CN2567579Y - 三相计量控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种三相计量控制器，由主控制器模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、脉冲量输入模块、电源模块、电台电源及电台、变压器、显示屏、端子等组成。模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、脉冲量输入模块与主控制器模块通过总线连接，每一模块的8个信号输入与现场接线端子相连，主控制器的串口1经专用电台串口线与电台的串口相连，电台的射频输入经避雷器与天线馈线相连。主控制器的串口2经专用显示串口线与显示屏的串口相连，电源模块及变压器为各部提供电源。使用该三相计量控制器，实现了计量站无人值守，取消了计量站的人员编制，而且计量更准确可靠，从而降低了人力成本提高了生产效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种计量控制器，尤指一种的油、气、水的三相油田计量站远程测控终端的三相计量控制器。
背景技术
在油田生产过程中，需要通过计量站定时或定次计量各油井的液、油和水的产量，监控各油井的产油压力、进油温度、出油温度、注水井的注水压力、注水流量、原油含水率、分离器液位、水套炉的焰温、可燃气体浓度等参数。根据市场调研，目前我国大多数计量站没有实现自动化，传统的计量站采用人工倒井、抄表，手工计算的方式工作，每个计量站编制多个人值守，实行三班工作制。在这种生产方式下，计量站的值班人员占了整个油田人员编制中的很大一部分。
我国目前大部分油田还没有实现自动化，人工计量方式不足之处是为了完成计量站的数据采集和计量工作，油田在计量站都配备了值班人员，定时或定次倒井计量各油井的产量，记录各油井产油压力、注水压力。因此油田计量站值班人员占了整个油田很大的编制，而且人工计量时存在一定的误差。由于油田计量站地处比较偏远的地区，环境比较恶劣，这就给计量站值班人员的生活造成了很大的困难。
发明内容
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种三相计量控制器，三相计量控制器内置了计量站的控制程序，可以根据计量工艺完成计量站的计量和数据采集工作。三相计量控制器具有远程通讯功能，以上数据传输到中心控制室，可以在中心控制室修改计量站的参数、升级三相计量控制器的软件。在使用了三相计量控制器后，实现了计量站的无人值守，取消了计量站的人员编制，而且使计量更准确可靠，从而降低了人力成本提高了生产效益。本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：
一种三相计量控制器，三相计量控制器由主控制器模块Micro16、模拟量输入模块5501、数字量输入模块5403、数字量输出模块5409、脉冲量输入模块5410、一体化电源POW1、POW2、POW3、POW4、POW5、显示小屏PWS、报警器和端子组成；
主控制器模块Micro16通过数据总线I/O BUS与模拟量输入模块5501、数字量输入模块5403、数字量输出模块5409、脉冲量输入模块5410、电源模块POW5相连，主控制器模块为总线I/O BUS提供1000mA的5V电源；
每块模拟量输入模块5501有8路模拟量输入通道，通过端子接计量配水间的压力、液位、温度、可燃气体浓度和含水率现场模拟信号的输入；
每块数字量输入模块5403有8路数字量输入，通过端子接现场各阀门的开关状态输入信号以及其它开关量状态输入信号；
每块数字量输出模块5409有8路数字量输出，通过继电器隔离控制电动阀；
每块脉冲量输入模块5410有4路脉冲量输入，通过端子接配水间电子水表的脉冲量输入；
电源模块POW4电源输入接变压器的24V交流输出，产生A路24V直流输出为接到主控制器模块Micro16，产生的B路24V直流输出接到电源模块POW5；
电源模块POW5电源输入接POW4的B路输出。总线上各模块的耗电量超过控制模块Micro16的供电量时，在总线上接一块电源模块POW5通过数据总线I/O BUS为总线的模块提供5V直流电源。POW5的24V输出接到显示屏(PWS)；
电台电源POW3输入接220V交流电，输出13.8V接电台输入口(RAD)；
电台RAD的电源输入接电台电源的电源输出，数据口接主控制器Micro16的COM1口，射频口通过避雷器接天线馈线；
