前言： 為了有效避免人為破壞輸氣井口設(shè)施造成的重大經(jīng)濟(jì)損失和實(shí)現(xiàn)對(duì)氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控與管理，提供設(shè)計(jì)方案如下，望各位領(lǐng)導(dǎo)提出寶貴意見。 一、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 采用高科技低工耗產(chǎn)品保障現(xiàn)場設(shè)備供電及環(huán)境條件的特殊要求。組成具有安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、快速反應(yīng)預(yù)警能力的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。同時(shí)降低投資成本、提高工程質(zhì)量、優(yōu)化系統(tǒng)性能，達(dá)到確保氣井安全生產(chǎn)順利進(jìn)行和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)穩(wěn)定可靠的目的。 二、現(xiàn)場設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)： 1、安全性。 （1） 采集儀表的供電電壓符合DC12V±20%、正常工作電流小于100mA，符合“本安”防爆標(biāo)準(zhǔn)要求。 （2） 蓄電池與采集通訊儀表的安裝方式采用防爆箱,達(dá)到“隔離”防爆標(biāo)準(zhǔn)。 （3） 外接傳感器的接線包括“壁環(huán)和地環(huán)斷路的引出接線端”進(jìn)防爆盒連接。 （4） 所有與采集器連接的傳感器走線，全部采用金屬鍍鋅管，接頭絲扣處采用704硅橡膠或生膠帶等密封處理。 （5） 在蓄電池“正、負(fù)兩極輸出線纜之間”，采用“絕緣插接件”以便于更換蓄電池時(shí)的電路連接、避免在蓄電池移出或裝入時(shí)線纜接頭與箱體內(nèi)壁接觸產(chǎn)生火花，以及在搬運(yùn)過程中正、負(fù)兩線接頭相連產(chǎn)生放電對(duì)蓄電池造成的損壞。 （6） 在蓄電池正、負(fù)兩極輸出接線端子之間安裝火花吸收電器，以避免在更換蓄電池時(shí)插接件通、斷產(chǎn)生不安全性火花。 （7） 在蓄電池正極輸出線纜后端，接入相應(yīng)容量的總保險(xiǎn)（熔斷）絲。 （8） 在采集器對(duì)每路傳感器的供電輸出端，加置微型“自恢復(fù)限流保護(hù)開關(guān)”。2、節(jié)能性。節(jié)能是產(chǎn)品符合環(huán)境供電條件的特征，現(xiàn)場所有儀表的正常工耗需要達(dá)到一臺(tái)100Ah蓄電池供電量為70%時(shí)的基本運(yùn)行時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)為30天以上。 3、擴(kuò)充性。采集儀表的輸入輸出通道為8路開關(guān)量、6路模擬量，其中6路開關(guān)量用于門狀態(tài)、振動(dòng)、壁、地環(huán)斷路防盜及兩段燃?xì)鈭?bào)警，3路模擬量用于蓄電池的電壓檢測(cè)和氣井套壓及油壓生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集外，預(yù)留2路開關(guān)量3模擬量為備用通道。 4、可靠性。 （1）采集儀表進(jìn)入整機(jī)組裝后的全部性能嚴(yán)格進(jìn)行測(cè)試確保所有接點(diǎn)準(zhǔn)確可靠。 （2）對(duì)開關(guān)量輸入與模擬量通道的性能分別進(jìn)行測(cè)試記錄，達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求。 （3）防爆箱主體與外部連接密封部位進(jìn)行氣壓檢驗(yàn)，達(dá)到“隔離” 防爆要求 。 