CN102477859A

CN102477859A - 远程控制台数据记录模块

Info

Publication number: CN102477859A
Application number: CN2010105670641A
Authority: CN
Inventors: 姚胥源; 俞杰
Original assignee: Shanghai SK Petroleum Chemical Equipment Corp Ltd; Shanghai SK Petroleum Equipment Co Ltd
Current assignee: Shanghai SK Petroleum Chemical Equipment Corp Ltd; Shanghai SK Petroleum Equipment Co Ltd
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2010-11-29
Publication date: 2012-05-30

Abstract

本发明公开了一种远程控制台数据记录模块，其特征在于，包括一数据盒，其中该数据盒进一步包括：一时钟芯片，若干数据通道，用于对所述液控装置进行采集数据；一CPU芯片，接收所述时钟芯片提供的时间、日期数据和所述采集数据，进行数据处理；一存储卡，用于存储所述采集数据；无线收发模块，用于发送所述采集数据。本发明的数据记录盒能够对远程控制台的开关、压力以及报警状态进行记录，提供数据的可追溯性；遥控监测仪能够实时记录到远程控制台当前的开关状态以及各压力报警状态。两者通过无线通讯，非常方便。本发明对远程控制台的各种状态提供了数据可追溯性，提高了其现场工作的安全性。

Description

远程控制台数据记录模块

技术领域

本发明涉及一种类似于液控装置上使用的黑匣子，尤其是用于石油开采行业如钻井、修井等的远程控制台数据记录模块。

背景技术

地面防喷器控制装置(以下简称液控装置)是控制井口防喷器组和液动节流、压井阀的重要设备，是钻井、修井作业中防止井喷不可缺少的装置。正确的使用和维护保养对液控装置是非常重要的。已有的液控装置按控制型式可分为三种：第一，直接手动操作的FK系列液控装置，适用于钻井或修井作业，不配司钻控制台，简单、轻便。该类型液控装置可以配机械型防提装置；第二，气控液FKQ型液控装置，该类型液控装置配有司钻控制台或辅助司钻控制台(选配)。其中司钻以及辅助司钻台可以根据用户需要配置报警型以及非报警型；气控型液空转装置中远控台和司钻台之间、远控台和辅助司钻控制台之间使用气管束连接，使得可以在司钻控制台上遥控操作液控装置，达到开关防喷器的目的，一般用于钻井作业。该类型液控装置可以配机械型防提装置。第三，电控气控液FKDQ型液控装置，该类型远程控制台配有司钻控制台或辅助司钻控制台(选配)，同时司钻控制台以及辅助司钻台可以根据用户需要配置适用于危险气体爆炸性气体环境一区或者二区的防爆形式。

电控气控液型液控装置采用西门子PLC控制，工作稳定、可靠。其远控台和司钻台之间、远控台和辅助司钻控制台之间使用防火四芯船用电缆和标准Profibus通讯连接。另外可以根据客户需要配置触摸屏式辅助司钻台和PN-T远程控制台状态自动记录模块。该类型液控装置可以配电控或机械型防提装置。

综合上述描述，远程控制台是井控装备中非常重要的一部分。

远程控制台数据记录模块现在在实际使用中并不存在，因此人们总不能很好的对远程控制的历史操作进行回顾。

发明内容

本发明的目的是提供一种液控装置的记录系统，能够长期连续不断的记录液控装置的工作状态，包括报警、开关、压力等状态。类似于“黑匣子”一旦出现问题或者故障可以及时追溯数据。

为了实现上述发明目的，本发明公开了一种液控装置数据记录模块，其特征在于，包括一数据盒，其中该数据盒进一步包括：一时钟芯片，用于提供时间、日期数据；若干数据通道，用于对所述液控装置进行采集数据；一CPU芯片，接收所述时钟芯片提供的时间、日期数据和所述采集数据，进行数据处理；一存储卡，用于存储所述采集数据；无线收发模块，用于发送所述采集数据。

