对全油田生产动态的及时掌握，为油田的技术措施提供数据支持。自动化实时数据向关系数据的转化，实现了自动化数据与ERP等管理软件的无缝接入，使自动化数据直接用于原油的生产运输与管理，服务于企业的生产。