CN104375476A - 一种气田通信控制器 - Google Patents

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徐泞
龚朋
张利军
蒋安
刘海洋
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Abstract

本发明公开了一种气田控制器，包括远程控制终端、数据采集控制模块、网络通信模块、用于与气田井口处的外接设备相连接的通讯设备接口、视频监控模块、交换机接口及模拟摄像头接口，网络通信模块分别与交换机接口、视频监控模块及数据采集控制模块相连接，通讯设备接口与数据采集控制模块相连接，模拟摄像头接口与视频监控模块相连接，远程控制终端与交换机接口相连接。本发明可以适应不同的井口设备，并且可以实现远程控制。

Description

一种气田通信控制器
技术领域
本发明涉及一种控制器，具体涉及一种气田控制器。
背景技术
现阶段气田井口设备多采用分离式安装在控制箱内，这种方式有如下弊端，子设备众多、同一设备型号繁多、连线复杂，安装和维护点数多，人工维护成本较大，且容易出错；设备间容易形成干扰，抗电磁干扰能力弱，影响系统性能；理论上设备分离式组装搭配灵活，但实际由于非标准化的设计，在更换某一井口设备时，往往整个设计方案都需要更换，同时现有的气田井口设备不能实现远程控制。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种气田通信控制器，该控制器可以适应不同的井口设备，并且可以实现远程控制，结构简单，操作方便，易实现。
为达到上述目的，本发明所述的气田控制器包括远程控制终端、网络通信模块、视频监控模块、交换机接口、用于与气田井口处的外接设备相连接的通讯设备接口、数据采集控制模块及模拟摄像头接口，网络通信模块分别与交换机接口、视频监控模块及数据采集控制模块相连接，通讯设备接口与数据采集控制模块相连接，模拟摄像头接口与视频监控模块相连接，远程控制终端与交换机接口相连接。
所述数据采集控制模块包括处理器、用于提供时钟的时钟模块、模拟量输入接口电路、数字量输入接口电路、看门狗电路、JATG接口电路、数字量输出接口电路、RS-485总线通信模块、RS-232总线通信模块以及用于提供电源的电源模块，处理器的输入端通过模拟量输入接口电路及数字量输入接口电路与外接设备的输出端相连接，处理器的输出端通过数字量输出接口电路与外接设备的控制端相连接，处理器通过RS-485总线通信模块及RS-232总线通信模块与通讯设备接口相连接，看门狗电路及时钟模块均与处理器相连接，处理器与网络通信模块相连接。
所述数据采集控制模块还包括存储器及SPI总线通信模块，存储器与处理器通过SPI总线通信模块相连接，所述存储器为铁电存储器。
所述处理器为MSP430F149单片机。
所述看门狗电路内设有MAX823T芯片。
所述RS-485总线通信模块内设有MAX3485芯片。
所述时钟模块内设有PCF8563芯片。
所述网络通信模块为交换机。
所述电源模块包括太阳能板及蓄电池，太阳能板的输出端与蓄电池的输入端相连接。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的气田控制器在工作过程中，数据采集控制模块实时采集气田井口处各外接设备的工作状态信息，将所述气田井口处各外接设备的工作状态信息转发至远程控制终端，同时远程控制终端通过数据采集控制模块来对气田井口处各外接设备进行控制；另外通过视频监控模块实时捕捉气田井口现场画面，并通过网络通信模块将其发送至远程控制终端，从而构成了完整的SCADA监控系统，进而实现对气田井口处各外接设备的数据采集和实时监控，以达到气田井口的高效管、控一体化，并且适应不同的井口设备，结构简单，功能齐全、性能稳定、操作方便。
进一步，处理器为MSP430F149单片机，数据处理速度快且整体功耗大大降低，数据传输的实时性好，能够将生产现场的实际运行状态准确及时地传输到监控中心。
进一步，所述数据采集控制模块包括看门狗电路，能够实时检测处理器的运行状况；存储器采用铁电存储器，数据的存储掉电不丢失，增强了存储数据的安全性。
进一步，所述数据采集控制模块包括RS-485总线通信模块、RS-232总线通信模块和SPI总线通信模块，实现处理器与第三方智能设备的通信，适用于输入量较多的场合，同时，扩展性强，使用灵活方便。
进一步，所述数据采集控制模块包括时钟模块，能够为处理器提供高精度可靠时钟，有助于提高数据采集及传输的可靠性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中数据采集控制模块14的结构示意图。
其中，1为处理器、2为电源模块、3为看门狗电路、4为JATG接口电路、5为存储器、6为RS-232总线通信模块、7为RS-485总线通信模块、8为SPI总线通信模块、9为数字量输入接口电路、10为模拟量输入接口电路、11为时钟模块、12为数字量输出接口电路、13为通讯设备接口、14为数据采集控制模块、15为网络通信模块、16为视频监控模块、17为模拟摄像头接口、18为交换机接口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1及图2，本发明所述的气田控制器包括远程控制终端、数据采集控制模块14、网络通信模块15、用于与气田井口处的外接设备相连接的通讯设备接口13、视频监控模块16、交换机接口18及模拟摄像头接口17，网络通信模块15分别与交换机接口18、视频监控模块16及数据采集控制模块14相连接，通讯设备接口13与数据采集控制模块14相连接，模拟摄像头接口17与视频监控模块16相连接，远程控制终端与交换机接口18相连接。
需要说明的是，所述数据采集控制模块14包括处理器1、用于提供时钟的时钟模块11、模拟量输入接口电路10、数字量输入接口电路9、看门狗电路3、JATG接口电路4、数字量输出接口电路12、RS-485总线通信模块7、RS-232总线通信模块6以及用于提供电源的电源模块2，处理器1的输入端通过模拟量输入接口电路10及数字量输入接口电路9与外接设备的输出端相连接，处理器1的输出端通过数字量输出接口电路12与外接设备的控制端相连接，处理器1通过RS-485总线通信模块7及RS-232总线通信模块6与通讯设备接口13相连接，看门狗电路3及时钟模块11均与处理器1相连接，处理器1与网络通信模块15相连接。另外，所述数据采集控制模块14还包括存储器5及SPI总线通信模块8，存储器5与处理器1通过SPI总线通信模块8相连接，所述存储器5为铁电存储器，处理器1为MSP430F149单片机。处理器1内设有MSP430F149单片机。看门狗电路3内设有MAX823T芯片。通过看门狗电路3能够实时检测处理器1模块的运行状况，为整个远程终端控制单元的正常运行提供保证，有助于增强远程终端控制单元运行的安全可靠性，RS-485总线通信模块7内设有MAX3485芯片，时钟模块11内设有PCF8563芯片，网络通信模块15为交换机，电源模块2包括太阳能板及蓄电池，太阳能板的输出端与蓄电池的输入端相连接，利用太阳能充电，有助于节约能源。
使用时，JATG接口电路4用于处理器1的调试，数字量输入接口电路9连接外部直接输出数字量的检测设备；模拟量输入接口电路10连接外部输出模拟量的检测设备，并将模拟量转换成数字量后输出给处理器1，处理器1通过RS-485总线通信模块7及通讯设备接口13与外接设备的通信，看门狗电路3实时检测处理器1的运行状况，为整个数据采集控制模块14的正常运行提供保证，有助于增强数据采集控制模块14运行的安全可靠性，RS-232总线通信模块6和SPI总线通信模块8备用以便扩展，处理器1通过数字量输出接口电路12输出控制信号以控制外接设备，如报警器、阀门等。
视频监控模块16将输入的模拟视频信号数字化处理后，以数字信号的模式经网络通信模块15传送至网络上，从而实现远程实时监控的目的。
网络通信模块15负责将数据采集控制模块14和视频监控模块16送来的数据进行存储及转发。
具体的工作过程如下：
工作时，时钟模块11用于为处理器1提供可靠的实时时钟信号，视频监控模块16通过模拟摄像头接口17接收外部摄像头传来的模拟视频信号，并将所述模拟视频信号转换后数字视频信号后输入到网络通信模块15中，网络通信模块15将所述数字视频信号经交换机接口18转发至远程控制终端上，同时处理器1通过通讯设备接口13、模拟量输入接口电路10及数字量输入接口电路9接收油气井口处各设备的工作状态信息，然后将所述工作状态信息转发至网络通信模块15，网络通信模块15通过交换机接口18转发所述传输数据，具体的所述通讯设备接口13连接的串口摄像头接口、流量计接口、油压接口及套压接口，处理器1通过模拟量输入接口10采集电源模块2的工作状态信息及各仪表的工作状态信息，处理器1通过数字量输入接口电路9采集阀门的工作状态信息；同时用户通过远程控制终端发出控制信号，所述控制信号依次经交换机接口18及网络通信模块15输入到数据采集控制模块14中，数据采集控制模块14通过数字量输出接口电路12转发所述控制信号，从而实现对气田井口处各外接设备的控制。