比较好的是，所述记录模块进一步包括：一遥控器，用于接收所述无线收发模块发出的采集数据。

比较好的是，所述数据采集通道包括：压力模拟量通道，用于通过安装在管汇、蓄能器、气源回路上的压力传感器来实现压力值模拟量的连续采集；开关状态通道，用于通过安装在三位四通转阀或者气缸上的位置感应开关来采集开关状态；报警状态通道，使用安装在远程控制台上的压力开关来实现报警状态采集。

比较好的是，所述数据采集通道包括：压力模拟量通道，用于通过安装在管汇、蓄能器、气源回路上的压力传感器来实现压力值模拟量的连续采集；开关状态通道，用于通过安装在三位四通转阀或者气缸上的位置感应开关来采集开关状态；报警状态通道，通过判断之前采集到的各路模拟量在芯片中得到高于或者低于某一个压力值从而触发报警量来实现记录。

比较好的是，所述无线收发模块和所述遥控器之间通过无线通信方式联系。

本发明的数据记录盒能够对远程控制台的开关、压力以及报警状态进行记录，提供数据的可追溯性；遥控监测仪能够实时记录到远程控制台当前的开关状态以及各压力报警状态。两者通过无线通讯，非常方便。本发明对远程控制台的各种状态提供了数据可追溯性，提高了其现场工作的安全性。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本发明的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1是本发明的组成结构框图；

图2是本发明中数据盒的爆炸结构示意图；

图3是本发明中遥控器的爆炸结构示意图。

具体实施方式

本发明的记录模块主要是通过各类接口采集远程控制台上的压力值、报警开关量以及开关状态开关量。对于气控液型远程控制台，压力值可以通过安装在管汇、蓄能器、气源回路上的压力传感器来实现模拟量的连续采集，采集值可以输入到采集卡中进行后续的处理。开关状态量的采集主要通过安装在三位四通转阀或者气缸上的位置感应开关来感应到。最后是报警采集，在这里报警采集可以使用两种方法，一为可以使用安装在远程控制台上的压力开关来实现(针对带报警的气控液型远程控制台)二可以通过判断之前采集到的各路模拟量在芯片中通过算法得到高于或者低于某一个压力值从而触发报警量来实现记录。以上主要是气控液型的远程控制台的采集方法。另外针对上述讨论到的电控气控液型远程控制台来说，我们的记录模块还能够支持各类接口(如RS485口等)，通过PLC中对各类模拟量、开关状态通过各类接口输入到记录模块的采集电路中。

本发明的远程控制台记录模块与传统的飞机黑匣子有以下几点区别：首先，他的数据盒配备无线收发功能，可以通过遥控器远距离监视远程控制台的开关状态、报警和模拟量压力，因此，除传统的黑匣子功能外，本发明的记录模块还具有实时监视远程控制台状态的功能；其次在机械结构上，该记录模块采用防爆保护以便于在爆炸性气体环境下正常工作；最后，该记录模块接口众多，可以广泛的应用于气控液型远程控制台或者电控气控液型远程控制台。

具体来说，本发明的远程控制台数据记录模块如图1所示，CPU芯片10、时钟芯片14以及数据采集通道11～13均安装在数据盒1中，数据采集通道11～13对外安装插接装置接口17以便外部传感器、位置开关、报警状态的连入；通过采集通道输送到CPU芯片10中进行处理，同时将该状态量通过无线收发模块15发送到遥控器2中。在报警情况下，SD储存卡16会将时间、状态量寸下备查。根据框图所示，遥控器1能对时钟芯片14进行时间校准。

本发明的数据盒1采集各控制对象状态、报警状态以及压力状态，它需要完成两项工作，一则每隔一段时间进行数据对比，若发现控制对象状态、报警状态或者压力状态其中任一项发生改变，则自动加记录下来；二则将接受到的数据发送到遥控器上以完成其监测功能。

数据盒1内安装了一块特制的电路板，该电路板通过防爆站的认证，适合在爆炸气体环境中的0区/1区/2区使用，所有元件均做了高低温处理，因此被设计成适合于恶劣环境下使用。

