CN104765324A - 一种井场综合测控柜 - Google Patents

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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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Abstract

本发明涉及一种井场综合测控柜，由于油井地处环境恶劣的荒郊野外，客观因素对油田的网络通讯系统形成了严峻考验。本发明目的是提供一种井场综合测控柜，机柜中的通讯、测控单元将井场传感器、电机等设备检测的信号进行处理，最终通过TCP/IP，Modbus等形式传至上位机人机交互界面；视频监控及通讯单元中安装McWill的MEM136通信模块，该模块网络架构灵活，为该测控柜主推通讯方式，同时该测控柜可根据实际情况兼容各种通讯协议；测控单元安装RTU、PLC控制模块，支持标准Modbus-RTU、TCP/IP协议。本发明可兼容各种通讯协议；可抵御雷电、雨雪、风沙等自然灾害侵袭，使RTU∕PLC处于相对稳定的运行环境；可防盗、防破坏、防爆；内部空间布局合理，便于后期维护和扩容。

Description

一种井场综合测控柜
技术领域
本发明涉及原油开采领域，具体涉及一种井场综合测控柜。
背景技术
目前，在国内原油开采领域，普遍使用RTU或者PLC作为工控部件来对油井各项参数进行测控，在实际使用过程中，RTU或PLC通常被放置在油井测控柜中，从大量的现场经验和实际应用角度来看，由于油井地处环境恶劣的荒郊野外，又大多比较分散，这些客观因素对整个油田的网络通讯系统都是严峻的考验，在实际应用中，数据从油井到井场、从井场到增压站、再从增压站到作业区，各层级之间传输所需要的数据带宽差异很大，而且会根据现场实际情况发生很大的变化，需要在网络规划和设计上采用不同的设备，但是现有的普通测控柜大多都采用同一型号的设备，这样给上层网络造成了很大的负担，导致网络经常卡死甚至断网，严重影响了通讯质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种井场综合测控柜，机柜中的视频监控及通讯单元、测控单元将井场传感器、电机等设备检测的信号进行处理，最终通过TCP/IP，Modbus等形式传至上位机人机交互界面。视频监控及通讯单元中安装McWill的MEM136通信模块，测控单元安装RTU、PLC控制模块、电机电参模块实时采集井场各种工况参数并对抽油机电机进行控制。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：视频监控及通讯单元中安装McWill的MEM136通信模块，该通信模块通过RS485、RS232、RJ45接口与外部设备进行通讯，该测控柜主推通讯方式为McWill的MEM136，同时预留多种通讯设备（GPRS、CDMA通讯模块；以太网、光端机通讯模块；无线网桥、数传电台模块；zigbee模块等）的安装空间，可根据实际情况灵活地兼容各种通讯协议；在测控单元安装RTU、PLC控制模块，电机电参模块实时采集各种工况参数并对抽油机电机进行控制，所述RTU、PLC控制模块具备足够多的AI、AO、DI、DO端口并留有20%的余量，具备多路RS485∕232接口，支持TCP∕IP协议、标准Modbus协议，能与其他设备很好的兼容；此外，在视频监控及通讯单元中安装视频监控模块，所述视频监控模块中的高性能视频服务器采用MPEG4编码，低带宽情况下可达25PAL∕S的高质量传输，支持QCIF、CIF／HaiD1和D1图像格式，支持双向音频，支持DI报警，支持移动侦测报警，外界报警设备，远程语音汉化警告等功能，使用360度云台通过RS485通讯协议可远程调节高清摄像头角度和焦距，实现全方位、全天候、无死角检测。
