本實(shí)用新型涉及一種油氣管道智能監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，技術(shù)人員對油氣管道信息進(jìn)行動態(tài)分析，依據(jù)管道壓力、溫度、流量的數(shù)據(jù)的關(guān)系，對管道監(jiān)控制定不同的管理制度，不定時地進(jìn)行人工調(diào)參。這期間往往會發(fā)生一些問題：

一、時效性問題。目前油氣田普遍采用自動化數(shù)據(jù)采集，值班人員定時查看采集數(shù)據(jù),不能及時看到數(shù)據(jù)變化情況。二、值班人員業(yè)務(wù)水平問題。自動化系統(tǒng)已經(jīng)有了異常,但還能工作,人員檢查時沒有發(fā)現(xiàn)問題,直到故障擴(kuò)大后才發(fā)現(xiàn),從而造成經(jīng)濟(jì)損失。三、管理制度實(shí)施問題，需要不停的調(diào)整運(yùn)行控制參數(shù),來保證工作的正常運(yùn)行,靠人工操作,往往不能達(dá)到滿意的效果。四、油氣管道監(jiān)測過程中需綜合考慮各方面數(shù)據(jù)匯總分析，隨著正常工作的管道的公里數(shù)目的增加,把每段管道每天的各種數(shù)據(jù)收集匯總,數(shù)據(jù)分析也是一個相當(dāng)繁瑣的過程。

這種非智能化的管理方法具有局限性并受時間和氣候限制，不能實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)境變化的快速反應(yīng)，導(dǎo)致不同程度的資源浪費(fèi)，人工成本增加，產(chǎn)量降低，從而影響經(jīng)濟(jì)收入。

針對油氣管道監(jiān)測中的時效性低、人工反應(yīng)速度慢、調(diào)參方式落后等問題，需要研發(fā)高智能化的智能監(jiān)測終端設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸和處理的過程中要具有抗干擾性和抗雷電；保證油氣集輸與長輸管道安全有效的正常工作，提高油氣田整體開發(fā)效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種油氣管道智能監(jiān)控系統(tǒng)，通過使用抗干擾的標(biāo)準(zhǔn)信號變送器，以及屏蔽網(wǎng)，提高了采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和抗雷電沖擊性，保證了油氣集輸與長輸管道安全有效的正常工作。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種油氣管道智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括油氣管道和在油氣管道上設(shè)置的壓力傳感器、流量傳感器和溫度傳感器，壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器的信號連接至一個控制終端，所述控制終端的輸出控制與油氣管道連接的變頻驅(qū)動馬達(dá)和電動閥門，所述控制終端設(shè)置有數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元連接有模擬量輸入端口、開關(guān)量輸入/輸出端口；其中，所述壓力傳感器使用的是輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號的壓力變送器，所述溫度傳感器使用的是輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號的溫度變送器，壓力變送器和溫度變送器的輸出連接至數(shù)據(jù)處理單元的模擬量輸入端口，所述數(shù)據(jù)處理單元通過一個20位分辨率的A/D 轉(zhuǎn)換器與模擬量輸入端口連接。

方案進(jìn)一步是：所述的標(biāo)準(zhǔn)信號是4-20mA直流標(biāo)準(zhǔn)信號。

方案進(jìn)一步是：所述開關(guān)量輸入/輸出端口與數(shù)據(jù)處理單元之間設(shè)置有光電隔離電路。

方案進(jìn)一步是：所述流量傳感器使用的是渦輪式流量變送器。

方案進(jìn)一步是：所述數(shù)據(jù)處理單元設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，數(shù)據(jù)處理單元通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊與設(shè)置在遠(yuǎn)端控制室的控制服務(wù)器連接。

方案進(jìn)一步是：所述的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊包括互聯(lián)網(wǎng)接口電路和無線通信接口電路，所述數(shù)據(jù)處理單元通過互聯(lián)網(wǎng)接口電路或無線通信接口電路與設(shè)置在遠(yuǎn)端控制室的控制服務(wù)器連接。

方案進(jìn)一步是：所述數(shù)據(jù)處理單元與模擬量輸入端口、開關(guān)量輸入/輸出端口之間設(shè)置有屏蔽隔離柵金屬網(wǎng)，屏蔽隔離柵金屬網(wǎng)保護(hù)接地。