显示屏PWS的串口接主控制器模块Micro16的串口2，电源输入端与电源模块POW5的24V电源输出相连；
一体化24V直流电源POW1输入端子通过接线端子接配电箱送来的220V交流电，产生的24V直流电源通过保险端子和现场接线端子接到模拟量输入模块5501、数字量输出模块5409及现场仪表；
一体化12V直流电源POW2输入端子通过接线端子接配电箱送来的220V交流电，产生的12V直流电源通过保险端子和现场接线端子接到电子水表。本实用新型相比现有技术具有如下优点：
1)实现了计量站的无人值守；
2)内置功能强大的计量程序，可自动实现数据采集、数据处理及控制；
3)模块化设计，便于现场维护；
4)全中文界面，便于操作；
5)可以现场或远程下载控制程序，软件升级简单；
6)支持通用的Modbus RTU、Modbus ASCII等通信协议，可方便地联入控制系统；
7)具有手动操作备分，可在控制器损坏时采用手动控制。
附图说明
图1.三相计量控制器的信号流程图；
图2.三相计量控制器的电原理图；
图3.三相计量控制器的程序流程图。
具体实施方式
参见图1三相计量控制器的信号流程图，图2三相计量控制器的电原理图，说明三相计量控制器的信号流程，本实用新型中采用的主控制器模块Micro16、模拟量输入模块5501、数字量输入模块5403、数字量输出模块5409、脉冲量输入模块5410均为加拿大microcontrolsystems公司产品。为国产化，北京安控科技发展有限公司根据国外产品的功能研制了相应的产品，对应型号为：主控制器模块E001、模拟量输入模块E101、数字量输入模块E102、数字量输出模块E109、脉冲量输入模块E107。一体化电源POW1、POW2、POW3、POW4、POW5，电台RAD、显示小屏PWS、变压器TRAN、指示灯、继电器、端子等均为通用技术。
说明三相计量控制器的信号流程，现场仪表信号(如温度、压力、可燃气体浓度、液位、含水率)直接送入到模拟量输入模块，经A/D变换为数字信号，阀门开关状态信号直接输入到数字量输入模块，所有输入信号以串行数据流方式通过I/O BUS总线传送到主控制器，主控制器对各种输入量的数据进行数据采集、处理和存储，并可根据预先设定的上、下限提供报警功能及控制阀门动作。数字量输出模块接收主控制器的串行数据形式的控制信息，转换为标准的继电器类型信号输出，经中间继电器隔离后接入相应的控制位置。显示屏实现现场数据组态显示，其显示界面可以满足用户不同的数据显示要求，并可用键盘方便地实现现场操作控制。电台支持MODBUSRTU、MODBUS ASCII通讯协议，采用半双工的工作方式，支持点对点的查寻。
参见图3三相计量控制器的程序流程图，三相计量控制器可以根据计量工艺逐井计量计量站内各油井的产量，现说明其控制程序流程：
一.通过显示屏和键盘设定三相计量控制器自动定次计量：
1.控制器读取现场操作状态信号，判断是否所有的阀门都在生产位，如果有阀门不在生产位，处理器产生数据输出，经过配电箱中继电器的数字量隔离，使所有的电动阀转到生产位；
2.根据设定的计量顺序，控制器产生数字量输出，控制相应的继电器吸合接通电动阀的220V供电，使排在第一位计量的油井的电动阀转动到计量位；
3.电动阀转到计量位后，油井生产的原油进入分离器(用来计量液、油、气的一种容器)，分离器中的液位开始上升，当液位上升到下液位开关时计时器开始计时，处理器通过检测现场上液位开关状态信号，当发现上液位开关接通(分离器中的原油上升到上液位位置)后计时器停止计时，并计算进油时间，控制器输出数字量信号，控制相应的继电器接通使电动阀转到生产位，分离器停止进油；
4.控制器检测现场操作状态信号，发现电动阀转动到生产位后打开分离器过油阀开关，分离器中的原油通过下部的分过油阀流出分离器，同时在过油阀后面的含水分析仪检测原油的含水率，分离器的液位开始下降，当处理器检测到分离器液位下降到下液位开关位置时关闭过油阀门。
5.控制器重复3、4过程直到完成所设定的计量罐次，完成所设定的计量罐次后，处量器累加所有的计量时间，用计量罐次乘以分离器的标定容积，除以计量时间，可以算出油井的日产液量，日产液量再乘以平均含水率可以得出日产油量，最后把所计算的数据存入寄存器，收到中控室的指令后传送数据到中控室；
6.完成第一口油井的计量后，处理器控制下一口油井的阀门转动到计量位，重复3、4、5过程，直到计量完所有油井。
二.通过显示屏和键盘设定三相计量控制器自动定时计量：
