CN219164999U - 一种油气场所生产信息一体化撬及其撬柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油气场所生产信息一体化撬及其撬柜，包括撬柜，所述撬柜内部署有自控系统、通信系统、电源系统和信息采集系统；电源系统用于为自控系统、通信系统、电源系统和信息采集系统提供电源；所述信息采集系统分别与自控系统、通信系统、电源系统连接，用于采集所述自控系统、通信系统和电源系统的数据信息。将石油天然气开采、处理、传输和储运环节的自控系统、通信系统、电源系统整合到一个橇柜中，实现设备的一体化安装和管控；并采用一套数字电源系统，为其他各个系统供电。

Description

一种油气场所生产信息一体化撬及其撬柜

技术领域

本实用新型属于油气场所电控设备技术领域，具体涉及一种油气场所生产信息一体化撬及其撬柜。

背景技术

目前，石油天然气地面开采、处理、传输等辅助生产设备包含自控系统、通信系统、UPS电源系统等；在自控系统方面，现场仪表信号通过有线或无线方式链接到自控柜体的接入端，经过浪涌处理，进入I/O模块进行信号处理和CPU中进行逻辑控制；在通信方面，场站各生产类、办公类、视频类数据通过交换机隔离、汇聚后，通过以太光、PTN或ONU设备上传至中心站进行管控；在电源部分，各运行设备采用各自独立的电源模块给自身进行供电。上述各系统单独部署独立柜体之中，且自控、通信、电源设备的数据未采用统一的采集平台，不能集中进行设备运行状态、设备运行日志的集中、远程管控，不方面设备运行状况远程监测与控制，不方面系统故障分析和运行趋于的预测，集成程度不高；另一方面传统电控柜和和通信机柜的内部结构各不相同，不能满足同时具备面板导轨式安装和机架式安装的要求，不能将自控系统和机架设备安装于同一设备中；传统的自控和通信系统采用现场组装的方式，设备安装和调试的时间较长，内外部的信号和通信线路的连接不规范，需进行现场复杂的寻线和排线工作，线缆的标识也不规范；自控系统数据处于生产网络中，出于安全考虑不能与部署于办公网络的业务系统进行关联，造成系统数据割裂，不能便于后续的采集；自控系统和通信系统均独自部署一套单独的UPS电源，占地面积相对较大，进行市电掉电后的应急供电补充，存在重复投资。并且原各系统内的设备部件采用各自独立适配器，占据柜体内部空间，布线不规范；外部电源采用市电等单一来源。橇体内没有有效监测手段，监督橇体内部的操作，识别操作风险。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是目前油气场所使用的撬装设备各系统单独部署独立柜体之中且独自部署单独的电源，占地面积相对较大，集成程度不高，目的在于提供一种油气场所生产信息一体化撬及其撬柜，通过将各个系统集成在一个撬柜中，使用一套电源对整个撬体进行供电，提高集成度，减少占地面积。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一方面，本实用新型提供一种油气场所生产信息一体化撬，包括撬柜，所述撬柜内部署有自控系统、通信系统、电源系统和信息采集系统；

电源系统用于为自控系统、通信系统、电源系统和信息采集系统提供电源；

所述信息采集系统分别与自控系统、通信系统、电源系统连接，用于采集所述自控系统、通信系统和电源系统的数据信息。

目前自控、通信、UPS电源三大系统各自独立部署于不同的机柜中，自控系统和通信系统的UPS电源也独立部署，占地面积相对较大；自控系统数据处于生产网络中，出于安全考虑不能与部署于办公网络的业务系统进行关联，造成系统数据割裂，不能便于后续的采集；自控、通信、电源设备的数据未采用统一的采集平台，不能集中进行设备运行状态、设备运行日志的集中、远程管控，不方便设备运行状况远程监测与控制，不方便系统故障分析和运行趋于的预测；原各系统内的设备部件采用各自独立适配器，占据柜体内部空间，布线不规范；外部电源采用市电等单一来源；且自控系统和通信系统均独自部署一套单独的UPS电源，进行市电掉电后的应急供电补充，存在重复投资，集成化程度不高。因此，本申请通过将石油天然气开采、处理、传输和储运环节的自控系统、通信系统、电源系统整合到一个一体化橇柜中，实现设备的一体化安装和管控，构建一体化的橇设备运维平台，将橇内的自控系统、通信系统、电源系统和安防系统的设备运行数据、生产业务数据采集、存储于统一的信息采集系统中，并可在橇上部署触摸屏进行可视化展示，或者部署相应的业务分析模型用于边缘计算和预测，也可将数据经加密后传输于上层管理平台，进行数据的查询、挖掘和分析；本申请还采用一体化的数字电源系统，对橇柜中各系统设备的进行供电。

