CN113037818B - 一种仪表车设备管理装置、方法及仪表车 - Google Patents

一种仪表车设备管理装置、方法及仪表车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及压裂机组的仪表车技术领域，具体提供一种仪表车设备管理装置、方法及仪表车。所述仪表车设备管理装置，包括监控模块，所述监控模块，用于对仪表车的核心部件及所述仪表车所在的压裂机组环网内是否存在网络地址冲突进行状态监控，并输出所述核心部件的状态信息及所述网络地址冲突信息，所述核心部件包括所述仪表车的发电机和UPS电源。本发明可以实现对仪表车内的关键部件进行监控，填补了仪表车自身状态监控的行业空白，减小因仪表车故障停机造成压裂机组故障及作业事故发生；同时，可以及时获知压裂机组出现网络冲突的情况，避免压裂机组作业失误及作业事故发生。

Description

一种仪表车设备管理装置、方法及仪表车
技术领域
本发明涉及压裂机组的仪表车技术领域，具体而言，涉及一种仪表车设备管理装置、方法及仪表车。
背景技术
油田压裂机组在施工过程中，仪表车具备对机组的压裂车、混砂车等主要作业设备进行监控、数据采集存储及实现作业可视化等核心功能，是现场指挥中心。但是，现有的仪表车存在如下缺陷：一方面，现有的仪表车会出现因自身的突发无预警故障造成停机，一旦仪表车自身故障停机，必然造成整个压裂机组故障停机，影响作业效率；另外一方面，在压裂机组进行联合施工时，存在不同设备随机连入机组的状况，这时候往往出现不同设备的网络地址存在冲突，而仪表车无法获知该情况，从而导致压裂机组作业失误，甚至引起作业事故，这时候往往需要人工排查原因，维护效率非常低。
发明内容
为在一定程度上解决上述技术问题的至少一个方面，本发明提供一种仪表车设备管理装置、方法及仪表车。
所述仪表车设备管理装置，包括监控模块，所述监控模块用于对仪表车的核心部件及所述仪表车所在的压裂机组环网内是否存在网络地址冲突进行状态监控，并输出所述核心部件的状态信息及所述网络地址冲突信息，所述核心部件包括所述仪表车的发电机和UPS电源。
本发明的仪表车设备管理装置可以实现对仪表车内的关键部件进行监控，填补了仪表车自身状态监控的行业空白，减小因仪表车故障停机造成压裂机组故障及作业事故发生。同时，可以及时获知压裂机组出现网络冲突的情况，避免压裂机组作业失误及作业事故发生。
可选地，所述仪表车设备管理装置还包括显示模块，所述显示模块用于显示所述核心部件的状态信息及所述网络地址冲突信息。
可选地，所述监控模块包括第一监控模块，所述第一监控模块用于根据所述发电机和所述UPS电源的使用状态、当前的电源分配信息以及预设规则，重新确定电源分配方式，并输出所述电源状态及电源分配信息。
可选地，所述第一监控模块还用于确定是否改变仪表车的电源分配方式，当监测到所述UPS电源未工作，且所述发电机的供电充足时，不改变当前所述仪表车的电源分配方式；当监测到所述UPS电源未工作，但所述发电机的供电不足，则不再向所述仪表车内的第一部件组分配电源；当监测所述发电机停止工作，所述UPS电源开始工作，则仅对所述仪表车的第二部件组进行供电。在压裂机组联机作业的过程中，一旦仪表车断电，则压裂机组将无法继续工作，因此保障仪表车电源合理分配可以最大限度或者最长时间地保障仪表车对压裂机组正常作业的控制。
可选地，所述监控模块还包括第二监控模块，所述核心部件还包括所述仪表车的打印机、空调和/或作业工控机，所述第二监控模块用于监控所述打印机状态信息和故障代码；和/或，所述第二监控模块用于监控所述空调的状态信息；和/或，所述第二监控模块用于监控所述作业工控机的状态信息，其中，所述作业工控机用于控制所述压裂机组的机组设备进行作业。全面掌握仪表车内各个部件的状态，及时发现故障，从而及时采取应对策略。
可选地，所述监控模块还包括压裂机组管理模块，所述压裂机组管理模块用于获取压裂机组环网内各个机组设备的档案信息，并判断压裂机组环网内是否存在网络地址冲突及生成地址列表，若存在网络地址冲突，则生成报警信息。通过设置压裂机组管理模块，可以及时获知压裂机组出现网络冲突的情况，避免压裂机组作业失误及作业事故发生。
