CN201556094U - 石油钻机远程诊断系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种石油钻机远程诊断系统，该远程诊断系统包括有可编程控制器模块、短消息收发模块、发射与接收装置和远程终端设备，所述的可编程控制器模块周期性地采集石油钻机电控系统的运行参数，并与短消息接发模块之间形成通讯关系，并由发射与接收装置通过GSM网络传输到远程的客户端，所述客户端内设有发射与接收装置以及短消息接发模块，该短消息接发模块连接至远程监控终端。本实用新型针对钻机处于野外工作环境且人员往来不便的特点，借助廉价、高效、实用的短消息服务功能，进行无线数据双向传送和远程监测，增加了对电控系统非现场周期性监测功能，解决设备供应商到现场服务困难的弊端。
Description
技术领域
本实用新型涉及设有钻采设备，特别是涉及一种石油钻采设备中电控系统的远程监控系统。
背景技术
在石油钻机中，电控系统既为各种电气设备提供动力来源，同时也负责控制和调节电气设备的各项运行参数，其性能的优劣直接关系到工作机能否有效运行和钻井的作业效率，更关系到整套石油钻机运行的可靠性和安全性。
随着数字化、智能化技术在石油钻采行业的逐渐普及，电控系统的重要性越来越突出。但是，由于电控系统的结构复杂，调试参数多，技术含量高，同时包含有强电和弱电部分，井队现场作业人员仅具备电控系统的日常使用能力，缺乏对系统进行有效监控和维护的能力。一旦出现现场作业人员难于解决的问题，设备供应商就不得不派技术人员去现场进行技术服务，而石油钻机的工作环境是在远离城市和人群的野外，交通非常不便，导致路途耗时多，维修时间长，钻机只能停止工作或是在非正常状况下工作，效率低且具有安全隐患。为解决上述问题，设备供应商经常采用长期留守技术人员在现场的策略，致使人力资源极大浪费，增加了钻井作业成本。目前，对石油钻机电控系统的监控问题，已经成为制约钻采技术发展的一个瓶颈。
由于石油钻机电控系统需要监控的主要运行参数有限，且在大多数情况下，仅需要以一定的时间间隔浏览数据即可，属于一种典型的小数据量、周期性监控系统。在现有技术中，基于GSM系统的短信息服务是一项非常成熟的通讯技术，已覆盖包括沙漠等野外在内的全国各地，具有覆盖面广、自动传送、费用低、稳定性好等优点，是频繁小数据量廉价、实用和高效无线数据双向传送、无线远程监测和控制的优选解决方案。
发明内容
本实用新型的目的在于解决上述技术问题，提供一种石油钻采设备中电控系统的远程监控诊断系统。本实用新型的系统使设备供应商技术人员在不必亲临现场即可了解和处理问题，减小长期留守现场的尴尬局面，增加对石油钻机电控系统远程周期性监控的功能，提高系统的使用寿命和钻井工作效率。
为了达到上述发明目的，本实用新型提供的技术方案如下：
一种石油钻机远程诊断系统，该远程诊断系统包括有可编程控制器模块、短消息收发模块、发射与接收装置和远程终端设备，所述的可编程控制器模块周期性地采集石油钻机电控系统的运行参数，并与短消息接发模块之间形成通讯关系，并由发射与接收装置通过GSM网络传输到远程的客户端，所述客户端内设有发射与接收装置以及短消息接发模块，该短消息接发模块连接至远程监控终端。
在本实用新型中，所述的可编程控制器模块包括有电源模块、CPU模块、数字量输入模块和模拟量输入模块，所述CPU模块的MPI端口输出数据至适配器，石油钻机的电控系统中的发电和传动部分输出数据至CPU模块的DP端口，电控系统中的发电和传动部分的数据通过现场显示终端显示；石油钻机电控系统的电机软启动部分的数字量和模拟量分别通过数字量输入模块和模拟量输入模块输入至CPU模块中，所述的适配器连接至调试设备然后连接至短信收发模块。
在本实用新型中，所述的短消息接发模块中包括有通信模块以及与通信模块配合的SIM卡。
在本实用新型中，所述客户端的远程监控终端内设有显示装置，该装置与所述的现场显示终端显示内容一致。
基于上述技术方案，本实用新型取得了如下技术效果：
本实用新型中石油钻机电控系统的主要运行参数由可编程控制器来采集和控制；并且借助GSM无线网络通讯系统，采用短信息的方式实现数据的双向传输；本实用新型使远程监控终端与现场显示终端具有相同的监控画面，且保持周期性同步；远程控制终端可反向传输数据，对电控系统的参数进行调整。本实用新型采用无线网络远程监测和控制方案，解决了设备供应商技术人员无法及时亲临现场了解和处理问题的困难，回避了长期留守现场的尴尬局面，增加了对石油钻机电控系统远程周期性监控的功能，提高了系统的使用寿命和钻井工作效率。
附图说明
图1是本实用新型一种石油钻机远程诊断系统的结构组成示意图。
具体实施方式
下面我们结合附图和具体的实施例来对本实用新型的一种石油钻机远程诊断系统作进一步的详细阐述，以求更为准确清楚地理解本实用新型，但不能以此来限制本实用新型的保护范围。