方案進(jìn)一步是：所述壓力傳感器、流量傳感器和溫度傳感器分別設(shè)置在集輸進(jìn)出站干線油氣管道上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了油氣生產(chǎn)過程連續(xù)、漸變和長期準(zhǔn)確控制，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能可以使生產(chǎn)管理的各個部門及時掌握管道輸送工作狀態(tài)，縮短故障處理時間，提高工作效率；降低工人巡線次數(shù)，減輕勞動強(qiáng)度，達(dá)到管道無人值守，使油氣管道管理實(shí)現(xiàn)信息化、自動化，對油氣現(xiàn)場管理尤為重要，通過使用抗干擾的標(biāo)準(zhǔn)信號變送器，以及屏蔽網(wǎng)，提高了采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和抗雷電沖擊性，它能提高油氣企業(yè)管理水平，達(dá)到降本增效之目的。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作一詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1 為本實(shí)用新型邏輯框圖示意圖。

具體實(shí)施方式

一種油氣管道智能監(jiān)控系統(tǒng)，如圖1所示，所述系統(tǒng)包括油氣管道1和在油氣管道上設(shè)置的壓力傳感器2、流量傳感器3和溫度傳感器4，壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器的信號分別連接至一個控制終端5，所述控制終端的輸出控制與油氣管道連接的變頻驅(qū)動馬達(dá)和電動閥門，所述控制終端設(shè)置有數(shù)據(jù)處理單元501，數(shù)據(jù)處理單元連接有模擬量輸入端口502、開關(guān)量輸入/輸出端口503；其中，所述壓力傳感器使用的是輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號的壓力變送器，所述溫度傳感器使用的是輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號的溫度變送器，壓力變送器和溫度變送器的輸出連接至數(shù)據(jù)處理單元的模擬量輸入端口，所述數(shù)據(jù)處理單元通過一個20位分辨率的A/D 轉(zhuǎn)換器504與模擬量輸入端口連接。其中：壓力變送器（pressure transmitter）是指以輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號的壓力傳感器，是一種接受壓力變量按比例轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)輸出信號的儀表。它能將測壓元件傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號（如4~20mADC等），以供給指示報警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。同樣所述溫度變送器同樣是將溫度信號轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號（如4~20mADC等），以供給指示報警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。這樣就在源頭克服了周圍環(huán)境帶來的干擾，提高了信號傳輸?shù)目煽啃院蜏?zhǔn)確性。這里：所述的標(biāo)準(zhǔn)信號是4-20mA直流標(biāo)準(zhǔn)信號。

為了提高處理器的抗干擾能力，實(shí)施例中：所述開關(guān)量輸入/輸出端口與數(shù)據(jù)處理單元之間設(shè)置有光電隔離電路505；所述流量傳感器使用的是渦輪式流量變送器；渦輪式流量變送器的輸出信號通過開關(guān)量輸入/輸出端口傳遞至數(shù)據(jù)處理單元。渦輪式流量變送器是采用渦輪進(jìn)行測量。它先將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速，再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號。這種流量計(jì)用于檢測瞬時流量和總的積算流量，其輸出信號為頻率，易于數(shù)字化。它是將感應(yīng)線圈和永久磁鐵一起固定在殼體上。當(dāng)鐵磁性渦輪葉片經(jīng)過磁鐵時，磁路的磁阻發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)信號。信號經(jīng)放大器放大和整形，送到計(jì)數(shù)器或頻率計(jì)，顯示總的積算流量。同時將脈沖頻率經(jīng)過頻率－電壓轉(zhuǎn)換以指示瞬時流量。葉輪的轉(zhuǎn)速正比于流量，葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流過的總量。渦輪流量計(jì)的輸出是頻率調(diào)制式信號，不僅提高了檢測電路的抗干擾性，而且簡化了流量檢測系統(tǒng)。它的量程比可達(dá)10:1,精度在±0.2%以內(nèi)。慣性小而且尺寸小的渦輪流量計(jì)的時間常數(shù)可達(dá)0.01秒。

