CN210052032U - 一种基于无线网络的井场共用智能远程终端控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于无线网络的井场共用智能远程终端控制装置，具体涉及油田自动化技术领域，包括模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、RS232模块、RS485模块、以太网模块、ZigBee模块、状态指示灯和控制模块；所述控制模块包括实时时钟模块、看门狗定时器、存储器和ARM处理器；所述ARM处理器包括AD采样模块、数字滤波模块、逻辑控制模块、数据管理模块和操作系统。本实用新型基于井场共用设计，满足五口油井、五口水井、两台电加热设备、以及两台变配电电参数等生产工艺数据的实时采集、存储、报警及远程启停控制，覆盖范围大，降低了成本，达到了油田信息化的要求。

Description

一种基于无线网络的井场共用智能远程终端控制装置

技术领域

本实用新型涉及油田自动化技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种基于无线网络的井场共用智能远程终端控制装置。

背景技术

目前，油田监控信息系统是基于SCADA系统设计，智能远程终端控制终端RTU是SCADA系统对油井实施测控的核心单元，是实现对象生产工艺数据的实时采集、存储、报警及控制的智能远程终端，SCADA系统通过RTU实现对现场的实时监测、远程控制、远程调参，实现油田生产的统一调度和智能化管理。RTU支持以太网远程编程与调试，维护便捷；集成硬件看门狗，支持广泛的故障监视和诊断标准化设计，结构合理，通用性强，统一应用于油井、水源井及增压泵站等现场。

目前，大部分油井RTU只支持单口油井的无线仪表设备管理，这对于用户来讲很不方便，造成覆盖范围小，成本比较高。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种基于无线网络的井场共用智能远程终端控制装置，通过基于井场共用设计，满足五口油井、五口水井、两台电加热设备、以及两台变配电电参数等生产工艺数据的实时采集、存储、报警及远程启停控制，覆盖范围大，降低了成本，达到了油田信息化的要求。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于无线网络的井场共用智能远程终端控制装置，包括模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、RS232模块、RS485模块、以太网模块、ZigBee模块、电源模块、状态指示灯和控制模块；

所述控制模块包括实时时钟模块、看门狗定时器、存储器和ARM处理器，所述实时时钟模块、看门狗定时器、存储器、以太网模块、RS232模块、RS485模块和ZigBee模块均连接在ARM处理器上，用于数据双向传输；

所述ARM处理器包括AD采样模块、数字滤波模块、逻辑控制模块、数据管理模块和操作系统。

在一个优选地实施方式中，所述数字量输出模块具体为继电器输出电路，所述模拟量输入模块和数字量输入模块输入端均与井场仪表设备连接，所述数字量输出模块输出端与井场仪表设备连接。

在一个优选地实施方式中，所述ARM处理器通过ZigBee模块连接井场仪表设备以及通过以太网模块连接远程服务器，用于通过ZigBee模块取回井场仪表设备数据，并通过以太网模块将数据传递给远程服务器。

在一个优选地实施方式中，所述ZigBee模块通过ZigBee无线网络，作为协调器实现与井场仪表设备的数据通信，所述ZigBee模块具体为F8913-E-NS芯片。

在一个优选地实施方式中，所述井场仪表设备包括五口油井、五口水井、两台电加热设备、以及两台变配电上的仪表设备。

在一个优选地实施方式中，所述RS485模块包括3路透明传输接口，所述RS485模块扩展外接有DTU数传终端模块，所述RS485模块连接端设有RS485设备，所述RS232模块连接端设有用户终端。

在一个优选地实施方式中，所述AD采样模块包括A/D转换电路，其输入端与模拟量输入模块相连接，其输出端与ARM处理器相连接，用于将模拟信号转换成数字信号并将其传递给ARM处理器。

本实用新型的技术效果和优点：

1、本实用新型通过RS232模块、RS485模块和ZigBee模块将井场设备采集的信息发送给本控制装置，通过模拟量输入模块和数字量输入模块分别接收井场仪表设备检测并发送的模拟量信息和数字量信息，由ARM处理器转换处理后存储在存储器内，用于通过以太网模块将数据远程发送至远程服务器，通过RS232模块、RS485模块和ZigBee模块可以调控井场各设备，且装置运行过程中的各种状态都通过状态指示灯来显示；