请看图1，图1是本实用新型一种石油钻机远程诊断系统的结构组成示意图。由图可知，本实用新型的石油钻机远程诊断系统主要包括有可编程控制器模块、短消息收发模块、发射与接收装置和远程终端设备。
上述的可编程控制器模块周期性地采集石油钻机电控系统的运行参数，并与短消息接发模块之间形成通讯关系，并由发射与接收装置通过GSM网络传输到远程的客户端，所述客户端内设有发射与接收装置以及短消息接发模块，该短消息接发模块连接至远程监控终端。
在本实用新型的实施例中，以SIEMENS的S7-300可编程控制器模块作为电控系统现场数据采集和控制设备，S7-300可编程控制器模块周期性地采集石油钻机电控系统的主要运行参数。其结构组成包括有电源模块PS307、CPU315-DP模块、数字量输入模块和模拟量输入模块，所述CPU模块的MPI端口输出数据至适配器，石油钻机的电控系统中的发电和传动部分输出数据至CPU模块的DP端口，电控系统中的发电和传动部分的数据通过现场显示终端显示；石油钻机电控系统的电机软启动部分的数字量和模拟量分别通过数字量输入模块和模拟量输入模块输入至CPU模块中，所述的适配器连接至调试设备然后连接至短信收发模块。
上述的电控系统的电机软启动部分主要为MCC柜，其参数根据数字量和模拟量的不同分别通过数字量输入模块和模拟量输入模块间接传输给CPU315-CP模块；电控系统的发电部分包括有CEN1柜、GEN2柜和GEN3柜，电控系统的传动部分包括有DW柜、RT柜、MP1柜和MP2柜，其通过PROFIBUS-DP接头方式与CPU315-DP模块直接进行通讯。上述电控系统的主要参数直接反映在现场显示终端上，并以监控画面的方式存在。
以下为石油钻机电控部分的主要运行参数列表：
CPU315-DP模块将电控系统的主要运行参数组合成35～40个字，打包在一个数据块文件中。根据事先的设定，CPU315-DP模块可周期性地发送数据块文件。数据块文件的传输通过CPU315-DP模块的MPI接口，并经适配器TS-Adapter的处理，形成PG/PC可以处理的数据形式。此时，如连接到现场调试终端上，则可以对电控系统的主要运行参数进行现场调试。否则，将适配器TS-Adapter和通讯模块TC35i通过RS232电缆进行串口连接，接入到无线通讯系统GSM系统中。
TC35i模块是一种双频900/1800MHZ无线通讯模块，提供标准的AT命令接口，集射频电路和基带于一体，配合SIM卡，可组成短消息接发模块，可实现数据、语音、短消息和传真的快速、可靠、安全的传输。短消息接发模块收到数据块文件后，即可通过GSM系统经发射和接收装置实现无线远距离传输。
远程监控终端通过配套的发射和接收装置、短消息接发模块接收到远程发送来的石油钻机电控系统主要运行参数的数据文件后，进行解包处理，并复原成电控系统主要运行参数的监控画面，并与钻井现场的显示终端的监控画面保持周期性一致，实现对电控系统远程监测的目的。
当需要调整石油钻机电控系统的主要运行参数时，远程监控终端将调整好的参数同样打包成一个同类型的数据块文件，反向传输到现场的可编程控制器模块中，覆盖原有的数据块文件，并经CPU315-DP模块的处理，修正电控系统的主要运行参数，实现远程控制的目的。
Claims (4)
1.一种石油钻机远程诊断系统，其特征在于，该远程诊断系统包括有可编程控制器模块、短消息收发模块、发射与接收装置和远程终端设备，所述的可编程控制器模块周期性地采集石油钻机电控系统的运行参数，并与短消息接发模块之间形成通讯关系，并由发射与接收装置通过GSM网络传输到远程的客户端，所述客户端内设有发射与接收装置以及短消息接发模块，该短消息接发模块连接至远程监控终端。
2.根据权利要求1所述的一种石油钻机远程诊断系统，其特征在于，所述的可编程控制器模块包括有电源模块、CPU模块、数字量输入模块和模拟量输入模块，所述CPU模块的MPI端口输出数据至适配器，石油钻机的电控系统中的发电和传动部分输出数据至CPU模块的DP端口，电控系统中的发电和传动部分的数据通过现场显示终端显示；石油钻机电控系统的电机软启动部分的数字量和模拟量分别通过数字量输入模块和模拟量输入模块输入至CPU模块中，所述的适配器连接至调试设备然后连接至短信收发模块。
3.根据权利要求1所述的一种石油钻机远程诊断系统，其特征在于，所述的短消息接发模块中包括有通信模块以及与通信模块配合的SIM卡。
4.根据权利要求1所述的一种石油钻机远程诊断系统，其特征在于，所述客户端的远程监控终端内设有显示装置，该装置与所述的现场显示终端显示内容一致。
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