本發(fā)明屬于氣田井場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)領(lǐng)域，具體涉及一種氣田井場(chǎng)供電及數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)南到y(tǒng)及其布置方法。

背景技術(shù)：
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近年來(lái)油田大力推進(jìn)以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)為核心，以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、模塊化施工、規(guī)?；少?gòu)、市場(chǎng)化運(yùn)作為主要內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)體系，簡(jiǎn)化了油氣田建設(shè)流程，提高了油氣田地面建設(shè)效率，質(zhì)量和投資全面受控。

目前，長(zhǎng)慶氣田井場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、傳輸、供電等設(shè)備單元在設(shè)計(jì)、采購(gòu)、安裝以及維護(hù)等方面仍采用傳統(tǒng)的模式：

井場(chǎng)RTU機(jī)柜內(nèi)設(shè)備開(kāi)列涉及多個(gè)專業(yè)，設(shè)備涉及多個(gè)廠家，尺寸不一，存在設(shè)計(jì)漏項(xiàng)、安裝位置沖突、布置不美觀以及安全隱患等問(wèn)題。

井場(chǎng)RTU機(jī)柜內(nèi)設(shè)備采購(gòu)周期不同，影響施工周期，降低建設(shè)效率。

RTU機(jī)柜內(nèi)各設(shè)備的安裝及連線由其供貨商負(fù)責(zé)，設(shè)備間的電纜連接在各自設(shè)備供貨商技術(shù)人員的共同指導(dǎo)下，由施工單位負(fù)責(zé)接入。

后期維護(hù)涉及多個(gè)廠家人員，對(duì)其他設(shè)備不了解，容易造成因接線等產(chǎn)生的設(shè)備損壞問(wèn)題。

傳統(tǒng)的建設(shè)模式中，井場(chǎng)RTU機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備由多個(gè)專業(yè)負(fù)責(zé)開(kāi)列，設(shè)計(jì)文件存在漏項(xiàng)、工作界面劃分不清等問(wèn)題；設(shè)備廠家不一，設(shè)備尺寸、供電負(fù)荷等差異程度較大，缺少機(jī)柜內(nèi)設(shè)備布置、強(qiáng)弱電走向等相關(guān)資料；各設(shè)備到貨設(shè)備時(shí)間不統(tǒng)一，設(shè)備間接線需各自設(shè)備技術(shù)人員共同指導(dǎo)，影響整體施工進(jìn)度；后期維護(hù)中，涉及設(shè)備廠家較多，存在維護(hù)人員損壞其他設(shè)備，隨意接線等問(wèn)題，后期運(yùn)行存在安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種將原氣田井場(chǎng)RTU機(jī)柜中多專業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、多廠家供貨和維護(hù)的多個(gè)設(shè)備統(tǒng)一集成到一個(gè)機(jī)柜中，模塊化設(shè)計(jì)、一體化集成供貨，實(shí)現(xiàn)氣田井場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、控制、通信及供電功能。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種氣田井場(chǎng)供電及數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)南到y(tǒng)，包括機(jī)柜，機(jī)柜內(nèi)至少布置有集線器、井場(chǎng)RTU、工業(yè)交換機(jī)、視頻服務(wù)器、無(wú)線數(shù)傳模塊、上位機(jī)及電源模塊，所述的集線器的輸入端連接有井場(chǎng)儀表，集線器的輸出端接入井場(chǎng)RTU，井場(chǎng)RTU與視頻服務(wù)器通過(guò)工業(yè)交換機(jī)與無(wú)線數(shù)傳模塊通信，無(wú)線數(shù)傳模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)相連，所述的電源模塊為集線器、井場(chǎng)RTU、工業(yè)交換機(jī)及無(wú)線數(shù)傳模塊供電。

所述的機(jī)柜內(nèi)還布置有浪涌保護(hù)器、空氣開(kāi)關(guān)，所述的浪涌保護(hù)器和空氣開(kāi)關(guān)連接于集線器與井場(chǎng)RTU之間。

