讨论主题:在油气田数字化建设中,天然气作为清洁能源,开发力度越来越大,在建设中很多气井井场无市电供应,需要采用太阳能供电,这就要求信息化建设项目中用到的各种设备具有低功耗特性,以便降低整体功耗,谈谈在气田数字化建设中,低功耗产品的选用(RTU、摄像机、仪表)?
要求:最好结合自己实际工作。
参与方式:采取跟帖的方式参与。
评奖规则:由活动组织者评奖,并进行公开公布告示。
活动结贴:每周为1期,由安控数字化论坛擂台版主选定议题,半个月后(隔一期)擂台版主从所有参与讨论的网友中选出6个优胜者。
奖项设置:每期选出6个优胜者,其中:
一等奖1名:奖100MP(相当于100人民币),
二等奖5名,奖工控精美礼物一个(工控点点、工控T恤、工控徽章、工控工具四者任选一个,相当于65人民币)。 优先考虑参与次数少于3次的ID
活动发奖:MP评奖后一周内发放,精美礼物每月发放一次,统一在月初寄送。
北京安控科技股份有限公司
地址:北京市海淀区上地四街一号
邮编:100085
电话:400-0093-200 市场部
传真:010-62971668-6888
网址:www.echocontrol.com
E-mail:info@echocontrol.com
北京安控科技股份有限公司(简称“安控科技”),是专业从事工业级RTU(远程控制终端)产品研发、生产、销售和系统集成业务的高新技术企业,拥有完善的RTU产品链,产品被广泛应用于石油天然气、煤层气、页岩气的开采、处理、管输、储配等各个环节以及环境在线监测、城市燃气、供水供热等管网监控领域,并已远销美国、加拿大、墨西哥、土耳其、哈萨克斯坦、土库曼斯坦、伊拉克、伊朗、韩国、泰国、马来西亚等国家。基于RTU技术,安控科技在油气、环境在线监测等行业开发出多款专业化经典产品,拥有完善的油气田自动化和环保在线监测专用产品。此外,安控科技还提供工业自动化产品的OEM/ODM服务,提供SCADA自动化系统和企业管理信息系统的集成服务。
安控科技通过了ISO9001质量管理体系和ISO14001环境管理体系认证,建立了先进的生产和检测平台,并获得了多项国际认证(如UL 、CE、EMC3级认证等),产品品质达到国际先进水平。
安控科技成立于1998年,位于北京市中关村科技园区海淀园上地信息产业基地。安控科技始终坚持以人为本的人力资源发展战略,建立了一支以高级工程师和专业研究生为骨干的研发团队,打造了一支经过市场历练的高效经营团队,锻炼和培养了一支优秀的管理团队。安控科技始终坚持自主创新的企业发展战略,已经拥有了商标、专利、软件著作权等各类知识产权百余项,覆盖了所提供的所有自动化产品和控制系统。安控科技的研发项目多次获得国家、北京市政府的研发资金支持,部分产品被认定为国家级火炬计划项目、国家重点新产品项目、科技部创新基金项目、商务部出口研发资金项目,受到政府嘉奖与资助。
作为中国自动化学会理事单位、中国自动化学会专家咨询工作委员会常务理事单位、中国自动化学会仪表与装置专业委员会委员单位、北京市中关村企业信用促进会的第一批信用企业,安控科技在国内同行业中较早的通过ISO9001质量管理体系认证,拥有系统集成、建筑施工、环保设施运营等各类资质。
本着“卓越品质,源于更高要求”的核心理念,“协作、严谨、勤奋、卓越”的企业精神,安控人必将以更可靠的工业级RTU产品、更先进的自动化解决方案和更完善的服务答谢用户、回报社会,为振兴民族自动化事业、创建民族自动化品牌而努力奋斗。
北京安控科技股份有限公司
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北京安控多款传感器都是使用一次性锂电池,可以使用3年。 SZ903D无线压力传感器 |
产品概述: 无线传感器产品是北京安控科技股份有限公司针对油气田生产需要,结合油气生产工艺技术、自动化仪表技术及通信技术,而开发、生产的智能型传感器。具有功能强、可靠性高、应用灵活、操作方便等特点。 |
型号 | SZ903D |
测量范围 | 0~2.5MPa/0~8MPa/0~16MPa/0~25MPa/0~35Mpa,其他测量范围可定制 |
测量精度 | ±0.5%F.S |
测量介质 | 原油、水、天然气 |
设备标定周期 | 12个月(建议) |
过程连接 | M20×1.5外螺纹 |
工作环境 | 湿度 5%RH~95% 温度 -40℃~+70℃ |
防爆等级 | ExdⅡBT4 |