可选地，所述压裂机组管理模块还用于：获取所述仪表车设备管理装置当前使用的网卡并配置所述网卡的IP地址，向所述压裂机组环网发送第一ARP数据包，抓取所述压裂机组环网内的机组设备响应的第二ARP数据包，得到所述机组设备的IP地址与物理地址对应的地址列表，检测是否存在同一IP地址对应多个物理地址的情况，若有则判定所述压裂机组环网内存在网络冲突，并输出所述地址列表和/或生成报警信息。
本发明还提供一种仪表车设备管理方法，采用上述仪表车设备管理装置，包括：获取仪表车的发电机状态信息和UPS电源状态信息，并对所述仪表车的电源分配信息进行监控；获取压裂机组环网内各个机组设备的档案信息，并判断压裂机组环网内是否存在网络地址冲突及生成地址列表，若存在网络地址冲突，则生成报警信息。
本发明还提供一种移动终端，包括上述仪表车设备管理装置。本发明所述的移动终端的有益效果与上述仪表车设备管理装置的有益效果相同，这里不再赘述。
本发明还提供一种仪表车，包括上述仪表车设备管理装置。本发明所述的仪表车的有益效果与上述仪表车设备管理装置的有益效果相同，这里不再赘述。
附图说明
图1为本发明实施例的仪表车设备管理装置的网络框架图。
附图标记说明：
1-仪表车设备管理装置；2-作业工控机；3-控制器；4-打印机；5-机组设备；6-发电机；7-UPS电源；8-信号采集装置；9-无线发射器；10-交换机。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
压裂仪表车，又称仪表指挥车，是压裂施工的配套设备，用于集中显示和记录施工过程中计量出的各种压裂参数，集中控制数台压裂机组的机组设备5。这里的机组设备5包括但不限于压裂车、混砂车、混配车、管汇车等。仪表车尤其适用于陆上油气井压裂作业的全过程监测，它能够实时采集、显示、记录压裂作业全过程的数据，并对工作数据进行相关处理、记录保存，最后打印输出施工数据和曲线。但是，现有的仪表车普遍缺乏对其自身状态管理监测以及对压裂机组网络管理，因此增加了压裂机组在作业过程中故障停机的风险，这不仅影响作业效率，甚至引起作业事故。另外，由于在压裂机组进行联合施工时，存在不同设备随机连入机组的状况，这时候往往出现不同设备的网络地址存在冲突，造成设备连入机组失败，而仪表车无法获知该情况，从而导致压裂机组作业失误，甚至引起作业事故。出现这种情况时，往往需要人工排查原因，这个过程效率非常低。
为在一定程度上解决上述技术问题的至少一个方面，本发明实施例提供一种仪表车设备管理装置，包括监控模块，所述监控模块用于对仪表车的核心部件及仪表车所在的压裂机组环网内是否存在网络地址冲突进行状态监控，并输出核心部件的状态信息及网络地址冲突信息，核心部件包括仪表车的发电机和UPS电源。
示例地，如图1所示，仪表车设备管理装置1通过以太网连接线连接仪表车的交换机10，仪表车的核心部件及压裂机组的环网均与交换机10通过以太网进行通信连接。也可以在交换机10上连接无线发射器9，仪表车设备管理装置1与仪表车的核心部件处于相同的局域网内，仪表车设备管理装置1与仪表车的核心部件无线通信。其中，压裂机组的机组环网包括若干个机组设备5，机组设备5可以为压裂车、混砂车、混配车或管汇车等压裂作业设备。
仪表车的核心部件包括发电机6、UPS电源7(UPS：Uninterruptible PowerSystem，不间断电源)、仪表车的空调、打印机4、作业工控机2等。采用本实施例的仪表车设备管理装置1可以实现对仪表车内的核心部件进行监控，填补了仪表车自身状态监控的行业空白，减小因仪表车故障停机造成压裂机组故障及作业事故发生，提高仪表车的可靠性。
所述仪表车设备管理装置还包括显示模块，显示模块用于显示核心部件的状态信息及所述网络地址冲突信息。如此，可以实现核心部件的状态信息及所述网络地址冲突信息的可视化，直观方便，人员可以随时查看。当然，除此之外还可以采用语音播报等实施方式。
具体地，监控模块包括第一监控模块和第二监控模块。
其中，第一监控模块，用于根据所述发电机和所述UPS电源的使用状态、当前的电源分配信息以及预设规则，重新确定电源分配方式，并输出所述电源状态及电源分配信息。对仪表车的电源状态及电源分配信息进行监控，并输出电源状态及电源分配信息至显示模块。电源状态信息包括当前的供电方式(如发电机供电、UPS供电或外接电源供电等)，以及当前供电的电压、电流等电能参数。电源分配信息包括目前供电部件，各部件耗电的占比等。第一监控模块将电源状态及电源分配信息输出到显示模块，显示模块可以通过更加鲜明、简洁的视觉效果呈现出来，并在必要的时候进行预警提示。