一种井场综合测控柜,包括机柜外体和机柜内部挂板，所述机柜内部挂板自上而下分为4个独立区域，分别是：电源系统单元、视频监控及通讯单元、测控单元、外部接线单元。
进一步，所述机柜外体正面带有柜门，柜门上设置有一块7inch触摸屏，可就地显示井场各种参数、监控抓拍记录，同时可对RTU、PLC参数进行就地修改（设置加密权限），实时显示柜内各设备运行情况，柜内环境温度；柜门上设置有就地、远程转换开关，可就地或远程启停油烟机；柜门上设置有防盗安全锁，该安全锁必须使用专用钥匙，钥匙孔带有锁盖，可实现简易的防盗功能；柜门与柜体结合部加装密封胶条，防止雨雪风沙进入柜体内。
进一步，柜体内部右上角设置有感应式红外抓拍摄像头，当有人打开柜门时会自动抓拍影像存储RTU内，并实时上传至监控中心，对测控柜的维护和安防进行记录；柜体内部装有电伴热系统，当机柜环境温度低于设定值时，能够自动对机柜进行加热，并且柜体顶部两侧设置有两个风扇，能够保证设备良好散热，采用电加热和排风系统结合的方式，使机柜内部保持恒温，高精密仪器RTU/PLC处于一个相对稳定的运行环境，这将大大提高仪器的使用寿命和可靠性。
进一步，所述机柜外体底部设置6个直径25mm的圆孔，并配密封橡胶圈，所述圆孔安装有挠性防爆管，进出柜子的线缆都经过挠性防爆管，避免了因为防爆等级不够而留下的安全隐患。
本发明具有以下优点：
本发明的井场综合测控柜兼容各种通讯协议；根据不同的数据流量设计不同的网络架构，在网络规划和设计上采用不同的设备，提高了通讯质量；可以抵御雷电、雨雪、风沙等自然灾害的侵袭，使高精密仪器RTU、PLC处于一个相对稳定的运行环境；可防盗、防破坏、防爆；具有标准统一的外观布局，内部空间布局合理，便于后期的维护和扩容。
附图说明
图1为本发明综合测控柜的正视图
图2为本发明综合测控柜的机柜内部挂板布局正视图
图3为本发明综合测控柜的的侧视图
图4为机柜内部挂板电源系统单元的布局正视图
图5为机柜内部挂板视频监控及通讯单元的布局正视图
图6为机柜内部挂板测控单元的布局正视图
图7为机柜内部挂板外部接线单元的布局正视图
其中，1-触摸屏，2-就地、远程转换开关，3-安全锁，4-电源系统单元，5-视频监控及通讯单元，6-测控单元，7-外部接线单元
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
参见图1，一种井场综合测控柜,所述机柜外体正面带有柜门，柜门上设置有一块7inch触摸屏1，可就地显示井场各种参数、监控抓拍记录，同时可对RTU、PLC参数进行就地修改（设置加密权限），实时显示柜内各设备运行情况，柜内环境温度；柜门上设置有就地、远程转换开关2，可就地或远程启停油烟机；柜门上设置有防盗安全锁3，使用专用钥匙，钥匙孔带有锁盖，可实现简易的防盗功能；柜门与柜体结合部加装密封胶条，防止雨雪风沙进入柜体内。
进一步，柜体内部右上角设置有感应式红外抓拍摄像头，当有人打开柜门时会自动抓拍影像存储RTU内，并实时上传至监控中心，对测控柜的维护和安防进行记录；柜体内部装有电伴热系统DBR，当机柜环境温度低于设定值时，能够自动对机柜进行加热，柜体顶部两侧设置有两个风扇，能够保证设备良好散热，采用电加热和排风系统结合的方式，使机柜内部保持恒温，高精密仪器RTU、PLC处于一个相对稳定的运行环境。
进一步，所述机柜外体底部设置6个直径25mm的圆孔，并配密封橡胶圈，柜体底部圆孔安装有挠性防爆管，进出柜子的线缆都经过挠性防爆管。
参见图2，所述机柜内部挂板自上而下分为4个独立区域，分别是：电源系统单元、视频监控及通讯单元、测控单元、外部接线单元。在电源系统单元4，电源采用220V∕AC供电，方便现场取电，总输入端配置空气开关，浪涌保护器，总开关后提供3组2P空气开关，2个多功能3孔插座；配备有开关电源；输入220V∕AC，输出DC24V∕2A、12V∕3A以及5V∕2A为柜子内部各设备供电，每路输出加装保险丝端子。