實(shí)施例中：作為系統(tǒng)控制，所述數(shù)據(jù)處理單元設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)通訊模塊501-1，數(shù)據(jù)處理單元通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊與設(shè)置在遠(yuǎn)端控制室的控制服務(wù)器6連接。其中：所述的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊包括互聯(lián)網(wǎng)接口電路和無線通信接口電路，所述數(shù)據(jù)處理單元通過互聯(lián)網(wǎng)接口電路或無線通信接口電路與設(shè)置在遠(yuǎn)端控制室的控制服務(wù)器連接。

實(shí)施例中：所述控制終端包括有控制箱，所述數(shù)據(jù)處理單元是設(shè)置在控制箱中，控制箱安裝在管道現(xiàn)場，因此現(xiàn)場環(huán)境各種各樣，為了提高抗干擾能力，所述數(shù)據(jù)處理單元與模擬量輸入端口、開關(guān)量輸入/輸出端口之間設(shè)置有屏蔽隔離柵金屬網(wǎng)7，屏蔽隔離柵金屬網(wǎng)保護(hù)接地（大地）。其中：所述壓力傳感器、流量傳感器和溫度傳感器分別設(shè)置在集輸進(jìn)出站干線油氣管道上。

在本實(shí)施例中，所述控制終端具有的功能是：

1.配備多種接口資源，包括模擬信號采集、開關(guān)量輸入、輸出，脈沖信號輸入等；

2.支持RS232/RS485方式的用戶數(shù)據(jù)接口，可接入PLC等各種設(shè)備；具備同時GPRS通信、短信告警、短信控制的功能；

3.支持以太網(wǎng)通信、GPRS、4G、WIFI無線通信；

4.內(nèi)置大容量FLASH存儲器，數(shù)據(jù)自動記錄，支持歷史數(shù)據(jù)檢索；

5.采集傳輸控制一體化，提高了系統(tǒng)可靠性，降低了成本；

6.采用工業(yè)級超低功耗高性能的嵌入式處理器；

7.用戶可以編程的量程轉(zhuǎn)換和報警上下限設(shè)定；

8.內(nèi)設(shè)GPS時鐘，精確計(jì)時；

9.自動定時上報和事件觸發(fā)上報功能；

10.板載GSM/GPRS傳輸模塊，方便用戶選擇GSM、GPRS組網(wǎng)方式；

11.提供用戶設(shè)置軟件，開放式接口，方便與組態(tài)軟件及其它軟件連接。

具有6路開關(guān)量輸入，4路開關(guān)量輸出?？芍С植煌瑥S家的終端控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)油氣管道一體化監(jiān)控，對現(xiàn)場儀表、管線進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，包括壓力、溫度、流量、視頻圖像等數(shù)據(jù)。具有多種配置和多種功能的選擇，可根據(jù)系統(tǒng)環(huán)境的實(shí)際需求進(jìn)行量身定制、系統(tǒng)集成、開發(fā)和應(yīng)用適用于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的DSP算法。可實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的流量儀表遠(yuǎn)程控制，包括遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)流速、自動控制、上下限報警等功能。根據(jù)油氣田生產(chǎn)的具體要求對油氣管道的相關(guān)自動控制參數(shù)進(jìn)行修改，內(nèi)置控制程序，實(shí)現(xiàn)智能控制功能的實(shí)現(xiàn)。自動定時上報和事件觸發(fā)上報、開放接口，方便與組態(tài)軟件及其它軟件連接；工業(yè)級設(shè)計(jì)，穩(wěn)定可靠、堅(jiān)固耐用。管道泄漏報警定位軟件收集現(xiàn)場各控制器采集的實(shí)時參數(shù)并存入歷史數(shù)據(jù)庫，提供相關(guān)的實(shí)時圖表數(shù)據(jù)和報表，當(dāng)管道發(fā)生泄漏時，自動產(chǎn)生聲光報警，操作員通過曲線特征識別、確認(rèn)，自動彈出管道地理信息走向圖并顯示具體泄漏位置，同時將管道泄漏點(diǎn)位置發(fā)送給相關(guān)的管理人，及時處理，管道泄漏報警定位軟件系統(tǒng)提供不同的操作權(quán)限給不同的崗位人員。