所述的機(jī)柜內(nèi)還布置有接線端子，接線端子用于井場(chǎng)設(shè)備與井場(chǎng)RTU連接的工作界面。

所述的電源模塊的輸入端連接有蓄電池，輸出端連接有直流電壓變送器。

所述的井場(chǎng)RTU通過(guò)RJ接口，以TCP/IP協(xié)議與與工業(yè)交換機(jī)通信。

所述的視頻服務(wù)器通過(guò)RJ接口，以TCP/IP協(xié)議與與工業(yè)交換機(jī)通信。

所述的工業(yè)交換機(jī)通過(guò)RJ接口，以TCP/IP協(xié)議與無(wú)線數(shù)傳模塊通信。

所述的集線器上設(shè)置有多個(gè)獨(dú)立的信號(hào)輸入及輸出端口，集線器內(nèi)設(shè)置有控制器，井場(chǎng)儀表的多路數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)信號(hào)輸入端口接入集線器，通過(guò)內(nèi)置的控制器實(shí)現(xiàn)單路信號(hào)輸出。

所述的井場(chǎng)儀表包括井場(chǎng)壓力變送器、井口高低壓緊急截?cái)嚅y及流量計(jì)。

所述的一種氣田井場(chǎng)供電及數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)南到y(tǒng)的布置方法，即在機(jī)柜內(nèi)自上而下設(shè)置有四個(gè)導(dǎo)線槽將機(jī)柜內(nèi)部分為上、中、下三層，所述的上層、中層、下層分別設(shè)置有一個(gè)導(dǎo)軌，上層的導(dǎo)軌上依次布置有井場(chǎng)RTU、直流電壓變送器及電源模塊；中層的導(dǎo)軌上依次布置有工業(yè)交換機(jī)、無(wú)線數(shù)傳模塊及視頻服務(wù)器；下層的導(dǎo)軌上依次布置有浪涌保護(hù)器、空氣開(kāi)關(guān)、集線器及接線端子。

本發(fā)明的有益效果：

在長(zhǎng)慶氣田井場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用中，本發(fā)明所述的一種氣田井場(chǎng)供電及數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)南到y(tǒng)，具有以下特點(diǎn)：①機(jī)柜采用一體化柜式密封設(shè)計(jì)，機(jī)柜的體積小，結(jié)構(gòu)緊湊；②機(jī)柜內(nèi)集成多個(gè)廠家設(shè)備，設(shè)備成套供貨，出廠前完成機(jī)柜內(nèi)各設(shè)備的接線和調(diào)試，外部設(shè)備與RTU機(jī)柜線纜連接工作界面為機(jī)柜內(nèi)的接線端子，減少了工程量，縮短后期施工周期，提高施工質(zhì)量；③機(jī)柜內(nèi)部設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化布局，設(shè)備安裝和線纜布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)；④設(shè)備可由單一專業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)列，簡(jiǎn)化前期設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量；⑤RS485信號(hào)均由集線器接入，節(jié)省井場(chǎng)RTU的I/O接口，降低建設(shè)費(fèi)用；⑥具有自身擴(kuò)展功能，集線器最大化滿足井場(chǎng)數(shù)據(jù)的擴(kuò)展，避免后期擴(kuò)展中RTU點(diǎn)數(shù)不足問(wèn)題；⑦后期維護(hù)規(guī)范化，避免人為因素導(dǎo)致的設(shè)備損壞，降低安全風(fēng)險(xiǎn)；⑧每座叢式井場(chǎng)降低投資0.05％，縮短建設(shè)周期0.1％，提高設(shè)計(jì)效率20％。