进一步地，所述信息采集系统采用通用型的流媒体+IOT一体化的系统或PLC+IOT一体化系统。其中，选用PLC+IOT一体化产品，可在满足安全管理要求的情况下，实现生产数据在边端摆渡到IoT网路中，实现底层数据的融合传输，便于后期业务数据的分析与利用；采用IOT技术，构建一体化的橇体设备运维平台，将橇内的自控系统、通信系统、电源系统和安防系统的设备运行数据、生产业务数据采集、存储于统一的系统中，并可以在橇柜上部署触摸屏进行可视化展示，或部署相应的业务分析模型用于边缘计算和预测，也可将数据经加密后传输于上层管理平台，进行数据的查询、挖掘和分析；

进一步地，所述自控系统包括插拔式信号接入单元、信号浪涌隔离单元、信号处理单元和电源分配单元，进行石油天然采气、传输、处理和储运过程中的自动化控制，并通过信息采集系统将生产业务数据摆渡到办公网络；电源分配单元分别与插拔式信号接入单元、信号浪涌隔离单元、信号处理单元连接；信号处理单元与信息采集系统连接，其中，

所述插拔式信号接入单元采用集成线束的方式接入油气场所现场仪表信号；

信号浪涌隔离单元用于对接受到的现场仪表信号进行预设的浪涌处理后传输给信号处理单元。

进一步地，通信系统包括用于各系统之间的数据通信和生产现场远程监控的局域网交换机、工业WIFI设备、远距离传输设备和4G通信设备。其中，远距离传输设备可根据场站情况，选择以太光组网、PTN组网、工业PON和NB—IOT组网三种模式，并依据现场对网络冗余的要求，配置4G备用链路，实现生产过程设备的数据的通信和远程监控；

进一步地，电源系统包括电源主机和监测主机，

电源主机用于为自控系统、通信系统、电源系统、信息采集和安防系统提供电源；电源主机可将接入的市电、柴油发电机、光伏发电多种输入电能转化为48V直流电，可为电池进行充电，也可通过直流模块转化为24V、12V直流电为各系统设备直接供电，

监测主机用于监测与电源主机连接的用电设备的电源质量、耗电情况和上下电控制，实现电源转化、用电监测、UPS电源和用电策略管控的一体化数字电源。

进一步地，电源系统还包括若干个供电模组，供电模组分别与电源主机、自控系统、通信系统、监测主机和信息采集系统连接。供电模组为磷酸铁锂电池，可以根据橇内设备对用电负荷和规格要求，选择不同的供电模组进行供电。供电模组采用热备的方式，实施在线监测接入电源的情况，接入的外部电源掉电后电池直接切换到电池供电状态，实现UPS的功能。

另一方面，本实用新型提供一种应用于上述的油气场所生产信息一体化撬的撬柜，撬柜包括撬柜外框和机架安装装置，撬柜外框为折弯焊接一体化成型的长方体框架，机架安装装置均置于撬柜外框内部，机架安装装置包括19寸安装机架和导轨式安装面板，导轨式安装面板嵌入撬柜外框的侧面。