如此，便于及时监控仪表车的电源状态及电源分配信息，保障仪表车供电情况及时被管理人员获悉，从而及时采取应对策略。例如，在使用UPS电源供电的情况下，可调整电源分配方式，保障压裂机组作业即可，其他诸如仪表车空调系统、照明系统等可以暂停供电。
第一监控模块根据发电机状态信息和UPS电源状态信息、当前的电源分配信息以及预设规则，确定是否改变仪表车的电源分配方式，并重新确定电源分配方式。示例地，预设规则为：若UPS电源未工作，且发电机的供电充足，则不改变当前仪表车的电源分配方式；若UPS电源未工作，但发电机的供电不足，则不再向仪表车内的第一部件组分配电源；若发电机停止工作，UPS电源开始工作，则仅对仪表车的第二部件组进行供电。示例地，第一部件组包括仪表车的空调系统、照明系统、暖风机和换气装置等。第二部件组包括作业工控机2和打印机4。
在一些实施例中，可以对仪表车内的部件供电优先级进行排序，将决不能断电的部件的供电优先级设置为最高，将可以方便停止供电的部件的供电优先级设置为最低。
第二监控模块，用于获取仪表车的打印机状态信息和故障代码，并输出打印机状态信息和故障代码至显示模块。第二监控模块，还用于获取仪表车的空调的状态信息。第二监控模块，还用于获取仪表车的作业工控机2的状态信息，其中所述作业工控机2用于控制压裂机组环网内的各个机组设备5进行协调作业。
其中，上述打印机4状态信息包括打印机4使用时长、打印机4是否正在使用、打印机纸张及油墨余量等。上述空调的状态信息包括空调使用时长、空调是否正在使用、空调当前设置温度等。上述作业工控机2的状态信息包括每个作业工控机的工作时长及工控机的品牌型号等。全面掌握仪表车内各个部件的状态，有利于及时发现故障并预警，从而及时采取应对策略。
可选地，仪表车设备管理装置包括计算机，计算机与仪表车的核心部件及压裂机组环网网络连接，显示模块包括计算机的显示器。
较佳地，监控模块还包括压裂机组管理模块，压裂机组管理模块用于获取压裂机组环网内各个机组设备5的档案信息，并判断压裂机组环网内是否存在网络地址冲突及生成地址列表，若存在网络地址冲突，则生成报警信息。其中，机组设备5的档案信息包括设备名称、出厂时间、作业能力参数、累计使用时长、本次作业时长等内容。显示模块还用于显示压裂机组内各个机组设备5的网络地址、档案信息以及报警信息。
压裂机组在进行联合施工时，存在不同机组设备5随机连入压裂机组环网的状况，这时候往往出现不同机组设备5的网络地址存在冲突，造成设备连入机组失败。本实施例中，当机组设备5接入机组环网时，压裂机组管理模块可以判断压裂机组环网内是否存在网络冲突(若两个机组设备5的网络地址相同，则认为存在网络冲突)，若存在网络冲突，则生成报警信息。此时，可以直接更改其中一个机组设备5的网络地址即可，而无需逐个对机组设备5的网络硬件设施和网络配置进行检查。并且，压裂机组管理模块还可以将各个机组设备5的网络地址和档案信息输送给显示模块。
较佳地，压裂机组管理模块判断压裂机组环网内是否存在网络地址冲突及生成地址列表的过程包括:
获取仪表车设备管理装置的网卡列表，找到当前使用的网卡。通常情况下，仪表车设备管理装置会包括至少两个网卡，因此需要找到当前使用的网卡。根据设备要求的IP规则配置网卡IP。
获取所述仪表车设备管理装置当前使用的网卡并配置所述网卡的IP地址，以使所述仪表车设备管理装置连入所述压裂机组环网中；
向所述压裂机组环网发送第一ARP数据包；
抓取所述压裂机组环网内的机组设备5响应的第二ARP数据包，得到所述机组设备5的IP地址与物理地址对应的地址列表；
若同一IP地址对应多个物理地址，则判定所述压裂机组环网内存在网络冲突，并输出所述地址列表和/或生成报警信息。
本发明另外的实施例还提供一种仪表车设备管理方法，采用上述实施例的仪表车设备管理装置，包括如下步骤：
获取仪表车的发电机状态信息和UPS电源状态信息，并对所述仪表车的电源分配信息进行监控；