通讯方式 | SZ903D:2.4GHz Zigbee通信技术 |
视觉指示 | 单色液晶显示器 |
传输距离 | 通信距离最大100m或1000m |
天线形式 | 内置天线 |
工作电源 | 3.6V,一次性锂电池 |
电池更换周期 | 3年 |
SZ905D无线温度传感器 |
产品概述: SZ905D无线温度传感器 |
(1)就地显示配置液晶显示器 (2)防H2S腐蚀设计 (3)适用于各种恶劣的使用环境 主要参数
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SZ902N无线负荷位移传感器 |
产品概述: |
1. 主要功能
2. 特点
3. 主要技术指标
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1.RTU选型
井口RTU:选用北京安控科技股份有限公司(以下简称安控科技)的井口数据采集RTU,通过4-20mA模拟信号对负荷和角位移进行示功图数据采集;远程手动控制油井电机启停,并采集油井运行状态;启动现场报警提示;对电机三相电压和三相电流进行采集。井口数据通过2.4G无线通讯协议与井场主RTU进行通讯。
井场配水间RTU:选用安控科技的配水间RTU,对井场配水间汇管压力进行采集;通过RS485采集高压注水流量计的注水流量数据,同时还与压力变送器进行通讯。配水间数据通过2.4G无线通讯协议与井场主RTU进行通讯。
井场主RTU: 选用安控科技的井场主RTU(Super32-L系列RTU),通过4-20mA模拟信号对井口出油管线压力进行采集;通过2.4G无线通讯协议与所属各井口RTU和配水间进行无线通讯,以实现数据采集和井口控制;通过无线网桥上传数据到增压站。
增压站RTU/PLC控制部分:选用安控科技的增压站RTU/PLC(3个AI模块、1个AO模块、1个DI模块、1个DO模块和一个RS485采集模块),实现站内监控点的数据采集、回路控制、故障连锁和累计计算等功能。
2. 防爆摄像机的选型
要选择合适的防爆摄像机,其实就是根据现场的不同环境和条件选择不同的防爆类型、不同的防爆级别和温度组别,不同的外壳材质的防爆摄像机。
简单地说,防爆产品从防爆型式上基本分以下三类:
一、Ⅰ类 矿用甲烷——在煤矿用(矿用防爆):本质安全型,其防爆标志为ExibⅠ;隔爆型,其防爆标志为ExdⅠ
二、Ⅱ类 爆炸性混合气体——在化工、油田、油罐、石化、炼油、军工、航天等工厂用(气体防爆):常用隔爆型,其防爆标志为ExdⅡA、ⅡB、ⅡC。
注:产品技术标准GB 3836.2—2000,爆炸性气体环境用电气设备 第二部分:隔爆型“d”这是最常见的情况,以下非特指均为气体防爆类隔爆型
三、Ⅲ类 爆炸性粉尘和纤维——在粮食加工厂、粮库等粉尘环境中用:一般采用粉尘防爆型电器设备,其防爆标志为Ex DIP.DT.T13。
油罐车专用微型防爆摄像头通过了气体隔爆和防粉尘点燃隔爆的双标识最高等级认证,其防爆标志为ExdIICT6/DIP A20 TA,T6,适用于工厂具有ⅡA、ⅡB、ⅡC级T1~T6组可燃性气体、蒸气与空气形成的性混合物的1区、2区场所以及及可燃性粉尘与空气混合形成的20区、21区、22区危险场所。如:可广泛的用于石油、化工、码头、油库、轮船、钻井平台、加油站、矿井、港口、航天、军工、医药、钢铁、花炮生产、机械、粮食加工储存等场所,特别适合油灌车、加油机,小型仓库、防爆电梯等对体积和重量要求较高的场所,配置立体的监控网络,保障生产、生活的安全。
气田仪表选型步骤:
确定检测物理量、特性、技术指标要求
确定仪表类型,查找生产厂家,查阅选型手册
确定参数指标(测量范围、精度、防爆等级、防护等级、材料等)
确定安装方式
填写选型表
下面以流量仪表选型举例:
(1)流量范围
流量范围指流量计可测的最大流量与最小流量的范围。
(2)量程和量程比
流量范围内最大流量与最小流量值之差称为流量计的量程。最大流量与最小流量的比值称为量程比,亦称流量计的范围度。
(3)允许误差和精度等级
流量仪表在规定的正常工作条件下允许的最大误差,称为该流量仪表的允许误差,一般用最大相对误差和引用误差来表示。
流量仪表的精度等级是根据允许误差的大小来划分的,其精度等级有:0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5等。
(4)压力损失
