研祥产品COM-1812LDNA在石油管道安全预警系统中的应用
2009-06-30
作者：王 霞
石油管道预警系统" title="安全预警系统">安全预警系统是利用与管道同沟敷设的通信光缆作为分布式土壤振动检测传感器，长距离连续实时监测油气管道沿线的土壤振动情况，在管道沿线5 m范围内形成保护带，采用系统独有的管道破坏事件专家数据库和神经网络分析技术，对可能危害管道安全的动土事件(如机械施工和打孔盗油等破坏事件)或场站设施的入侵事件进行预警，并准确定位，以便维抢修人员进行处理。预警主要包括对油、气、液体管线的外界破坏进行预警；对同沟敷设的用于数据采集的通信系统光缆的外界破坏进行预警；在管线全程范围内进行实时监控监听；对由洪水冲刷、山体滑坡等造成的光缆振动进行报警；对非法和未经授权的管道开挖进行预警。
系统构成
石油管道安全预警系统由预警单元(FU)、预警管理终端(FST)、区域监控中心(DMC)等组成。系统框图如图1所示。FU是预警系统的基本单元，安装在管线阀室、泵站或分输站，采集管道沿线的土壤振动信号，并上传到FST。FST是预警系统的管理终端，接收FU的运行数据和预警信息，分析处理后显示告警信息，并将数据上传到DMC。DMC是预警系统的管理中心，监控预警区域的安全情况。系统中的每一个FU都采用一个主控模块主板，要求CPU可以执行多个任务、处理流式数据、支持更高的存储和I/O带宽，主板尺寸小巧、无风扇设计，支持PCI-E总线扩展，可以进行高速信号采集。研祥基于该系统上述特点开发了COM-1812LDNA主板并搭配客户自己开发的载板使用。
COM-1812LDNA主板
此系统所用到的COM-1812LDNA主板具有以下特性：
(1)Intel Core 2 Duo L7500低功耗处理器；(2)Intel GM965+ICH8M－E芯片组；(3)支持PCI-E×16，PCI-E×4， PCI-E×1；(4)2个10/100/1000 M以太网控制器；(5)3个SATAII硬盘接口，支持RAID 0/1；(6)工作温度：-20 ℃~+60 ℃；(7)主板5 V、12 V供电；(8)4路I/O输入，4路I/O输出；(9)操作系统为Windows XP裁剪系统。
系统优势
(1)实现高速信号的采集：COM-Express模块支持新一代的PCI Express总线，以满足不同系统设备对数据传输带宽的不同需求。例如，PCI Express X1支持双向数据传输，每向数据传输带宽250 MB/s；PCI Express X16每向数据传输带宽高达4 GB/s，双向数据传输带宽有8 GB/s之多。此外，PCI Express还支持高阶电源管理，支持热插拔，并可为优先传输数据进行带宽优化等特点。
(2)加快了系统集成的速度：采用COM-Express解决方案，不需变更载板及外壳的机构设计，客户只要更换新的COM CPU模块，即可推出不同CPU等级的新产品来适应新的管道安全预警系统。这种产品更新的方式大幅减低了设计新系统的时程，大幅降低了新系统设计的难度，加快了系统集成的速度。
(3)提升了系统稳定度：载板与外部机构是同步进行的整体设计，许多主板与接口连接的电缆线在载板设计时已经用电路板取代，因此大幅减少了内部连接的电缆线，提高了系统的稳定度。
(4)满足客户特制化的需求：采用COM-Express架构，客户只需根据核心主板进行模块化设计，开发具有不同功能接口的载板，更加适合客户需求。
(5)降低了系统设计的成本：采用COM-Express解决方案，客户设计新系统时不需变更底板及外壳的机构设计，只更换COM CPU模块便可产生新系统，如此可大幅降低项目费用，使客户的新系统更具价格竞争力。