由于现有的电控柜和和通信机柜的内部结构各不相同，不能满足同时具备面板导轨式安装和机架式安装的要求，因此不能将自控系统和机架设备安装于同一撬柜中；且现有的自控和通信系统采用现场组装的方式，设备安装和调试的时间较长，内外部的信号和通信线路的连接不规范，需进行现场复杂的寻线和排线工作，线缆的标识也不规范。本方案通过外框采用拉折型材构建的一体化焊接框架，外框体强度满足1吨的吊装要求；采用19寸安装机架和导轨式安装面板，导轨式安装面板采用面板导轨式的安装方式安装在撬柜外框上，可以同时满足机架式安装设备和面板导轨式安装设备的要求。

进一步地，所述撬柜还包括底座，底座大小与撬柜外框底部大小匹配，且所述底座包括可拆卸连接在一起的若干块挡板，底座底部具有移动滚轮和支撑调节机构。例如可以采用前后拆卸的两块挡板构成撬柜外框的底座，方便橇柜在采用叉车运输时，叉车托板可以直接插入橇柜底部，方便产品上下车和运输。

进一步地，所述撬柜还包括室内散热装置和室内柜门，室内散热装置包括若干风扇且均安装于撬柜外框顶部，室内柜门活动安装于撬柜外框的侧面，室内柜门表面设置有防尘过滤进风口。

进一步地，所述撬柜还包括室外散热装置、室外柜门和顶板，顶板置于撬柜外框顶部，室外散热装置采用薄型空调且置于橇体外框内部，室外柜门和顶板与撬柜外框上封闭式连接，防止冷量损失。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型将石油天然气开采、处理、传输和储运环节的自控系统、通信系统、电源系统整合到一个一体化橇柜中，实现设备的一体化安装和管控；并采用一体化的数字电源系统，可将市电、油机、光伏等多种输入电能转化内48V直流电，用于为橇柜中的各设备供电，也可以通过设置直流模块转化为24V、12V直流电用于橇体内设备的供电，数字化电源系统也集成监测主机，用于电能消耗和质量的监测；

2、本实用新型将一体化橇体结构，既满足自控系统的面板导轨式的安装方式，又能将19寸机架式设备安装于橇体中，橇体顶部采用模块化设计，可选装室内的风扇式散热系统，也可以选择密闭顶盖的空调系统；底座采用可拆卸式的挡板结构，具有移动滚轮和支撑调节机构，方便叉车的转运。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型一种油气场所生产信息一体化撬内部系统框图；

图2为本实用新型一种油气场所生产信息一体化撬的系统框图；

图3为本实用新型一种油气场所生产信息一体化撬的撬柜结构示意图；

图4为本实用新型一种油气场所生产信息一体化撬室内撬柜示意图；

图5为本实用新型一种油气场所生产信息一体化撬室外撬柜示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-撬柜外框，2-19寸安装机架，3-导轨式安装面板，4-底座，5-室内散热装置，6-室内柜门，7-顶板，8-室外柜门。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种油气场所生产信息一体化撬，包括撬柜，所述撬柜内部署有自控系统、通信系统、电源系统、信息采集系统；电源系统用于为自控系统、通信系统、电源系统和信息采集系统提供电源；所述信息采集系统分别与自控系统、通信系统、电源系统连接，用于采集所述自控系统、通信系统和电源系统的数据信息。

在一种实施方式中，所述自控系统包括插拔式信号接入单元、信号浪涌隔离单元、信号处理单元和电源分配单元，进行石油天然采气、传输、处理和储运过程中的自动化控制，并通过信息采集系统将生产业务数据摆渡到办公网络；电源分配单元分别与插拔式信号接入单元、信号浪涌隔离单元、信号处理单元连接；信号处理单元与信息采集系统连接，其中，插拔式信号接入单元采用集成线束的方式接入油气场所现场仪表信号；外部的仪器接入和电源接入通过插拔式信号接入单元采用插拔式接头式线束，提高工厂的预制化程度，降低现场组装和调试的时间。信号浪涌隔离单元用于对接受到的现场仪表信号进行预设的浪涌处理后传输给信号处理单元。