压力损失的大小是流量仪表选型的一个重要技术指标。压力损失小,流体能消耗小,输运流体的动力要求小,测量成本低。反之则能耗大,经济效益相应降低。故希望流量计的压力损失愈小愈好。
Super32-L 系列RTU,是安控科技集多年的开发、工程经验设计的新型一体化RTU 产品,是面向工业现场信号采集和对现场设备控制的通用RTU。该系列RTU 采用先进的32 位处理器,不仅能完成现场信号的数据采集、控制输出,还能实现数据处理、PID 运算、通信联网等功能。与同类RTU 相比,具有更大的存储容量、更强的计算功能、更简便的编程与开发能力、更强大的通讯组网能力和卓越的环境指标特性,能够适应各种恶劣工况环境
Super32-L60X 系列RTU 在长输管线中的应用
在石油/ 天然气长输管线中会有大量的阀室。这些阀室所处地点大多十分偏远,交通不便。这就对控制器的可靠性提出了更高的要求。为了提高系统的通信可靠性,长输管线一般采用双光纤以太网。Super32-L60X 系列RTU 具有双以太网接口,可应用于双网络系统。
Super32-L60X 系列RTU 平均无故障时间长达50 万小时,性能稳定可靠,完全可满足长输管线对系统可靠性的要求。Super32-L60X 系列RTU 运行功率小于2W,在采用太阳能供电时,同样的工作要求下,所需的太阳能板面积及蓄电池容量要小于其它同类控制器。
Super32-L20X 系列RTU在城市燃气SCADA系统中的应用
城市燃气公司的监测站点地域分布极为分散,场站工作状况的监测和控制也较为繁杂,特别是对大量无人值守站点和阀室、阀井的有效管理更是难以实现。随着城市燃气输配管理水平的不断提高,人工巡检的方式将逐渐转为以RTU 为基本单元的远程自控无人值守方式。
Super32-L20X 系列RTU 具备优越的环境指标、低功耗、大容量内存、灵活的通讯能力等特性,同时支持标准的ModbusRTU/ASCII/TCP 协议,可以和大多数的组态软件连接,实现轻松组态。适宜配置在中小型调压站、中压站、高压站等有人值守和无人值守站点,对燃气压力、温度、流量、现场设备状态及泄漏报警等数据进行采集,通过通讯网络传至调度中心,实现全方位、一体化的集中监控管理。
Super32-L30X 系列RTU在城市供水SCADA系统中的应用
城市水务集团具有大量的水源井及泵站,他们大多分布在偏远的水源地。水务集团需要实时了解各水源井的工作状态,并根据各时段的用水需求启停各个水源井。Super32-L30X 除具有AI、DI、DO 等I/O 通道外还在内部集成了电量采集功能,可以直接采集电机的三相电参数,减少了用户采购电量模块的成本,省去了模块之间的接线。
Super32-L308无线电量模块采用先进的32位处理器,不仅能完成逻辑运算、定时、计数控制,还能实现数据处理、通讯联网等功能。与同类RTU相比,具有更大的存储容量,更强的计算功能,更简便的编程与开发能力;强大的通讯组网能力和卓越的环境指标特性,能够适应各种恶劣工况环境。通过无线通讯协议与计量间无线数据采集器进行数据通讯。
(2)无线压力变送器:无线压力变送器选用的是北京安控公司的SZ903D产品,实时监测油压、油套的压力和注水井注水压力。SZ903D无线压力传感器,就地显示配置液晶显示器;采用防H2S腐蚀设计;适用于各种恶劣的使用环境;具有功能强、可靠性高、应用灵活、操作方便等特点。通过无线通讯协议与计量间进行数据通讯。
(3)无线网关:在无线网管的选择上可以选择北京安控公司的SZ932无线网关产品。该设备具有1个Zigbee无线接口、1个RS485接口、1个RS232接口、1个TCP/IP网络接口,因此可以广泛用于以下场合:
(1)实现第三方产品的协议转换;
(2)实现有线通信和无线通信之间的转换。
(3)作为网关设备,将有线RS232/RS485或者无线通信转换为网络数据传输;
(4)无线载荷位移传感器:无线载荷位移传感器的选择方面可以选择北京安控公司的SZ902N型号无线载荷位移传感器,可自动测量功图和自动测量冲次,实现对有杆泵示功图的采集。示功图数据以Zigbee无线通信方式,传输到井口无线电量模块和计量站无线数据采集器通信主站。
SZ902N型号无线载荷位移传感器,设备简单,只有一个与传统载荷传感器相似的终端组成;安装方便,与传统的载荷传感器安装方法相同,但是免去了有线仪表电缆敷设的施工量,安装简化快捷;运行稳定,使用电池供电,可消除外界电网干扰;安全防盗,示功仪与卡锁一起上下运动,不易被人为破坏;技术先进,可设置多个频点,避免同频干扰;方法新颖,利用加速度传感器获取位移量;绿色产品,利用太阳能充电安全环保。通过无线通讯协议与计量间进行数据通讯。
