一種天然氣站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種天然氣站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括安全區(qū)域和防爆區(qū)域，在安全區(qū)域內(nèi)設置有集中器，在防爆區(qū)域內(nèi)設置有多個相互連接的無線采集前端和流量計；集中器，用于在安全距離外收集無線采集前端的測量數(shù)據(jù)，且測量數(shù)據(jù)通過上傳數(shù)據(jù)模塊上傳遠傳平臺，或是就地通過本地端口將測量數(shù)據(jù)傳輸至計量系統(tǒng)、站控系統(tǒng)處理；無線采集前端，用于采集流量計的測量數(shù)據(jù)并通過無線傳輸至集中器；流量計，用于檢測天然氣管道內(nèi)的氣體流量。在測量數(shù)據(jù)就地傳送時，通過RS485或是RJ45等接口，則能實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定精確地傳送至計量系統(tǒng)、站控系統(tǒng)。
【專利說明】
一種天然氣站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及天然氣遠程采集領域，具體是指一種天然氣站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前我國的天然氣資源不是非常豐富，且地區(qū)分布儲量非常不均勻，近年來隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，以及地球環(huán)境保護意識的增強，作為最清潔能源天然氣的需求量日益增加，天然氣的開采工作愈加緊迫，在我國一些低滲透地區(qū)，天然氣的開采工作也是如火如荼進行。在這些地區(qū)如果進行天然氣開采則需要高密度的天然氣井的數(shù)量來獲取較高的天然氣產(chǎn)量，所以在一個縣級行政區(qū)上要分布幾萬口天然氣井，由于井口數(shù)量非常多，且可能分布在沙漠戈壁，巡檢非常不方便，必須對氣田進行數(shù)字網(wǎng)絡化管理，因此，必須要有配套的天然氣井口數(shù)據(jù)采集及遠程傳輸系統(tǒng)。現(xiàn)有技術中的天然氣井口數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，遠程終端控制單元RTU(Remote Terminal Unit)是通過模擬量輸入通道采集井口油壓、套壓以及天然氣外輸管線中天然氣流量數(shù)據(jù)的，由于受到模擬量輸入通道的限制，對于四叢井組以上設備無法完成數(shù)據(jù)采集，而且，現(xiàn)有技術中的天然氣井口數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還存在功耗大、安全性能差、出現(xiàn)故障后維修成本高等缺陷和不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種天然氣站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，使得天然氣的流量遠程采集實現(xiàn)方便，智能化程度高，使用操作便捷，功耗低，運行安全可靠性高，實現(xiàn)成本低，使用效果好，便于推廣使用。
[0004]本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn):
天然氣遠程計量系統(tǒng)，包括安全區(qū)域和防爆區(qū)域，在安全區(qū)域內(nèi)設置有集中器，在防爆區(qū)域內(nèi)設置有多個相互連接的無線采集前端和流量計;集中器，用于在安全距離外收集無線采集前端的測量數(shù)據(jù)，且測量數(shù)據(jù)通過上傳數(shù)據(jù)模塊上傳遠傳平臺，或是就地通過本地端口將測量數(shù)據(jù)傳輸至計量系統(tǒng)、站控系統(tǒng)處理;無線采集前端，用于采集流量計的測量數(shù)據(jù)并通過無線傳輸至集中器;流量計，用于檢測天然氣管道內(nèi)的氣體流量。
[0005]所述無線采集前端包括以下:
通訊模塊，與智能流量計對接，用于將流量數(shù)據(jù)傳輸至MCU;
M⑶，用于調(diào)控所有的模塊，并接收通訊模塊所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，且對該數(shù)據(jù)信息進行整合；
LORA無線模塊，用于整合后的流量數(shù)據(jù)的大范圍傳輸；
電源，用于提供穩(wěn)定工作電壓，且在電源上連接有DC防雷模塊；
DC/DC變換器，用于轉(zhuǎn)換電源的輸出電壓以匹配智能流量計的供電電壓；
統(tǒng)一擴展接口，用于擴展MCU與外部模塊的連接途徑。
[0006]所述統(tǒng)一擴展接口包括RJ45接口、增強1接口以及預留接口。
[0007]所述MCU 的型號為 PIC24F16KA02。
[0008]所述電源為鋰電池。
[0009]所述電池為磷酸鐵鋰電池或是鋰氬電池。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果:
1、本發(fā)明的安裝位置距離智能表距離很短，這個長度之區(qū)間的連接電纜長度引入的感應脈沖很小，不足以對智能流量計構(gòu)成威脅；
2、本發(fā)明使用電池供電，不需要外部電網(wǎng)，安全性能高，直接避免了雷擊通過電網(wǎng)引入脈沖；
3、本發(fā)明的體積小巧輕便，可以直接利用螺栓和智能表固定在一起，也可以使用U型卡扣固定在管道外。
【附圖說明】
[0011]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明的不意圖；
圖2為無線采集前端的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0012]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。
[0013]實施例1
如圖1和圖2所示，本實施例包括安全區(qū)域和防爆區(qū)域，在安全區(qū)域內(nèi)設置有集中器，在防爆區(qū)域內(nèi)設置有多個相互連接的無線采集前端和流量計;集中器，用于在安全距離外收集無線采集前端的測量數(shù)據(jù)，且測量數(shù)據(jù)通過上傳數(shù)據(jù)模塊上傳遠傳平臺，或是就地通過本地端口將測量數(shù)據(jù)傳輸至計量系統(tǒng)、站控系統(tǒng)處理;無線采集前端，用于采集流量計的測量數(shù)據(jù)并通過無線傳輸至集中器;流量計，用于檢測天然氣管道內(nèi)的氣體流量。