5、氣井采集設(shè)備YGY型結(jié)構(gòu)示意圖： l 性能簡介： YGY型設(shè)備為一臺(tái)蓄電池供電，當(dāng)用電量設(shè)定為70%、數(shù)據(jù)采集周期定時(shí)為30分鐘時(shí)，正常使用時(shí)間為30天以上。設(shè)有低壓報(bào)警輸出和下限自動(dòng)斷電保護(hù)功能，避免深度放電造成蓄電池?fù)p壞。適應(yīng)于矩離較近、路面條件較好的井場使用。具有結(jié)構(gòu)緊奏變動(dòng)靈活的特點(diǎn)，當(dāng)需要增加蓄電池延長供電時(shí)間時(shí)，在連接管上部加裝防爆箱并將采集器與底板移入箱內(nèi)加長電源接線即可。如下圖所示： 6、氣井采集設(shè)備YGYP型結(jié)構(gòu)示意圖： l 性能簡介： YGYP型設(shè)備為兩臺(tái)蓄電池一用一備式供電，當(dāng)用電量設(shè)定為70%、數(shù)據(jù)采集周期定時(shí)為30分鐘時(shí)，正常使用時(shí)間為60天以上。設(shè)有低壓報(bào)警輸出和主備電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換及低壓斷電保護(hù)功能，避免深度放電造成蓄電池?fù)p壞。適應(yīng)于矩離較遠(yuǎn)、路面條件較差的井場使用。具有供電時(shí)間長蓄電池更換時(shí)間靈活等特點(diǎn)。 6、設(shè)備成套組裝與防爆標(biāo)準(zhǔn)： （1）產(chǎn)品配套組裝符合相應(yīng)低壓配電 “中國國家強(qiáng)制性CCC認(rèn)證”標(biāo)準(zhǔn)。 （2）防爆安裝符合國家GB3836-2000標(biāo)準(zhǔn)要求。 7、生產(chǎn)資制認(rèn)證： （1）配套生產(chǎn)提供低壓電器“生產(chǎn)許可證”及國家強(qiáng)制性CCC認(rèn)證證書。 （2）配套安裝提供防爆電器設(shè)備安裝資格證書。 三、系統(tǒng)概述： 本系統(tǒng)由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、工控組態(tài)軟件，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀表及各種防盜防爆傳感器等組成。系統(tǒng)性能以防盜報(bào)警為主，同時(shí)具備生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和智能化管理的能力。 監(jiān)控室設(shè)在計(jì)量站，為基層值班人員及時(shí)了解井場狀況，對(duì)發(fā)生告警事件盡快采取外處理措施提供了有利條件。整體結(jié)構(gòu)如下圖所示： 四、數(shù)據(jù)采集過程： 1、如上圖所示，正常狀態(tài)下由采集器對(duì)各種報(bào)警傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)性采集，通過GPRS模塊周期性定時(shí)向監(jiān)控計(jì)算機(jī)上報(bào)采集數(shù)據(jù)或由計(jì)算機(jī)通過UDP協(xié)議向GPRS所連接的采集器周期性下發(fā)命請(qǐng)求令獲取數(shù)據(jù)。 2、報(bào)警狀態(tài)下：各種報(bào)警數(shù)據(jù)由采集器主動(dòng)上報(bào)計(jì)算機(jī)進(jìn)行報(bào)警顯示和記錄。 五、報(bào)警數(shù)據(jù)的處理過程 1、門狀態(tài)報(bào)警。門狀態(tài)由門磁傳感器與采集器的一路開關(guān)量輸入通道連接采集數(shù)據(jù)。當(dāng)門狀態(tài)為開時(shí)，報(bào)警信號(hào)由采集器主動(dòng)上傳監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過動(dòng)態(tài)畫面顯示和輸出聲響告警，并在報(bào)警報(bào)表中記錄報(bào)警內(nèi)容及報(bào)警時(shí)間。 