附圖說(shuō)明

圖1氣田井場(chǎng)供電及數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；

圖2氣田井場(chǎng)供電及數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的設(shè)備布置圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1、集線器，2、井場(chǎng)RTU，3、工業(yè)交換機(jī)，4、視頻服務(wù)器，5、攝像機(jī)，6、無(wú)線數(shù)傳模塊，7、上位機(jī)，8、電源模塊，9、蓄電池，10、井場(chǎng)壓力變送器，11、井口高低壓緊急截?cái)嚅y，12、流量計(jì)，13、機(jī)柜，14、直流電壓變送器，15、浪涌保護(hù)器，16、空氣開(kāi)關(guān)，17、風(fēng)光互補(bǔ)控制器，18、接線端子，19、導(dǎo)線槽，20、導(dǎo)軌。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種氣田井場(chǎng)供電及數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)南到y(tǒng)，包括機(jī)柜13，機(jī)柜13內(nèi)至少布置有集線器1、井場(chǎng)RTU2、工業(yè)交換機(jī)3、視頻服務(wù)器4、無(wú)線數(shù)傳模塊6、上位機(jī)7及電源模塊8，所述的集線器1用以采集井場(chǎng)儀表數(shù)據(jù)，集線器1的信號(hào)輸出端接入井場(chǎng)RTU2，井場(chǎng)RTU2與視頻服務(wù)器4通過(guò)工業(yè)交換機(jī)3與無(wú)線數(shù)傳模塊6通信，無(wú)線數(shù)傳模塊6通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)7相連，所述的電源模塊8為集線器1、井場(chǎng)RTU2、工業(yè)交換機(jī)3及無(wú)線數(shù)傳模塊6供電。

所述的RTU是REMOTE TERMINAL UNIT的簡(jiǎn)稱，井場(chǎng)RTU2即井場(chǎng)遠(yuǎn)程測(cè)控終端，用于監(jiān)視、控制與數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用。

該系統(tǒng)所述的井場(chǎng)儀表數(shù)據(jù)通過(guò)集線器1接入井場(chǎng)RTU2，攝像機(jī)5數(shù)據(jù)接入視頻服務(wù)器4，視頻服務(wù)器4和井場(chǎng)RTU2通過(guò)工業(yè)交換機(jī)3傳送給無(wú)線數(shù)傳模塊6，無(wú)線數(shù)傳模塊6將數(shù)據(jù)打包加密后通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)秸緝?nèi)數(shù)傳電臺(tái)，上位機(jī)接收并實(shí)時(shí)監(jiān)控。該系統(tǒng)將原氣田井場(chǎng)RTU機(jī)柜中多專業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、多廠家供貨和維護(hù)的多個(gè)設(shè)備統(tǒng)一集成到一個(gè)機(jī)柜中，模塊化設(shè)計(jì)、一體化集成供貨，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程，提高設(shè)計(jì)效率，縮短施工周期，降低建設(shè)投資和后期維護(hù)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)氣田井場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、控制、通信及供電功能。

實(shí)施例2：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，井場(chǎng)RTU通過(guò)集線器采集井場(chǎng)儀表數(shù)據(jù)，所述的井場(chǎng)儀表包括井場(chǎng)壓力變送器10、井口高低壓緊急截?cái)嚅y11及流量計(jì)12等，井場(chǎng)RTU2通過(guò)RJ45接口，以TCP/IP協(xié)議與與工業(yè)交換機(jī)3通信，通過(guò)工業(yè)交換機(jī)3和無(wú)線數(shù)傳模塊6實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)7的通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集控制、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)、管理及控制現(xiàn)場(chǎng)電氣或電子設(shè)備，并具備防雷擊、浪涌保護(hù)的功能。

所述的所述的工業(yè)交換機(jī)3接收井場(chǎng)RTU和視頻服務(wù)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過(guò)RJ45接口，以TCP/IP協(xié)議與數(shù)傳電臺(tái)通信，實(shí)現(xiàn)信息的交換。

本發(fā)明所述的集線器1采用RS485集線器，RS485集線器上設(shè)置有多個(gè)獨(dú)立的信號(hào)輸入及輸出端口，RS485集線器內(nèi)設(shè)置有控制器，井場(chǎng)儀表的多路RS485數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)信號(hào)輸入端口接入RS485集線器，通過(guò)內(nèi)置的控制器實(shí)現(xiàn)單路RS485信號(hào)輸出。每個(gè)端口都獨(dú)立具有光隔、短路、開(kāi)路保護(hù)功能，在系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候，內(nèi)置的控制器能夠及時(shí)的切斷有故障的端口，使RS485集線器保證每一端口都起到獨(dú)立工作，達(dá)到互不干擾的效果。RS485信號(hào)均由RS485集線器接入，節(jié)省井場(chǎng)RTU的I/O接口，降低建設(shè)費(fèi)用。