三、安控Suepr32-L307控制器,该控制器IO点为6路AI 4路DI 4路DO 1路RS485,1路RS232,1路RJ45接口内嵌3相电参采集。并且DI还支持计数功能。可以接入脉冲信号。该款控制器非常适合像抽油机井口、煤层气井口的设备参数采集。该款控制器支持C语言编辑功能,可以方便的开发不通的通信协议,通过RS485与变频器连接,并编写智能控制程序。
四、
(1)主要功能
自动测量功图。
自动测量冲次。
(2)特点
设备简单,只有一个与传统载荷传感器相似的终端组成。
安装方便,与传统的载荷传感器安装方法相同。
运行稳定,使用电池供电,可消除外界电网干扰。
安全防盗,示功仪与卡锁一起上下运动,不易被人为破坏。
技术先进,可设置多个频点,避免同频干扰。
方法新颖,利用加速度传感器获取位移量。
绿色产品,利用太阳能充电安全环保。
1.井站自动化系统的总体结构设计和产品选型
井站自动化系统主要由井口控制终端(RTU)、现场检测设备、通讯链路、计量终端(PLC)、中心控制设备组成的一套(SCADA)数据采集控制系统。如何选用功能完备的RTU和检测仪表、如何选用可靠的通讯方式进行井口数据通讯以及如何使数据稳定准确及时的传输到中控室,都决定了系统的稳定性、实用性和可靠性。
在2010年的新系统建设和老区块改造项目中,尽管各种油水井的功能同以前建设的已有系统类似,但是在井站系统的通信系统设计和产品、技术选型方面,却发生了本质的变化。
在产品选型方面,选用北京安控科技股份有限公司最新生产的高性能一体化RTU产品和无线仪表,安控产品既保留了其传统的高性能、高可靠性等特点,同时又全面支持最新的ZigBee无线技术。对于冀东油田已有系统的老RTU,也采用北京安控公司的ZigBee无线通信模块进行改造,扩充出无线通信接口。
在井站系统通信设计方面,井口仪表与井口RTU之间、井口RTU与计量站数据采集器之间,均采用先进的ZigBee无线技术,具备大容量、低功耗、高可靠性、高安全性的优点,代表了短距离无线通信技术的发展趋势,并由此带来施工简化、调试维护简单、建设周期短等优点。计量站与上级作业区监控中心之间的数据通信和视频传输,则采用了已有的光纤通信网络。
1.1井站自动化系统的总体结构
在高标准、高性能、高稳定性的原则指导下,冀东油田井站自动化系统结构如下图所示,包括数据采集部分、网络通讯部分和作业区监控中心(中控室)三大部分:
1.2产品选型
在冀东井站自动化系统的建设中,井口相关部分选用了北京安控科技股份有限公司的采集和控制设备。这些设备均支持ZigBee通信技术。ZigBee通信技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。ZigBee技术是基于IEEE802.15.4物理层、MAC层和数据连接层上制定出的标准,具有高可靠、高性价比、低功耗的网络应用规格。
北京安控科技股份有限公司(简称“安控科技”),是专业从事工业级RTU产品研发、生产、销售和系统集成业务的高新技术企业,是行业领先的工业级RTU产品供应商和系统集成服务商,拥有完善的远程控制终端(RTU)产品链,拥有完善的油气田自动化和环保在线监测专用产品。
RTU是SCADA系统的基本组成单元。SCADA是Supervisory Control and Data Acquisition 的缩写,是对分布距离远、生产单位分散的生产系统的一种数据采集与监视控制系统。
我气田使用的安控科技的RTU可以由几个、几十个或几百个I/O点组成,可以放置在测量点附近的现场。RTU至少具备以下两种功能:数据采集及处理、数据传输(网络通信)。 我气田包括阀池站、中间站等一整套控制都是基于通讯系统的完善,在站内可以用PLC,在控制阀池这块更多的应用远程控制单元RTU。整套控制体系化就是一个完整的SCADA系统。
天然气外输工程站控系统采用以计算机为核心的监控和数据采集系统,站场控制以现场远程RTU为主,并将现场监测数据上传到控制室进行集中监控和管理,
站控系统主要由控制室和现场RTU组成。
RTU是过程控制单元,主要包括:CPU及协处理器、存储器、局域网(LAN)接口、模拟I/O组件、数字I/O组件件、通信接口、电源板等,还包括与上级管理计算机系统的通信通道接口(预留)、操作员接口等。控制室配置了操作员兼工程师工作站、打印设备(报告打印机、报警/事件打印机)。操作员/工程师工作站为站控系统提供了灵活、良好的人机界面和操作手段。