2、巡井登入開關(guān).為保證門狀態(tài)報(bào)警信號(hào)的可靠性，在防爆箱右上角后部設(shè)置內(nèi)嵌式磁性推拉開關(guān)與采集器一路專用通道連接采集處理登入后的報(bào)警數(shù)據(jù)： （1）通過登入開關(guān)輸出的信號(hào)，解除門狀態(tài)及現(xiàn)場所有報(bào)警、記錄入場時(shí)間。 （2）在關(guān)門前通過退出“登入”開關(guān)輸出的關(guān)閉信號(hào)，恢復(fù)采集器進(jìn)入報(bào)警檢測(cè)狀態(tài)，并上傳記錄“退場”時(shí)間。 （3）在退出“登入”信號(hào)輸出后，門狀態(tài)在15秒后無關(guān)門信號(hào)輸入時(shí)，由采集器上傳計(jì)算機(jī)輸出“開門離場”報(bào)警，提示值班人員與現(xiàn)場人員聯(lián)系檢查房門是否關(guān)好。 3、震動(dòng)報(bào)警。采集器通過一路開關(guān)量通道與震動(dòng)傳感器連接采集數(shù)據(jù)。當(dāng)現(xiàn)場發(fā)生破壞性撞擊時(shí)，震動(dòng)報(bào)警信號(hào)由采集器主動(dòng)上報(bào)監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行動(dòng)畫閃爍顯示和輸出聲響告警，提示值班人員對(duì)報(bào)警現(xiàn)場進(jìn)行處理，并對(duì)報(bào)警時(shí)間與內(nèi)容進(jìn)行記錄。 4、壁環(huán)、地環(huán)斷路報(bào)警： （1）壁環(huán)斷路采用高溫導(dǎo)線布于房屋的4周和頂部墻壁組塊內(nèi)，墻壁組塊內(nèi)部導(dǎo)線的輸出端分別由組塊的頂部經(jīng)接線盒連接進(jìn)入走線管。 （2）地環(huán)斷路通過底座與房體組塊內(nèi)壁連接部位的點(diǎn)狀固定，由接近防爆箱體的墻角經(jīng)走線管進(jìn)入采集器。 （3）“壁環(huán)”和“地環(huán)”導(dǎo)線分別與采集器的兩路開關(guān)量通道連接采集數(shù)據(jù)。當(dāng)其中一路連線斷路時(shí)，報(bào)警信號(hào)由采集器主動(dòng)上傳監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過相應(yīng)動(dòng)態(tài)畫面閃爍顯示和輸出聲響報(bào)警和記錄。提示值班人員對(duì)報(bào)警現(xiàn)場進(jìn)行處理。 5、可燃?xì)鈾z測(cè)報(bào)警： 現(xiàn)場防盜房內(nèi)天燃?xì)怏w濃度的檢測(cè)，通過檢測(cè)器的兩路開關(guān)量信號(hào)分別與采集器的兩路通道連接采集報(bào)警數(shù)據(jù)。周期性定時(shí)通過GPRS模塊上傳監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行記錄。當(dāng)可燃?xì)鉂舛萀EL測(cè)量值達(dá)到20%和50%以上時(shí)，分別輸出上限和上上限報(bào)警信號(hào)，由采集器主動(dòng)上報(bào)監(jiān)控計(jì)算機(jī)輸出聲響和指示燈顯示報(bào)警，提示值班人員對(duì)報(bào)警現(xiàn)場進(jìn)行處理，并對(duì)報(bào)警時(shí)間與內(nèi)容進(jìn)行記錄。 6、電壓檢測(cè)控制器： 蓄電池的電壓檢測(cè)通過一路電壓傳感器與采集器的一路模似量通道連接采集電壓數(shù)據(jù)，周期性上報(bào)監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)蓄電池電壓按百分比進(jìn)行模似量顯示和數(shù)字顯示。當(dāng)蓄電池電壓顯示值下降到12V以下時(shí)輸出報(bào)警和記錄，提示值班人員盡快更換儲(chǔ)備電池。 