1.控制器读取现场操作状态信号，判断是否所有的阀门都在生产位，如果有阀门不在生产位，处理器产生数据输出，经过配电箱中继电器的数字量隔离，使所有的电动阀转到生产位；
2.根据设定的计量顺序，控制器产生数字量输出，控制相应的继电器吸合接通电动阀的220V供电，使排在第一位计量的油井的电动阀转动到计量位；
3.电动阀转到计量位后，油井生产的原油进入分离器(用来计量液、油、气的一种容器)，分离器中的液位开始上升，当液位上升到下液位开关时计时器开始计时，处理器通过检测现场上液位开关状态信号，当发现上液位开关接通(分离器中的原油上升到上液位位置)后计时器停止计时，并算进油时间。控制器输出数字量信号，控制相应的继电器接通使电动阀转到生产位，分离器停止进油；
4.控制器检测现场操作状态信号，发现电动阀转动到生产位后打开分离器过油阀开关，分离器中的原油通下部的过油阀流出分离器，同时在过油阀后面的含水分析仪检测原油的含水率，分离器的液位开始下降，当处理器检测到分离器液位下降到下液位开关位置时关闭过油阀；
5.控制器重复3、4过程直到设定的计量时间。如果到设定时间后没有完成一罐次计量放弃最后一次的计时，完成计量后，处理器累加所有的计量时间，用计量罐次乘以分离器的标定容积，除以计量时间，可以算出油井的日产液量。日产液量再乘以平均含水率可以得出日产油量。最后把所计算的数据存入寄存器，收到中控室的指令后传送数据到中控室；
6.完成第一口油井的计量后，处理器控制下一口油井的阀门转动到计量位，重复3、4、5过程，直到计量完所有油井。
三.通过显示屏和键盘设定三相计量控制器自选井计量：
1.使所有的电动阀转到生产位；
2.选定所要计量的油井，控制选定的油井转到计量位。设定所要计量的罐次或时间；
3.电动阀转到计量位后，油井生产的原油进入分离器(用来计量液、油、气的一种容器)，分离器中的液位开始上升，当液位上升到下液位开关时计时器开始计时，处理器通过检测现场上液位开关状态信号，当发现上液位开关接通(分离器中的原油上升到上液位位置)后计时器停止计时，并计算进油时间，控制器输出数字量信号，控制相应的继电器接通使电动阀转到生产位，分离器停止进油；
4.控制器检测现场操作状态信号，发现电动阀转动到生产位后打开分离器过油阀开关，分离器中的原油通下部的过油阀门流出分离器，同时在过油阀后面的含水分析仪检测原油的含水率。分离器的液位开始下降，当处理器检测到分离器液位下降到下液位开关位置时关闭分离器阀门；
5.控制器重复3、4过程直到达设定的计量时间或罐次。如果定时计量最后一次没有完成一罐次计量放弃最后一次的计时，完成计量后，处量器累加所有的计量时间，用计量罐次乘以分离器的标定容积，除以计量时间，可以算出油井的日产液量。日产液量再乘以平均含水率可以得出日产油量，最后把所计算的数据存入寄存器，收到中控室的指令后传送数据到中控室，完成本次计量。
Claims (1)
1.一种三相计量控制器，其特征是：三相计量控制器由主控制器模块Micro16、模拟量输入模块5501、数字量输入模块5403、数字量输出模块5409、脉冲量输入模块5410、一体化电源POW1、POW2、POW3、POW4、POW5、显示小屏PWS、报警器和端子组成；
主控制器模块Micro16通过数据总线I/O BUS与模拟量输入模块5501、数字量输入模块5403、数字量输出模块5409、脉冲量输入模块5410、电源模块POW5相连，主控制器模块为总线I/O BUS提供1000mA的5V电源；
每块模拟量输入模块5501有8路模拟量输入通道，通过端子接计量配水间的压力、液位、温度、可燃气体浓度和含水率现场模拟信号的输入；
每块数字量输入模块5403有8路数字量输入，通过端子接现场各阀门的开关状态输入信号以及其它开关量状态输入信号；
每块数字量输出模块5409有8路数字量输出，通过继电器隔离控制电动阀；
每块脉冲量输入模块5410有4路脉冲量输入，通过端子接配水间电子水表的脉冲量输入；
电源模块POW4电源输入接变压器的24V交流输出，产生A路24V直流输出为接到主控制器模块Micro16，产生的B路24V直流输出接到电源模块POW5；
电源模块POW5电源输入接POW4的B路输出。总线上各模块的耗电量超过控制模块Micro16的供电量时，在总线上接一块电源模块POW5通过数据总线I/O BUS为总线的模块提供5V直流电源。POW5的24V输出接到显示屏(PWS)；
电台电源POW3输入接220V交流电，输出13.8V接电台输入口(RAD)；