获取压裂机组环网内各个机组设备5的档案信息，并判断压裂机组环网内是否存在网络地址冲突及生成地址列表，若存在网络地址冲突，则生成报警信息。
本发明的实施例还提供一种移动终端，该移动终端包括上述任一实施例的仪表车设备管理装置。示例地，该移动终端可以为手机、笔记本或平板电脑等。
本发明的实施例还提供一种仪表车，该仪表车包括上述任一实施例的仪表车设备管理装置。仪表车设备管理装置设置在仪表车上，并接入仪表车的网络系统，这里的接入可以是有线网络接入或者无线网络接入。
参考图1，较佳地，上述仪表车还包括控制器3、发电机6、UPS电源7和信号采集装置8。发电机6、UPS电源7和信号采集装置8均通过总线与控制器3电连接。信号采集装置8用于采集仪表车内的温度、湿度、打印机电源的通断、照明系统内各个照明灯的电路通断、空调系统的电源通断以及各种电路接触器的通断状态等。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种仪表车设备管理装置，其特征在于，包括监控模块，所述监控模块用于对仪表车的核心部件及所述仪表车所在的压裂机组环网内是否存在网络地址冲突进行状态监控，并输出所述核心部件的状态信息及所述网络地址冲突信息，所述核心部件包括所述仪表车的发电机（6）和UPS电源（7）；
所述监控模块包括第一监控模块，所述第一监控模块用于根据所述发电机（6）和所述UPS电源（7）的使用状态、当前的电源分配信息以及预设规则，重新确定电源分配方式，并输出所述电源状态及电源分配信息；
所述第一监控模块还用于确定是否改变仪表车的电源分配方式，当监测到所述UPS电源（7）未工作，且所述发电机（6）的供电充足时，不改变当前所述仪表车的电源分配方式；当监测到所述UPS电源（7）未工作，但所述发电机（6）的供电不足，则不再向所述仪表车内的第一部件组分配电源；当监测所述发电机（6）停止工作，所述UPS电源（7）开始工作，则仅对所述仪表车的第二部件组进行供电；
所述监控模块还包括压裂机组管理模块，所述压裂机组管理模块用于获取压裂机组环网内各个机组设备（5）的档案信息，并判断压裂机组环网内是否存在网络地址冲突及生成地址列表，若存在网络地址冲突，则生成报警信息；
所述压裂机组管理模块还用于：获取所述仪表车设备管理装置（1）当前使用的网卡并配置所述网卡的IP地址，向所述压裂机组环网发送第一ARP数据包，抓取所述压裂机组环网内的机组设备（5）响应的第二ARP数据包，得到所述机组设备的IP地址与物理地址对应的地址列表，检测是否存在同一IP地址对应多个物理地址的情况，若有则判定所述压裂机组环网内存在网络冲突，并输出所述地址列表和/或生成报警信息。
2.根据权利要求1所述的仪表车设备管理装置，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块用于显示所述核心部件的状态信息及所述网络地址冲突信息。
3.根据权利要求1所述的仪表车设备管理装置，其特征在于，所述监控模块还包括第二监控模块，所述核心部件还包括所述仪表车的打印机（4）、空调和/或作业工控机（2），所述第二监控模块用于监控所述打印机（4）状态信息和故障代码；和/或，
所述第二监控模块用于监控所述空调的状态信息；和/或，
所述第二监控模块用于监控所述作业工控机（2）的状态信息，其中，所述作业工控机（2）用于控制所述压裂机组的机组设备（5）进行作业。
4.一种仪表车设备管理方法，其特征在于，采用如权利要求1-3任一项所述的仪表车设备管理装置（1），包括：
获取仪表车的发电机（6）状态信息和UPS电源（7）状态信息，并对所述仪表车的电源分配信息进行监控；
获取压裂机组环网内各个机组设备（5）的档案信息，并判断压裂机组环网内是否存在网络地址冲突及生成地址列表，若存在网络地址冲突，则生成报警信息。
5.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的仪表车设备管理装置。
6.一种仪表车，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的仪表车设备管理装置。
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