7、套壓與油壓檢測(cè)：氣井套壓與油壓的檢測(cè)通過兩路防爆壓力傳感器與采集器的一路模似量通道連接采集壓力數(shù)據(jù)，周期性上報(bào)監(jiān)控計(jì)算機(jī)顯示套壓與油壓數(shù)據(jù)并以工圖形式的曲線反應(yīng)工況運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)定上、下限報(bào)警，提示值班人員對(duì)突發(fā)性變化事件及時(shí)查明原因進(jìn)行處理。 8、報(bào)警認(rèn)知： （1）產(chǎn)生報(bào)警后值班人員按“認(rèn)知”鍵，解除報(bào)警聲響、停止報(bào)警畫面閃爍，在報(bào)警報(bào)表中同時(shí)記錄“認(rèn)知”時(shí)間。無人按“認(rèn)知”鍵時(shí)，報(bào)警狀態(tài)不要自動(dòng)解除，同時(shí)對(duì)報(bào)警的時(shí)間與內(nèi)容在報(bào)表中按30秒一次保持記錄。 （2）得到報(bào)警后值班人員在登入現(xiàn)場時(shí)，通過操作“登入”開、關(guān)記錄入場和退出時(shí)間、解除或恢復(fù)現(xiàn)場采集器的報(bào)警狀態(tài)。 9、登入過程中的報(bào)警信號(hào)與畫面處理： （1）“登入”信號(hào)上報(bào)后各種報(bào)警畫面顯示、無閃爍和報(bào)警聲響。 （2）各種報(bào)警的時(shí)間與內(nèi)容進(jìn)入試驗(yàn)記錄報(bào)表。 （3）退出登入信號(hào)上報(bào)后解除報(bào)警畫面顯示、進(jìn)入報(bào)警檢測(cè)狀態(tài)。 六、軟件的數(shù)據(jù)處理過程 1、根據(jù)采集的數(shù)據(jù)判斷是否有報(bào)警發(fā)生，報(bào)警通過動(dòng)畫閃爍顯示或不同聲響提示當(dāng)班人員及時(shí)處理。 2、對(duì)報(bào)警后的處理過程進(jìn)行記錄。 3、周期性地保存采集數(shù)據(jù)，正常時(shí)需要2小時(shí)保存一次。 4、對(duì)報(bào)警數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)生成報(bào)表以供瀏覽和打印輸出。 5、歷史報(bào)表。按選定單位井號(hào)、分時(shí)段顯示和打印歷史數(shù)據(jù)。 6、工程組態(tài)界面統(tǒng)一風(fēng)格。操作簡單、顯示直觀的了解每個(gè)氣井的詳細(xì)狀況。 七、主窗口顯示模式與內(nèi)容： 主窗口顯示氣井的分布地圖模式，同時(shí)顯示氣井的狀態(tài)，包括：正常工作、停（修）井和報(bào)警。 1、 選擇某個(gè)氣井的圖型時(shí)，進(jìn)入該氣井詳細(xì)數(shù)據(jù)的顯示。包括選定不同時(shí)段、 不同內(nèi)容的數(shù)據(jù)記錄。 2、 電池電壓模似量顯示為0～100%與0～16V量程之內(nèi)的數(shù)顯，當(dāng)供電電壓在 12V以下時(shí)閃爍報(bào)警和輸出聲響報(bào)警。 3、 通訊信號(hào)故障報(bào)警。當(dāng)GPRS與計(jì)算機(jī)的通訊連接失敗后重連時(shí)顯示“通訊信號(hào)故障”在連通后自動(dòng)去消。 八、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求： （1）周期性保存采集數(shù)據(jù)的間隔時(shí)間為2小時(shí)。 （2）歷史數(shù)據(jù)保存至少為1年。 （3）保存報(bào)警數(shù)據(jù)的間隔時(shí)間為20秒。 九、對(duì)性能的規(guī)定： （1）要求提供統(tǒng)一的操作風(fēng)格。 （2）統(tǒng)一的界面風(fēng)格。 （3）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)顯示風(fēng)格。 （4）數(shù)據(jù)采集過程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤能及時(shí)恢復(fù)并保持正常工作。 十、時(shí)間特性要求： （1）數(shù)據(jù)采集時(shí)間，分周期性定時(shí)采集和實(shí)時(shí)采集。 （2）周期性采集30分完成一次。 （3）實(shí)時(shí)報(bào)警發(fā)生后60秒內(nèi)發(fā)生反映。（計(jì)算機(jī)畫面顯示與輸出聲響） 十一、輸入通道信號(hào)： （1）門狀態(tài)——————————————————————————————-開關(guān)量，1路； （2）巡井登入———————————————————————————— 開關(guān)量，1路； （3）振動(dòng)報(bào)警————————————————————————————-開關(guān)量，1路； （4）壁環(huán)斷路報(bào)警————————————————————————-開關(guān)量，2路 （5）可燃?xì)鈾z測(cè)報(bào)警——————————————————————-開關(guān)量，2路 （6）電池電壓檢測(cè)傳感器——————————————————-模擬量，1路 （7）套壓檢測(cè)傳感器——————————————————（備用）模擬量，1路 十二、主窗口顯示： 通過地圖模式動(dòng)畫顯示各個(gè)氣井的外觀狀態(tài)。包括正常和報(bào)警狀態(tài)。通過點(diǎn)擊井圖查看詳細(xì)數(shù)據(jù)及各種報(bào)表的詳細(xì)記錄。 （1）日?qǐng)?bào)顯示各個(gè)氣井當(dāng)日8～4點(diǎn)、4～8點(diǎn)兩班的詳細(xì)數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)記錄 （2）月報(bào)顯示當(dāng)月每日兩班的詳細(xì)數(shù)據(jù)記錄、報(bào)警詳細(xì)數(shù)據(jù)記錄。 （3）年報(bào)顯示保存每個(gè)氣井的歷史數(shù)據(jù)。 （4）報(bào)表類型主要有當(dāng)日巡井與試驗(yàn)記錄報(bào)表、報(bào)警記錄報(bào)表、（修井）停產(chǎn)記錄報(bào)表、蓄電池的更換次數(shù)與供電時(shí)間記錄報(bào)表。 （5）現(xiàn)場登入記錄內(nèi)容：井號(hào)：入場與退場時(shí)間 十四、現(xiàn)有主要采集儀表性能說明： 1、GPRS數(shù)據(jù)采集器 型號(hào)KL-R5110 1.1主要性能特點(diǎn) • 八路模擬量、八路開關(guān)量輸入、輸出； • 內(nèi)嵌GPRS傳輸單元提供完備的GPRS登陸和傳輸機(jī)制，穩(wěn)定可靠； •天線內(nèi)置，安裝及使用方便，配有外接天線接口； 功圖數(shù)據(jù)快速采集和支持4000組數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄； • 配套MODBUS協(xié)議和登陸參數(shù)支持，數(shù)據(jù)流管理穩(wěn)定 • 支持兩路數(shù)據(jù)串口，可配接多種擴(kuò)展串口設(shè)備 a） 、主要參數(shù) 1、模擬量輸入：八路4～20mA或5V電流或電壓信號(hào) 2、開關(guān)量輸入：八路純觸點(diǎn)開關(guān)量 3、供電電壓： DC12V 4、采樣分辨率：16位 5、調(diào)試串口： RS-232/485 波特率：9600 6、準(zhǔn)確度：0.1% 7、整機(jī)功耗：70mA b）、部分構(gòu)件 a、指示燈說明： Power ：電源指示燈，正常供電時(shí)該燈點(diǎn)亮； b、通訊指示燈 共有4個(gè)通訊指示燈，分別為串口C與串口D的RX、TX指示燈， 串口C為調(diào)試串口，串口D為預(yù)留串口。 c、db25針插座