2、本实用新型基于井场共用设计，满足五口油井、五口水井、两台电加热设备、以及两台变配电电参数等生产工艺数据的实时采集、存储、报警及远程启停控制，覆盖范围大，降低了成本，达到了油田信息化的要求。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构原理框图。

图2为本实用新型的控制模块结构原理框图。

图3为本实用新型的整体细化结构原理框图。

附图标记为：1模拟量输入模块、2数字量输入模块、3数字量输出模块、4RS232模块、5RS485模块、6以太网模块、7ZigBee模块、8状态指示灯、9控制模块、10实时时钟模块、11看门狗定时器、12存储器、13ARM处理器、14AD采样模块、15数字滤波模块、16逻辑控制模块、17数据管理模块、18操作系统、19DTU数传终端模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据图1-3所示的一种基于无线网络的井场共用智能远程终端控制装置，包括模拟量输入模块1、数字量输入模块2、数字量输出模块3、RS232模块4、RS485模块5、以太网模块6、ZigBee模块7、电源模块20、状态指示灯8和控制模块9；

所述数字量输出模块3具体为继电器输出电路，所述模拟量输入模块1和数字量输入模块2输入端均与井场仪表设备连接，所述数字量输出模块3输出端与井场仪表设备连接；

所述控制模块9包括实时时钟模块10、看门狗定时器11、存储器12和ARM处理器13，所述实时时钟模块10、看门狗定时器11、存储器12、以太网模块6、RS232模块4、RS485模块5和ZigBee模块7均连接在ARM处理器13上，用于数据双向传输；

所述ARM处理器13包括AD采样模块14、数字滤波模块15、逻辑控制模块16、数据管理模块17和操作系统18；

所述ARM处理器13通过ZigBee模块7连接井场仪表设备以及通过以太网模块6连接远程服务器，用于通过ZigBee模块7取回井场仪表设备数据，并通过以太网模块6将数据传递给远程服务器；

所述ZigBee模块7通过ZigBee无线网络，作为协调器实现与井场仪表设备的数据通信，所述ZigBee模块7具体为F8913-E-NS芯片；

所述AD采样模块14包括A/D转换电路，其输入端与模拟量输入模块1相连接，其输出端与ARM处理器13相连接，用于将模拟信号转换成数字信号并将其传递给ARM处理器13；

其中，ARM处理器13采用STM32F207芯片；以太网模块6采用DM9161芯片，RS485模块5采用ISO3082芯片，RS232模块4采用ADM3202芯片，实时时钟模块10采用DS1302芯片；存储器12采用25P28V6P芯片；

状态指示灯8包括工作状态、通讯指示和DI、DO状态指示功能，其中，工作状态包含运行、故障、调试、备电指示灯；通讯指示包含ZigBee数据、RS232接口数据、RS485接口数据、以太网通信指示灯。

实施方式具体为：本装置通过实时时钟芯片和看门狗定时器11定时器控制装置的精准调控，通过模拟量输入模块1将检测端的4-20mA输入信号通过A/D转换电路转换成数字信号，经数字滤波模块15数字滤波后经数据管理模块17存储在存储器12内；通过数字量输入模块2将检测端的数字信号滤波后经数据管理模块17存储在存储器12内，ARM处理器13可以调用存储器12内的数据，发送至远程服务器，且存储器12内还存有采集信息相对应的设定值，当接收的数据数值超出设定值范围时，ARM处理器13可以通过数字量输出模块3控制发出设备的开关信号，控制井场各设备停止或开始运行，并通过状态指示灯8来提示报警，显示设备状态；通过ZigBee网络取回井场仪表设备数据，并且ARM处理器13在接收到远程服务器的读取数据命令后，逻辑控制模块16和操作系统18协调工作，将ZigBee网络取回的数据通过以太网模块6回传给远程服务器，装置运行过程中的各种状态都通过状态指示灯8来显示。