电台RAD的电源输入接电台电源的电源输出，数据口接主控制器Micro16的COM1口，射频口通过避雷器接天线馈线；
显示屏PWS的串口接主控制器模块Micro16的串口2，电源输入端与电源模块POW5的24V电源输出相连；
一体化24V直流电源POW1输入端子通过接线端子接配电箱送来的220V交流电，产生的24V直流电源通过保险端子和现场接线端子接到模拟量输入模块5501、数字量输出模块5409及现场仪表；
一体化12V直流电源POW2输入端子通过接线端子接配电箱送来的220V交流电，产生的12V直流电源通过保险端子和现场接线端子接到电子水表。
Priority Applications (1)
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| CN 02243823 CN2567579Y (zh) | 2002-07-24 | 2002-07-24 | 三相计量控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN2567579Y true CN2567579Y (zh) | 2003-08-20 |
Family
ID=33715963
Family Applications (1)
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| CN 02243823 Expired - Lifetime CN2567579Y (zh) | 2002-07-24 | 2002-07-24 | 三相计量控制器 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN2567579Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101864945A (zh) * | 2010-05-21 | 2010-10-20 | 北京工业大学 | 基于可编程序控制器的多油井连续计量系统和计量方法 |
| CN104601947A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-05-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种基于Web技术的移动式油田堵水调剖远程监控系统 |
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2002
- 2002-07-24 CN CN 02243823 patent/CN2567579Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101864945A (zh) * | 2010-05-21 | 2010-10-20 | 北京工业大学 | 基于可编程序控制器的多油井连续计量系统和计量方法 |
| CN101864945B (zh) * | 2010-05-21 | 2013-03-27 | 北京工业大学 | 基于可编程序控制器的多油井连续计量系统和计量方法 |
| CN104601947A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-05-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种基于Web技术的移动式油田堵水调剖远程监控系统 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: BEIJING ECHO TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER NAME OR ADDRESS: BEIJING SECURITY CONTROL TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
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|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Expiration termination date: 20120724 Granted publication date: 20030820 |