[0014]所述無線采集前端包括以下:
通訊模塊，與智能流量計對接，用于將流量數(shù)據(jù)傳輸至MCU;
M⑶，用于調(diào)控所有的模塊，并接收通訊模塊所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，且對該數(shù)據(jù)信息進行整合；
LORA無線模塊，用于整合后的流量數(shù)據(jù)的大范圍傳輸；
電源，用于提供穩(wěn)定工作電壓，且在電源上連接有DC防雷模塊；
DC/DC變換器，用于轉(zhuǎn)換電源的輸出電壓以匹配智能流量計的供電電壓；
統(tǒng)一擴展接口，用于擴展MCU與外部模塊的連接途徑。
[0015]無線采集前端作為一個直接連接到智能流量計的部件，負責采集智能流量計的測量數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送至集中器，而集中器能夠在安全距離外收集無線采集前端的測量數(shù)據(jù)，且測量數(shù)據(jù)通過上傳數(shù)據(jù)模塊上傳遠傳平臺，或是就地通過本地端口將測量數(shù)據(jù)傳輸至計量系統(tǒng)、站控系統(tǒng)處理。而在測量數(shù)據(jù)遠傳時，上傳數(shù)據(jù)模塊采用GPSR，GPSR是一個典型的基于位置的路由協(xié)議，使用GPSR協(xié)議，網(wǎng)絡節(jié)點都知道自身地理位置并被統(tǒng)一編址，各節(jié)點利用貪婪算法盡量沿直線轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，該協(xié)議避免了在節(jié)點中建立、維護、存儲路由表，只依賴直接鄰節(jié)點進行路由選擇，幾乎是一個無狀態(tài)的協(xié)議;且使用接近于最短歐氏距離的路由，數(shù)據(jù)傳輸時延小;并能保證只要網(wǎng)絡連通性不被破壞，一定能夠發(fā)現(xiàn)可達路由，提高了測量數(shù)據(jù)傳送的及時性和準確性。而在測量數(shù)據(jù)就地傳送時，通過RS485或是RJ45等接口，則能實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定精確地傳送至計量系統(tǒng)、站控系統(tǒng)。
[0016]在進行天然氣流量數(shù)據(jù)采集時，采用單獨的電池供電，摒棄傳統(tǒng)的外部電網(wǎng)供電方式，以防止雷擊通過外部電網(wǎng)引入脈沖;而對于智能流量計，通過DC/DC變換器，使得電池的輸送至智能流量計的電壓值升高，以保證智能流量計的正常工作，智能流量計對管道內(nèi)的天然氣流量進行測量，并將測量的數(shù)據(jù)通過通訊模塊傳送至MCU，通過MCU的整合，該測量數(shù)據(jù)由LORA無線模塊傳送至終端，即實現(xiàn)了對天然氣流量的遠程采集。而統(tǒng)一擴展接口，是能夠保證采集前端在以后能夠適應新的要求而預先設計的，提高采集前端的擴展能力，其中，統(tǒng)一擴展接口包括RJ45接口、增強1接口以及預留接口。
[0017]其中，在實際操作過程中，采集前端放置在隔爆鋁鑄的殼體內(nèi)，安裝時可以使用背部安裝、卡位固定在現(xiàn)場智能流量計的附近。并且，采集前端的安裝殼體采用筒狀結(jié)構(gòu)，且直徑在9?1cm范圍，體積小，安裝方便快捷。而安裝在電源上的DC防雷模塊可在雷雨天氣下快速泄放雷電流，以提高電源以及MCU的防雷等級以及安全性能。
[0018]作為優(yōu)選，所述電源采用磷酸鐵鋰電池或是鋰氬電池，在筒狀的殼體內(nèi)可以放置2塊2/3 AA體積大小的電池，以提供大約3000mAH的供電容量。如果是對耗電量較大的蒼南表進行間斷供電，工作時間約為3年，考慮到電池的自放電(電池會在不工作時緩慢的自行消耗自身電量)，可以保證兩年的工作時間。
[0019]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種天然氣站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:包括安全區(qū)域和防爆區(qū)域，在安全區(qū)域內(nèi)設置有集中器，在防爆區(qū)域內(nèi)設置有多個相互連接的無線采集前端和流量計;集中器，用于在安全距離外收集無線采集前端的測量數(shù)據(jù)，且測量數(shù)據(jù)通過上傳數(shù)據(jù)模塊上傳遠傳平臺，或是就地通過本地端口將測量數(shù)據(jù)傳輸至計量系統(tǒng)、站控系統(tǒng)處理;無線采集前端，用于采集流量計的測量數(shù)據(jù)并通過無線傳輸至集中器;流量計，用于檢測天然氣管道內(nèi)的氣體流量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述無線采集前端包括: 通訊模塊，與智能流量計對接，用于將流量數(shù)據(jù)傳輸至MCU; M⑶，用于調(diào)控所有的模塊，并接收通訊模塊所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，且對該數(shù)據(jù)信息進行整合； LORA無線模塊，用于整合后的流量數(shù)據(jù)的大范圍傳輸； 電源，用于提供穩(wěn)定工作電壓，且在電源上連接有DC防雷模塊； DC/DC變換器，用于轉(zhuǎn)換電源的輸出電壓以匹配智能流量計的供電電壓； 統(tǒng)一擴展接口，用于擴展MCU與外部模塊的連接途徑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述統(tǒng)一擴展接口包括RJ45接口、增強1接口以及預留接口。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述MCU的型號為PIC24F16KA02。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述電源為鋰電池。6.根據(jù)權(quán)利要求2或是5所述的一種天然氣站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述電池為磷酸鐵鋰電池或是鋰氬電池。
【文檔編號】G01F15/06GK105929747SQ201610445247
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】呂忠貴
【申請人】成都國光電子儀表有限責任公司