计量站无线采集器SZ932实现了两级通信方式:每个计量站下辖的现场无线仪表和无线控制器的数据,首先要传输到计量站无线数据采集器主站,然后再经网关集中批量地传输到上位机系统。
产品选型
在冀东井站自动化系统的建设中,井口相关部分选用了北京安控科技股份有限公司的采集和控制设备。这些设备均支持ZigBee通信技术。ZigBee通信技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。ZigBee技术是基于IEEE802.15.4物理层、MAC层和数据连接层上制定出的标准,具有高可靠、高性价比、低功耗的网络应用规格。
北京安控科技股份有限公司(简称“安控科技”),是专业从事工业级RTU产品研发、生产、销售和系统集成业务的高新技术企业,是行业领先的工业级RTU产品供应商和系统集成服务商,拥有完善的远程控制终端(RTU)产品链,拥有完善的油气田自动化和环保在线监测专用产品。
2.2.1无线电量模块
抽油机井、电潜泵井的数据采集设备,选用的是北京安控公司的Super32-L308无线电量模块,可实现对三相电压、三相电流和对抽油机的启停控制以及状态采集。模块具备6路AI、4路DI、4路DO通道。在通信接口方面,具备1个RS232接口、1个RS485接口,内置了高性能的Zigbee通信芯片,并配套提供2.4G高增益天线。
产品选型
在冀东井站自动化系统的建设中,井口相关部分选用了北京安控科技股份有限公司的采集和控制设备。这些设备均支持ZigBee通信技术。ZigBee通信技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。ZigBee技术是基于IEEE802.15.4物理层、MAC层和数据连接层上制定出的标准,具有高可靠、高性价比、低功耗的网络应用规格。
北京安控科技股份有限公司(简称“安控科技”),是专业从事工业级RTU产品研发、生产、销售和系统集成业务的高新技术企业,是行业领先的工业级RTU产品供应商和系统集成服务商,拥有完善的远程控制终端(RTU)产品链,拥有完善的油气田自动化和环保在线监测专用产品。
2.2.1无线电量模块
抽油机井、电潜泵井的数据采集设备,选用的是北京安控公司的Super32-L308无线电量模块,可实现对三相电压、三相电流和对抽油机的启停控制以及状态采集。模块具备6路AI、4路DI、4路DO通道。在通信接口方面,具备1个RS232接口、1个RS485接口,内置了高性能的Zigbee通信芯片,并配套提供2.4G高增益天线。
Super32-L308无线电量模块采用先进的32位处理器,不仅能完成逻辑运算、定时、计数控制,还能实现数据处理、通讯联网等功能。与同类RTU相比,具有更大的存储容量,更强的计算功能,更简便的编程与开发能力;强大的通讯组网能力和卓越的环境指标特性,能够适应各种恶劣工况环境。通过无线通讯协议与计量间无线数据采集器进行数据通讯。
2.2.2无线载荷位移传感器
抽油机井选用了北京安控公司的SZ902N型号无线载荷位移传感器,可自动测量功图和自动测量冲次,实现对有杆泵示功图的采集。示功图数据以Zigbee无线通信方式,传输到井口无线电量模块和计量站无线数据采集器通信主站
SZ902N型号无线载荷位移传感器,设备简单,只有一个与传统载荷传感器相似的终端组成;安装方便,与传统的载荷传感器安装方法相同,但是免去了有线仪表电缆敷设的施工量,安装简化快捷;运行稳定,使用电池供电,可消除外界电网干扰;安全防盗,示功仪与卡锁一起上下运动,不易被人为破坏;技术先进,可设置多个频点,避免同频干扰;方法新颖,利用加速度传感器获取位移量;绿色产品,利用太阳能充电安全环保。通过无线通讯协议与计量间进行数据通讯。
2.2.3无线压力变送器
无线压力变送器选用的是北京安控公司的SZ903D产品,实时监测油压、油套的压力和注水井注水压力。SZ903D无线压力传感器,就地显示配置液晶显示器;采用防H2S腐蚀设计;适用于各种恶劣的使用环境;具有功能强、可靠性高、应用灵活、操作方便等特点。通过无线通讯协议与计量间进行数据通讯。
2.2.4无线网关