电源系统包括电源主机和监测主机，电源主机用于为自控系统、通信系统、电源系统和信息采集系统提供电源；电源主机包括转化模块、直流模块和输出模块，转化模块可将接入的市电、柴油发电机、光伏发电多种输入电能转化为48V直流电后通过输出模块输出到各系统中，可为下述供电模组电池进行充电，也可通过直流模块转化为24V、12V直流电后通过输出模块直接为各系统设备供电，监测主机用于监测与电源主机连接的用电设备的电源质量、耗电情况和上下电控制，实现电源转化、用电监测、UPS电源和用电策略管控的一体化数字电源。电源系统还包括若干个供电模组，供电模组分别与电源主机、自控系统、通信系统、电源系统、安防系统和信息采集系统连接。供电模组为磷酸铁锂电池，可以根据橇内设备对用电负荷和规格要求，选择不同的供电模组进行供电。供电模组采用热备的方式，实施在线监测接入电源的情况，接入的外部电源掉电后电池直接切换到电池供电状态，实现UPS的功能。

在一种实施方式中，如图2所示，信息采集系统选用PLC+IOT一体化产品，可在满足安全管理要求的情况下，实现生产数据在边端摆渡到IoT网路中，实现底层数据的融合传输，便于后期业务数据的分析与利用；采用IOT技术，构建一体化的橇体设备运维平台，将橇内的自控系统、通信系统和电源系统的设备运行数据、生产业务数据采集、存储于统一的系统中，并可以在橇柜上部署触摸屏进行可视化展示，或部署相应的业务分析模型用于边缘计算和预测，也可将数据经加密后传输于上层管理平台，进行数据的查询、挖掘和分析；

可选地，通信系统包括用于各系统之间的数据通信和生产现场远程监控的局域网交换机、工业WIFI设备、远距离传输设备和4G通信设备。其中，远距离传输设备可根据场站情况，选择以太光组网、PTN组网、工业PON组网、NB-IOT四种模式，并依据现场对网络冗余的要求，配置4G备用链路，实现生产过程设备的数据的通信和远程监控。另外可设置安防系统，包括视频监控和门禁系统，用于监控机柜内设备状态，通过预设的视频捕捉、图像分析软件，对操作维护人员进行行为分析：有效识别人体动作，识别不当操作、违规检修等安全隐患。还可以与后台管理平台联动，当出现监测信息告警时，能将摄像机自动切换至设定预置位，并向管理平台传送报警信息和相关视频，告警录像以告警信息为索引进行检索和回放。电源系统为安防系统提供电源，信息采集系统用于采集安防系统的数据信息。

实施例2

如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例提供一种应用于实施例1的油气场所生产信息一体化撬的撬柜，撬柜包括撬柜外框1和机架安装装置，撬柜外框1为折弯焊接一体化成型的长方体框架，机架安装装置均置于撬柜外框1内部，机架安装装置包括19寸安装机架2和导轨式安装面板3，导轨式安装面板3嵌入撬柜外框1的侧面。外框采用拉折型材构建的一体化焊接框架，外框体强度满足1吨的吊装要求；撬柜外框1边缘采用外翻边防水设计，采用19寸安装机架2和导轨式安装面板3，19寸安装机架2的两侧采用强弱电分离布线，导轨式安装面板3采用面板导轨式的安装方式安装在撬柜外框1上，导轨安装面板用于自控系统的安装，其面板上设置多个分区，分为插拔式信号接入区、信号浪涌隔离区、信号处理区和电源分配区，用于放置对应的设备，可以同时满足机架式安装设备和面板导轨式安装设备的要求；19寸安装机架2采用模块化的结构和功能设计，如图3所示，安装机架从上到下依次为魔盒电源层、排插、工业传输设备PTN、4G路由器、工业交换、24口网络防暴器、锂电池组等用于放置通信系统和电源系统的对应硬件设备，对自控系统、通信系统和电源系统在工厂进行预制化安装在19寸安装机架2和导轨式安装面板3中，外部的仪器接入和电源接入采用插拔式接头式线束，提高工厂的预制化程度，降低现场组装和调试的时间。