Claims (9)

1.一种气田控制器，其特征在于，包括远程控制终端、网络通信模块(15)、视频监控模块(16)、交换机接口(18)、用于与气田井口处的外接设备相连接的通讯设备接口(13)、数据采集控制模块(14)及模拟摄像头接口(17)，网络通信模块(15)分别与交换机接口(18)、视频监控模块(16)及数据采集控制模块(14)相连接，通讯设备接口(13)与数据采集控制模块(14)相连接，模拟摄像头接口(17)与视频监控模块(16)相连接，远程控制终端与交换机接口(18)相连接。
2.根据权利要求1所述的气田控制器，其特征在于，所述数据采集控制模块(14)包括处理器(1)、用于提供时钟的时钟模块(11)、模拟量输入接口电路(10)、数字量输入接口电路(9)、看门狗电路(3)、JATG接口电路(4)、数字量输出接口电路(12)、RS-485总线通信模块(7)、RS-232总线通信模块(6)以及用于提供电源的电源模块(2)，处理器(1)的输入端通过模拟量输入接口电路(10)及数字量输入接口电路(9)与外接设备的输出端相连接，处理器(1)的输出端通过数字量输出接口电路(12)与外接设备的控制端相连接，处理器(1)通过RS-485总线通信模块(7)及RS-232总线通信模块(6)与通讯设备接口(13)相连接，看门狗电路(3)及时钟模块(11)均与处理器(1)相连接，处理器(1)与网络通信模块(15)相连接。
3.根据权利要求2所述的气田控制器，其特征在于，所述数据采集控制模块(14)还包括存储器(5)及SPI总线通信模块(8)，存储器(5)与处理器(1)通过SPI总线通信模块(8)相连接，所述存储器(5)为铁电存储器。
4.根据权利要求2所述的气田控制器，其特征在于，所述处理器(1)为MSP430F149单片机。
5.根据权利要求2所述的气田控制器，其特征在于，所述看门狗电路(3)内设有MAX823T芯片。
6.根据权利要求2所述的气田控制器，其特征在于，所述RS-485总线通信模块(7)内设有MAX3485芯片。
7.根据权利要求2所述的气田控制器，其特征在于，所述时钟模块(11)内设有PCF8563芯片。
8.根据权利要求1所述的气田控制器，其特征在于，所述网络通信模块(15)为交换机。
9.根据权利要求2所述的气田控制器，其特征在于，所述电源模块(2)包括太阳能板及蓄电池，太阳能板的输出端与蓄电池的输入端相连接。
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