杆泵井采集器和计量站无线数据采集器主站,均选用了北京安控公司的SZ932无线网关产品。该设备具有1个Zigbee无线接口、1个RS485接口、1个RS232接口、1个TCP/IP网络接口,因此可以广泛用于以下场合:(1)实现第三方产品的协议转换;
(2)实现有线通信和无线通信之间的转换。
(3)作为网关设备,将有线RS232/RS485或者无线通信转换为网络数据传输;
在冀东井站自动化系统中,SZ932无线采集器可以通过标准的RS485通讯协议对螺杆泵变频数据进行采集,然后以Zigbee无线方式,将螺杆泵变频器数据传输到计量站,从而满足了第三方产品设备更好的接入。
另外,每个计量站的无线数据采集器同样也采用了SZ932无线网关。其作为井口设备的通信主站,以Zigbee短距离无线通信方式,与现场无线仪表或无线RTU通信;然后经网关通过光纤网络传输到作业区监控中心的上位机系统。
2.3网络通信设计
从系统结构图可以看出,通信设计采取了无线和有线相结合的方式,达到实时数据采集、传输、远程控制等效果,并将相应数据传输至后台网络,实现后台信息共享,信息管理等应用。
2.3.1无线应用部分
每个计量站下辖的井口,一般分布在以计量站为中心、半径1公里以内,相对比较集中。采用短距离无线技术可以节省成本同时也降低了施工强度。采用ZigBee无线技术,应用在现场无线仪表和无线RTU与计量站无线数据采集器之间的通讯上。
无线技术采用的是ZigBee的无线网络协议,ZigBee是一种无线连接,可工作在2.14GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)915MHZ(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率,它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。
2.3.2有线应用部分
计量站是分散的,且与作业区监控中心的距离相对较远。井口采集数据和视频监控数据要统一传送到中控室,采取了抗干扰能力强、传输距离远、数据通讯量大的光纤作为媒介,以保证数据传输的实时性、可靠性和稳定性。
3.系统实现的功能
数据采集包括井口数据采集、计量站数据采集和作业区监控中心。
3.1井口数据采集部分
1) 功图法量油
在井场,井场配套无线载荷位移传感器SZ902N,实现油井功图全天候采集。在作业区监控中心则安装专门的示功图量油诊断软件,及时掌握油井产量情况和分析故障原因。
2)电参采集、油井压力采集
在抽油机控制箱配套无线电量模块Super32-L308,监测抽油机上下行过程中三相电流和三相电压的变化情况;监视抽油机运行状态,对电机缺相、过载、空转等故障实现自动报警,并能根据控制中心命令实现启停控制。
在油井上安装无线压力传感器SZ903D,实时监测油压和套压的变化。
3)螺杆泵井
在螺杆泵井控制箱内配套无线采集模块SZ932,无线采集模块SZ932提供了标准的RS485接口,能够与螺杆泵控制变频进行通讯。采集变频实时数据,了解三相电压、三相电流、电功率、功率因数和电能等参数,并据此制定节能降耗措施。
4)电潜泵井
在电潜泵井控制箱内配套无线电量模块Super32-L308,通过电流互感器对电泵井的三相电流进行实时监控。
5)注水井
在注水井安装无线压力变送器SZ903D,实时监测注水井压力的变化。
3.2计量站数据采集部分
1)计量站无线采集主站
计量站无线采集器SZ932实现了两级通信方式:每个计量站下辖的现场无线仪表和无线控制器的数据,首先要传输到计量站无线数据采集器主站,然后再经网关集中批量地传输到上位机系统。
两级通信方式的优点:将井口无线仪表和设备,首先以计量站为单元,分别独立地进行数据采集,提高了采集效率,缩短了轮训周期;而作业区监控中心则只需与计量站无线数据采集器通信,而不必直接面对现场数以千计、输出接口各异的设备(仪表、电量采集单元、变频器等),降低了中控室上位软件的工作负荷和软件复杂性。
2)计量站PLC
计量站采用的是西门子的S7-300系列PLC,实现对计量间内数据的采集、计算和控制。实现计量站的无人值守功能。
3.3作业区监控中心部分
中控室数据采集与监视控制系统(SCADA)系统,主要实现流程监控、功图分析、生产曲线、报表生成、操作日志和报警等功能。有着信息完整、提高工作效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势。提高了油田油井系统运行可靠性、安全性与经济效益,减轻了调度员的负担,实现了油田调度自动化与现代化,在提高调度人员的工作效率和操作水平方面有着不可替代的作用。