在视频监控及通讯单元5安装视频监控模块和网络通讯模块。视频监控模块中的高性能视频服务器采用MPEG4编码，低带宽情况下可达25PAL∕S的高质量传输，支持QCIF、CIF／HaiD1和D1图像格式，支持双向音频，支持DI报警，支持移动侦测报警，外界报警设备，远程语音汉化警告等功能，使用360度云台通过RS485通讯协议可远程调节高清摄像头角度和焦距，实现全方位、全天候、无死角检测；在网络通讯模块中安装McWill的MEM136通讯模块，该通讯模块主要应用于天线宽带数据传输及1800M的McWill网络，提供标准RS232、RS485接口和标准RJ45网口，使该设备与其他设备有很好的兼容性，MEM136数据透传处理方式是对串口收进来的数据通过TCP∕IP协议栈增加IP包头，组成IP数据包，然后传输出去，同时将从IP网收的数据“掐头去尾”剥掉IP包头，将里面的净数据通过串口发出去，此外，该模块网络架构灵活，可根据不同的数据流量设计不同的网络架构，在网络规划和设计上采用不同的设备，形成了不同的数据中心，使各阶层之间的数据传输更舒畅，减轻了上层网络的负担，提高了通讯质量。
在测控单元6,安装RTU、PLC控制模块、电机电参模块，所述电机电参模块实时采集各种工况参数并对抽油机电机进行控制，RTU、PLC具备足够多的AI、AO、DI、DO端口并留有20%的余量，具备多路RS485∕232、RJ45接口，支持TCP∕IP协议、标准Modbus协议，能与其他设备很好的兼容，全部使用35mm标准导轨安装，电机电参模块实时采集的参数包括：油压、套压、温度、载荷、角位移、抽油机的电参量，控制量包括：变频器、抽油机的远程启停，声光报警。
在外部接线单元7，测控设备和接线端子之间安装有浪涌隔离栅将现场信号与机柜内部进行隔离，达到防雷击的效果，接线端子采用进口型菲尼克斯UK-2.5B，全部使用35mm标准导轨安装。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种井场综合测控柜,包括机柜外体和机柜内部挂板，其特征在于：所述机柜外体包括触摸屏（1），就地、远程转换开关（2），安全锁（3）；所述机柜内部挂板包括电源系统单元（4），视频监控及通讯单元（5），测控单元（6），外部接线单元（7）。
2.根据权利要求1所述的一种井场综合测控柜,其特征在于：该测控柜的柜门上设置有安全锁（3），该安全锁（3）必须使用专用钥匙，钥匙孔带有锁盖，可实现防盗功能。
3.一种井场综合测控柜,其特征在于：机柜中的视频监控及通讯单元5及测控单元6将井场传感器、电机等设备检测到的信号进行处理，最终通过TCP/IP、Modbus等形式传至上位机人机交互界面。
4.根据权利要求3所述的一种井场综合测控柜,其特征在于：视频监控及通讯单元（5）中安装McWill的MEM136通讯模块，该通讯模块网络架构灵活。
5.根据权利要求3所述的一种井场综合测控柜,其特征在于：该测控柜主推McWill的MEM136通讯方式，同时预留多种通讯设备（GPRS、CDMA通讯模块；以太网、光端机通讯模块；无线网桥、数传电台模块；zigbee模块等）的安装空间，可根据实际情况灵活地兼容各种通讯协议。
6.根据权利要求3所述的一种井场综合测控柜,其特征在于：所述测控单元（6）安装RTU、PLC控制模块、电机电参模块实时采集井场各种工况参数并对抽油机电机进行控制，RTU、PLC具备足够多的AI、AO、DI、DO端口，并留有20%的余量，具备多路RS485、RS232、RJ45接口，支持标准Modbus-RTU协议、TCP/IP协议，能与其他设备很好的兼容。
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