可选地，为了方便产品上下车和运输，撬柜还包括底座4，底座4大小与撬柜外框1底部大小匹配，且所述底座4包括可拆卸连接在一起的若干块挡板。例如可以采用前后拆卸的两块挡板构成撬柜外框1的底座4，方便橇柜在采用叉车运输时，叉车托板可以直接插入橇柜底部。底座4底部还可以安装万向轮和平面支撑板，方便撬柜移动。

另外，本实施例中空调系统设备采用可选配方式，如图4所示，采用室内橇体时，所述撬柜还包括室内散热装置5和室内柜门6，室内散热装置5包括若干风扇且均安装于撬柜外框1顶部，室内柜门6活动安装于撬柜外框1的侧面，室内柜门6表面设置有防尘过滤进风口；如图5所示，采用室外橇体时，撬柜还包括室外散热装置、室外柜门8和顶板7，顶板7置于撬柜外框1顶部，室外散热装置采用薄型空调且置于橇体外框内部，室外柜门8和顶板7与撬柜外框1上封闭式连接，防止冷量损失。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (10)

1.一种油气场所生产信息一体化撬，其特征在于，包括撬柜，所述撬柜内部署有自控系统、通信系统、电源系统和信息采集系统；

电源系统用于为自控系统、通信系统、电源系统和信息采集系统提供电源；

所述信息采集系统分别与自控系统、通信系统、电源系统连接，用于采集所述自控系统、通信系统和电源系统的数据信息。

2.根据权利要求1所述的一种油气场所生产信息一体化撬，其特征在于，所述信息采集系统采用流媒体+IOT一体化的系统或PLC+IOT一体化系统。

3.根据权利要求1所述的一种油气场所生产信息一体化撬，其特征在于，所述自控系统包括插拔式信号接入单元、信号浪涌隔离单元、信号处理单元和电源分配单元，电源分配单元分别与插拔式信号接入单元、信号浪涌隔离单元、信号处理单元连接；信号处理单元与信息采集系统连接，其中，

所述插拔式信号接入单元采用集成线束的方式接入油气场所现场仪表信号；

信号浪涌隔离单元用于对接受到的现场仪表信号进行预设的浪涌处理后传输给信号处理单元。

4.根据权利要求1所述的一种油气场所生产信息一体化撬，其特征在于，通信系统包括用于各系统之间的数据通信和生产现场远程监控的局域网交换机、WIFI设备、远距离传输设备和4G通信设备。

5.根据权利要求1所述的一种油气场所生产信息一体化撬，其特征在于，电源系统包括电源主机和监测主机，

电源主机用于为自控系统、通信系统、电源系统和信息采集系统提供电源；

监测主机用于监测与电源主机连接的用电设备的电源质量、耗电情况和上下电控制。

6.根据权利要求5所述的一种油气场所生产信息一体化撬，其特征在于，电源系统还包括若干个供电模组，供电模组分别与电源主机、自控系统、通信系统、电源系统和信息采集系统连接。

7.一种应用于权利要求1-6任一所述的油气场所生产信息一体化撬的撬柜，其特征在于，所述撬柜包括撬柜外框和机架安装装置，撬柜外框为折弯焊接一体化成型的长方体框架，机架安装装置均置于撬柜外框内部，机架安装装置包括19寸安装机架和导轨式安装面板，导轨式安装面板嵌入撬柜外框的侧面。

8.根据权利要求7所述的一种油气场所生产信息一体化撬的撬柜，其特征在于，所述撬柜还包括底座，底座大小与撬柜外框底部大小匹配，且所述底座包括可拆卸连接在一起的若干块挡板。

9.根据权利要求7所述的一种油气场所生产信息一体化撬的撬柜，其特征在于，所述撬柜还包括室内散热装置和室内柜门，室内散热装置包括若干风扇且均安装于撬柜外框顶部，室内柜门活动安装于撬柜外框的侧面，室内柜门表面设置有防尘过滤进风口。

10.根据权利要求7所述的一种油气场所生产信息一体化撬的撬柜，其特征在于，所述撬柜还包括室外散热装置、室外柜门和顶板，顶板置于撬柜外框顶部，室外散热装置采用薄型空调且置于橇柜外框内部，室外柜门和顶板与撬柜外框上封闭式连接。

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