所述的無(wú)線數(shù)傳模塊6是一種采用數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字調(diào)制解調(diào)、具有前向糾錯(cuò)、均衡軟判決等功能的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)。

所述的電源模塊8的輸入端連接有蓄電池9，輸出端連接有直流電壓變送器14，電源模塊8為機(jī)柜內(nèi)部設(shè)備、井場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)儀表等設(shè)備提供12VDC和24VDC直流電源。

實(shí)施例3：

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述的機(jī)柜13內(nèi)還布置有浪涌保護(hù)器15、空氣開(kāi)關(guān)16、風(fēng)光互補(bǔ)控制器17、接線端子18及集線器預(yù)留位置，所述的浪涌保護(hù)器15和空氣開(kāi)關(guān)16連接于RS485集線器1與井場(chǎng)RTU2之間；所述的接線端子18用于井場(chǎng)設(shè)備與井場(chǎng)RTU連接的工作界面；所述的風(fēng)光互補(bǔ)控制器具17有太陽(yáng)能電池防反、太陽(yáng)能電池防反接、蓄電池過(guò)充電、蓄電池過(guò)放電、蓄電池防反接、負(fù)載過(guò)載、短路保護(hù)、防雷、風(fēng)機(jī)限流、風(fēng)機(jī)自動(dòng)剎車和手動(dòng)剎車等保護(hù)功能；設(shè)置集線器預(yù)留位置使得機(jī)柜13具有自身擴(kuò)展功能，集線器最大化滿足井場(chǎng)數(shù)據(jù)的擴(kuò)展，避免后期擴(kuò)展中RTU點(diǎn)數(shù)不足問(wèn)題。

實(shí)施例4：

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，如圖2所示，所述的一種氣田井場(chǎng)供電及數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)南到y(tǒng)的布置方法，機(jī)柜13內(nèi)自上而下設(shè)置有四個(gè)導(dǎo)線槽19將機(jī)柜13內(nèi)部分為上、中、下三層，所述的上層、中層、下層分別設(shè)置有一個(gè)導(dǎo)軌20，上層的導(dǎo)軌20上依次設(shè)置有井場(chǎng)RTU2、直流電壓變送器14及電源模塊8；中層的導(dǎo)軌20上依次設(shè)置有工業(yè)交換機(jī)3、無(wú)線數(shù)傳模塊6、視頻服務(wù)器4及風(fēng)光互補(bǔ)控制器17；下層的導(dǎo)軌20上依次設(shè)置有浪涌保護(hù)器15、空氣開(kāi)關(guān)16、RS485集線器1、集線器預(yù)留位置及接線端子18。

在長(zhǎng)慶氣田井場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用中，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：①機(jī)柜采用一體化柜式密封設(shè)計(jì)，機(jī)柜的體積小，結(jié)構(gòu)緊湊；②機(jī)柜內(nèi)集成多個(gè)廠家設(shè)備，設(shè)備成套供貨，出廠前完成機(jī)柜內(nèi)各設(shè)備的接線和調(diào)試，外部設(shè)備與RTU機(jī)柜線纜連接工作界面為機(jī)柜內(nèi)的接線端子，減少了工程量，縮短后期施工周期，提高施工質(zhì)量；③機(jī)柜內(nèi)部設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化布局，設(shè)備安裝和線纜布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)；④設(shè)備可由單一專業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)列，簡(jiǎn)化前期設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量；⑤RS485信號(hào)均由RS485集線器接入，節(jié)省井場(chǎng)RTU的I/O接口，降低建設(shè)費(fèi)用；⑥具有自身擴(kuò)展功能，集線器最大化滿足井場(chǎng)數(shù)據(jù)的擴(kuò)展，避免后期擴(kuò)展中RTU點(diǎn)數(shù)不足問(wèn)題；⑦后期維護(hù)規(guī)范化，避免人為因素導(dǎo)致的設(shè)備損壞，降低安全風(fēng)險(xiǎn)；⑧每座叢式井場(chǎng)降低投資0.05％，縮短建設(shè)周期0.1％，提高設(shè)計(jì)效率20％。