本发明数据盒1安装在控制装置组合式隔爆箱内，必须注意数据盒的开窗位置与隔爆箱开窗位置必须对准，以便观察通讯状态以及时间。

遥控器2可以与数据盒之间进行通讯(例如，无线485通讯)，可以实时观察到液控装置各控制对象头、压力状态以及报警状态各个数据。遥控器同时还提供“时间同步”功能应用于数据盒1和遥控器2的时间校准。

遥控器工作框图，以单片机为核心处理器，配和无线收发模块和液晶屏来完成其功能。

本发明公开了一种远程控制台数据记录模块，如图1所示数据盒以及遥控器，整套系统由数据盒1和遥控器2两部分组成。

本发明的数据盒1的外壳主要包含衬板101、右侧板102、左侧板103、底板106和上盖板107构成。主要记录模块为设置在其中的压力控制记录板8。

其中除了外壳作为整个数据盒1的保护外壳外，压力控制记录板108是主要的信息处理器。压力控制记录板108上配有液晶显示屏、无线模块、数据接口以及记忆模块(存储卡)。数据接口主要接受来自远程控制台上的压力值、报警值以及防喷器开关状态值。接受数据之后，处理器将上述数据转换格式后存储在SD存储卡16之中。

本发明的数据盒1配备无线天线将其连接在压力控制记录板108上。无线模块能够将先前记录的内容用无线通讯的方法传送给遥控器。以便用户实时监测远程控制台的状态。

本发明的数据盒1内记录的数据必须通过特定的软件才能够读取，软件能能够读取到的有：1)各防喷器开关状态以及时间；2)各报警名称以及产生的时间；3)各控制头的名称。4)产生记录时的压力值。SD卡容量为1～2GB；连续使用一般每年转移一次数据即可。

图3给出了遥控器2的爆炸结构图。该遥控器2主要有上壳体202，下壳体204，电池板205，电路板203，天线201组成。

除了构成遥控器的外壳之外(上、下壳体)，遥控器2供电主要使用锂电池，该电池包含在电池板205中，可以循环充电。在用户特别需要的情况下也可以用5节5号干电池代替。

遥控器电路板203主要用于接收数据盒无线模块发送过来的数据，并在液晶屏幕上显示。主要可以实时显示两类数据：一是远程控制台上的环形压力、蓄能器压力、管汇压力以及气源压力；二是远程控制台上的各控制头的开关状态。

前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的，可把这里所述的总的原理应用到其他实施例而不使用创造性。因而，本发明将不限于这里所示的实施例，而应依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。

Claims

1.一种液控装置数据记录模块，其特征在于，包括一数据盒，其中该数据盒进一步包括：

一时钟芯片，用于提供时间、日期数据；

若干数据通道，用于对所述液控装置进行采集数据；

一CPU芯片，接收所述时钟芯片提供的时间、日期数据和所述采集数据，进行数据处理；

一存储卡，用于存储所述采集数据；

无线收发模块，用于发送所述采集数据。

2.根据权利要求1所述的液控装置数据记录模块，其特征在于，所述记录模块进一步包括：

一遥控器，用于接收所述无线收发模块发出的采集数据。

3.根据权利要求1或2所述的液控装置数据记录模块，其特征在于，所述数据采集通道包括：

压力模拟量通道，用于通过安装在管汇、蓄能器、气源回路上的压力传感器来实现压力值模拟量的连续采集；

开关状态通道，用于通过安装在三位四通转阀或者气缸上的位置感应开关来采集开关状态；

报警状态通道，使用安装在远程控制台上的压力开关来实现报警状态采集。

4.根据权利要求1或2所述的液控装置数据记录模块，其特征在于，所述数据采集通道包括：

报警状态通道，通过判断之前采集到的各路模拟量在芯片中得到高于或者低于某一个压力值从而触发报警量来实现记录。

5.根据权利要求1或2所述的液控装置数据记录模块，其特征在于，

所述无线收发模块和所述遥控器之间通过无线通信方式联系。