根据图3所示的一种基于无线网络的井场共用智能远程终端控制装置，所述井场仪表设备包括五口油井、五口水井、两台电加热设备、以及两台变配电上的仪表设备；

所述RS485模块5包括3路透明传输接口，所述RS485模块5扩展外接有DTU数传终端模块19，扩展性强，所述RS485模块5连接端设有RS485设备，所述RS232模块4连接端设有用户终端；

实施方式具体为：通过RS232模块4接收用户终端发出的配置、调试命令，输出调试信息；通过RS485模块5连接RS485设备，包括DTU数传终端模块19等，RS485模块5和RS232模块4收到的数据通过以太网模块6传递给远程服务器；

本实用新型基于井场共用设计，满足五口油井、五口水井、两台电加热设备、以及两台变配电电参数等生产工艺数据的实时采集、存储、报警及远程启停控制，覆盖范围大，降低了成本，达到了油田信息化的要求。

本实用新型工作原理：

参照说明书附图1-3，电源模块20给整个控制装置供电，通过实时时钟芯片和看门狗定时器11定时器控制装置的精准调控，本装置通过RS232模块4、RS485模块5和ZigBee模块7将井场设备采集的信息发送给本控制装置，通过模拟量输入模块1和数字量输入模块2分别接收井场仪表设备检测并发送的模拟量信息和数字量信息，由ARM处理器13转换处理后存储在存储器12内，用于通过以太网模块6将数据远程发送至远程服务器，通过RS232模块4、RS485模块5和ZigBee模块7可以调控井场各设备，且装置运行过程中的各种状态都通过状态指示灯8来显示。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于无线网络的井场共用智能远程终端控制装置，其特征在于：包括模拟量输入模块(1)、数字量输入模块(2)、数字量输出模块(3)、RS232模块(4)、RS485模块(5)、以太网模块(6)、ZigBee模块(7)、电源模块(20)、状态指示灯(8)和控制模块(9)；

所述控制模块(9)包括实时时钟模块(10)、看门狗定时器(11)、存储器(12)和ARM处理器(13)，所述实时时钟模块(10)、看门狗定时器(11)、存储器(12)、以太网模块(6)、RS232模块(4)、RS485模块(5)和ZigBee模块(7)均连接在ARM处理器(13)上，用于数据双向传输；

所述ARM处理器(13)包括AD采样模块(14)、数字滤波模块(15)、逻辑控制模块(16)、数据管理模块(17)和操作系统(18)。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线网络的井场共用智能远程终端控制装置，其特征在于：所述数字量输出模块(3)具体为继电器输出电路，所述模拟量输入模块(1)和数字量输入模块(2)输入端均与井场仪表设备连接，所述数字量输出模块(3)输出端与井场仪表设备连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线网络的井场共用智能远程终端控制装置，其特征在于：所述ARM处理器(13)通过ZigBee模块(7)连接井场仪表设备以及通过以太网模块(6)连接远程服务器，用于通过ZigBee模块(7)取回井场仪表设备数据，并通过以太网模块(6)将数据传递给远程服务器。

4.根据权利要求1所述的一种基于无线网络的井场共用智能远程终端控制装置，其特征在于：所述ZigBee模块(7)通过ZigBee无线网络，作为协调器实现与井场仪表设备的数据通信，所述ZigBee模块(7)具体为F8913-E-NS芯片。

5.根据权利要求4所述的一种基于无线网络的井场共用智能远程终端控制装置，其特征在于：所述井场仪表设备包括五口油井、五口水井、两台电加热设备、以及两台变配电上的仪表设备。

6.根据权利要求1所述的一种基于无线网络的井场共用智能远程终端控制装置，其特征在于：所述RS485模块(5)包括3路透明传输接口，所述RS485模块(5)扩展外接有DTU数传终端模块(19)，所述RS485模块(5)连接端设有RS485设备，所述RS232模块(4)连接端设有用户终端。

7.根据权利要求1所述的一种基于无线网络的井场共用智能远程终端控制装置，其特征在于：所述AD采样模块(14)包括A/D转换电路，其输入端与模拟量输入模块(1)相连接，其输出端与ARM处理器(13)相连接，用于将模拟信号转换成数字信号并将其传递给ARM处理器(13)。

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