4.无线井站自动化系统的优点、效益分析
与传统的产品选型和系统设计相比,冀东无线井站自动化系统在建设和使用中均显示出了独特的优点:
4.1施工简便、低成本,节省材料和人工
油田传统的井站自动化系统的建设方式,以冀东原有的老区块为例,采用的是模拟仪表和有线通信传输。模拟仪表传输和有线通信方式,在施工安装过程中不可避免地需要敷设信号电缆、通信电缆(如RS485电缆),涉及到在井场挖沟和安装电缆护管等。人工费用和材料费用造成施工成本高。
而在无线井站自动化系统中,这一部分的施工费用不存在了,信号传输和通信传输均简化为无线通信的调试,施工成本被降到了最低。
4.2施工快捷,建设周期短,便于后期维护
由于新系统的建设省略了在井场动土挖沟、动火电焊等施工,因此施工速度提高了数倍。
以北京安控公司生产的U型无线载荷传感器的安装为例,传统的信号电缆敷设和传感器安装需要至少半小时以上,而该传感器减少了安装抽油机光杆卡子和电缆敷设的时间,因此正常的安装时间缩短到了10分钟以内。
井场内自动化设备的安装施工中,都需要对油井停机停电,而停机就意味着油井减产。因此从这个意义而言,施工速度的提高就等于是生产效益的提高。
在系统的后期维护方面,冀东老区块原有的信号和通信电缆,在修井作业中经常被重型车辆轧断和遭到人为破坏。而无线产品则免除了这一问题。
4.3适合于规模施工,全面建设数字化油田
随着电子技术、计算机技术的进步,特别是国产设备的推陈出新,油田专用的RTU、PLC产品的采购成本已经逐渐降低;而无线技术的应用,则带来了施工费用的大大降低。
仅仅在数年以前,油田自动化建设的投资还只能针对重点区块、建设重点工程。而目前最新的技术和产品,则为全面建设数字化油田创造了条件。
防爆摄像机的选型
防爆摄像机的原理与选用,就防爆摄像机本身而言,光电结构和普通的工业摄像机并无本质上的差异。其特征在于使用一种或一种以上的防爆型式对工业摄像机进行处理,使之能够在易燃易爆的现场环境中应用。早期的防爆摄像机以本质安全型和正压型为主。本质安全型防爆摄像机的特点在于对摄像机的电路进行本质安全处理,电气之线路输出或输入均被设计控制在不足以产生使氢气发生引火爆炸的能量以下,使其在正常工作中不会产生电火花、电弧及高温,从而避免引爆易爆物质。这种类型的防爆摄像机结构单位成本过高是最大缺点,此外也不利于日后的升级。正压型是早期美系防爆摄像机产品的常用结构,使用中维护相当不便,如不精心维护,引爆危险性相当大。此结构目前所见除极少数台湾厂商仍在制造外,基本已被防爆摄像机行业全面淘汰。
防爆电器的防爆型式虽然较多,但并不是都适于用于防爆摄像机。比如充油型,充沙型等方式,在防爆摄像机上是根本不能使用的。
目前防爆摄像机的国际主流方式是隔爆型。其特征在于将常规的普通摄像机放在特制的外壳内,该外壳具有将壳内电气部件产生的火花和电弧与壳外爆炸性混合物隔离开的作用,并能承受进入壳内的爆炸性混合物被壳内电气设备的火花、电弧引爆时所产生的爆炸压力,而外壳不被破坏;同时能防止壳内爆炸生成物向壳外爆炸性混合物传爆,不会引起壳外爆炸性混合物燃烧和爆炸。这种具有隔爆外壳的摄像机就是“隔爆型防爆摄像机”。而这种特殊的外壳叫“隔爆外壳”,我们通常叫它“隔爆摄像仪防护罩”。也就是说,隔爆型防爆摄像机等于“隔爆摄像仪防护罩”+普通摄像机、镜头。这样的话,只要尺寸合适,工程商就可以自由选择内置的摄像机、镜头,同时成本也降低了。对于以后的维护,也方便很多,断电源即可开盖取出摄像机、镜头。这样的“隔爆摄像仪防护罩”通常以抗爆炸压力和冲击的高强度不锈钢制成,极其坚固。质量好的产品壁厚在5MM以上,比防弹级别的防暴摄像机有过之而无不及。
很多情况下,不锈钢外壳远比铝制外壳优越,比如抗腐蚀性能。特别是火灾情况下的生存能力要远远好的多。 举这两个例子,主要是说明质量优良的防爆摄像机的良好生存力,并不是建议大家去尝试这种极端环境。对于耐爆炸的环境,我们的通常做法是还要加厚;对应高温燃烧的环境也有专用的型号。此外,市场上还有所谓气密型防爆防护罩,但是按照要求这种气密型外壳是不可随意拆卸的,以保证永久气密性。如拆卸,则密封后必须重新做气密实验。考虑到施工现场没有气密实验的条件,这种“薄皮大馅”方式的安全性是非常值得怀疑的。即便出厂时即安装好摄像机并做好气密实验,以后的维护也是要打开外壳的,永久气密性根本无法保证,非常危险。
横河电机销售的增强型STARDOMTM网络型控制系统的FCN-RTU低功耗自律型控制器新增功能包括对FOUNDATIONTM现场总线以及HART数字通信协议的支持。这样一来,收集气田、油田中各种设备以及那些广域分布的生产设备的维护信息就成为可能,从而大大提高设备管理的效率,并减少生产维护成本。
为了满足全世界范围内不断增长的能源需求,过去几年中石油公司一直致力于提高输出量,即使在那些缺乏供电以及通信基础的偏远地区也要开采石油和天然气。于是,向这些广域分布的油田、气田派驻维护工程师,去检查那里的生产设备,就成为了石油公司沉重的财务负担。因此,可以为公司集中管理所有维护信息的解决方案就被提上了日程,其中包括对维护履历和现场设备信息的管理。
为了满足这一需求,横河电机增强了FCN-RTU低功耗自律型控制器的功能,添加了对FOUNDATION现场总线以及HARTR数字通信协议的支持,这样就可以从现场设备获取维护信息。
特性
减少接线成本
新版FCN-RTU支持FOUNDATION现场总线,可以通过一条电缆从多传感变送器获取多变量数据(温度、压力等),而且可以实现与现场设备的多点连接。这样就减少了接线和维护成本,而且简化了接线,更加便于维护。
高精度
控制器需得到高度精确的温度、压力等数据才能精确计算石油和天然气的产量。控制器与现场设备实现数字通信后,就无需数字量到模拟量、模拟量到数字量的数据转换,从而减少转换误差,提高产量计算的精度。
高效的设备检查以及可预测性维护
与FCN-RTU结合使用工厂资源管理器(PRMTM—横河电机综合设备管理软件包),可以对那些支持FOUNDATION现场总线以及HART通信协议的现场设备的各种信息进行集中管理。这些信息用于制定设备检查的日程,可以提高维护效率。PRM的诊断功能,如差压变送器脉冲线路堵塞诊断等,可以帮助维护工程师确定维护的时机。而可预测性维护功能能够在设备出现故障前即对其进行维护,这对于那些安装在偏远地区的设备尤其有效,因为那里出现的问题无法得到快速解决。
工业自动化系统事业中心,工业自动化事业总部部长Masatoshi Nakahara先生作出如下评述:
“在油田和气田的控制与监视中采用现场技术是现场管理的一次革命。使用FOUNDATION现场总线传输的综合诊断信息可以实现传感器和传动装置的预测性维护,从而提高设备的可用性。横河电机将继续提出数字技术解决方案,可以稳步降低成本。”
STARDOM
STARDOM是开放的网络型控制系统,由控制、操作和监视等部分组成。自律型控制器是STARDOM系统的核心组成部分,具有数据采集和传输功能,以及PLC的控制与监视功能。这些控制器作为智能RTU,在天然气田和油田等广域分布的应用中得到使用。结合FCN/FCJ自律型控制器和FAST/TOOLS SCADA软件,灵活适用于各种分布式应用。FCN-RTU小型低功耗自律型控制器,于2008年12月开始销售。
PRM
PRM软件包可以集中管理整个工厂的仪表设备数据。维护工程师使用PRM监视设备的状态,并且通过网络进行在线诊断。PRM通过数据库集中管理各个设备以及它们的维护信息,并且在技术人员对工厂中安装的仪表设备进行维护时提供必要的信息。
主要市场
广域分布的气田、油田设备,环境监视设备,水处理设备,风力发电机组,气体分布装置。
应用
监视、操作和控制生产设备,采集和传输数据
1、GPRS或CMDA无线组网,支持SMS、TCP、ModBus TCP、UDP、DNS、DHCP、SMTP、POP3、HTTP、FTP、PPP等协议
2、一路RS-485,支持Modbus RTU协议
3、一路RS-232,可用于数据传输和系统参数设定
1、256K字节FLASH数据存储空间, 最大可以扩展到128M
2、定时器
3、看门狗
4、实时时钟,具有自动更新功能
5、低功耗,内置电池供电,可工作1.5-2年(与工作模式有关)
6、内置电池电压检测,低电压报警
7、内置压力传感器驱动电压检测,异常报警
8、采集周期、通信周期可由用户配置
9、系统自检功能
10、标准C语言开发环境,提供商品化的采集和通信代码。
1、IP66整机防护等级
2、内带卡紧式接线端子
3、可接外部直流电源,输入电压:12 VDC
4、工作温度:–30℃ - +70℃
5、工作湿度:0% - 99%
6、外形尺寸:175 x 125 x 75 mm
7、整机重量:1kg
8、电池组:一次性锂电,2 X 3.6V,1#,共计27Ah