專利名稱：一種煤層氣井遠程智能測控終端的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及煤層氣開發自動控制領域，特別涉及一種煤層氣井遠程智能測控終端。
背景技術：
煤層氣是一種優質潔凈的能源，主要是以吸附狀態存在于煤層內，也有少量以游離狀態存在于孔隙與裂縫中。從國家經濟發展的角度看，由于煤層氣的開發利用，回收了大量很可能被浪費的優質潔凈能源，對緩解能源短缺、促進國民經濟發展起到了積極作用。盡管我國煤層氣資源非常豐富，但是開采過程中難度較大，通常需要測量各種數據，并且測量環境惡劣，在較深的地下，溫度差異大，也易發生危險，采用各種數據傳感器進行數據采集可以解決這一問題，但是由于傳感器深入煤層氣井，傳輸數據、控制、進行報警處理等很困難，缺少一種可以即時對傳感器進行控制，方便操作的設備。
實用新型內容為了解決現有技術中的問題，本實用新型實施例提供了一種煤層氣井遠程智能測控終端。所述技術方案如下一種煤層氣井遠程智能測控終端，所述終端包括主處理器、第一存儲器、第二存儲器、第一轉換器、第二轉換器、網絡接入器；所述主處理器與所述第一存儲器、第二存儲器、第一轉換器、第二轉換器、網絡接入器相連接，所述主處理器將存儲于所述第二存儲器中的遠程智能測控程序讀入到所述第一存儲器中并運行所述遠程智能測控程序，所述主處理器通過第一轉換器接收傳感器發送的數據并進行分析處理，將處理結果通過所述第二轉換器返回給所述傳感器，所述主處理器通過網絡接入器接收外界發送的控制命令并返回回執消息；所述第一存儲器與所述主處理器相連，用于存儲所述主處理器從所述第二存儲器中讀取的遠程智能測控程序，并存放所述主處理器運行所述遠程智能測控程序運行時的臨時數據；所述第二存儲器與所述主處理器相連，用于存儲所述遠程智能測控程序和所述傳感器采集的數據；所述第一轉換器與所述主處理器相連，用于將所述傳感器發送的數據由模擬信號轉換成數字信號，并發送給所述主處理器；所述第二轉換器與所述主處理器相連，用于將所述主處理器返回給所述傳感器的處理結果由數字信息轉換成模擬信號，并發送給所述傳感器；所述網絡接入器與所述主處理器相連，用于接收外界發送的控制命令并轉發給所述主處理器，并返回所述主處理器發送的回執消息。進一步地，所述終端還可以包括顯示器，所述顯示器用于顯示所述傳感器發送的數據。[0013]進一步地，所述終端還可以包括無線發送器，用于通過無線通信方式向外界發送數據。進一步地，所述傳感器包括溫度傳感器，所述溫度傳感器通過所述第一轉換器、第二轉換器與所述終端連接，所述終端通過所述第一轉換器接收所述溫度傳感器監測的數據，當溫度超過所述終端的設計范圍時進行報警和應急處理，并通過所述第二轉換器對所述溫度傳感器進行控制。進一步地，所述傳感器包括載荷、位移傳感器或加速度傳感器，所述載荷、位移傳感器或加速度傳感器通過所述第一轉換器、第二轉換器與所述終端連接，所述終端通過所述第一轉換器接收所述載荷、位移傳感器或加速度傳感器采集的功圖，并根據功圖判斷泵的工作狀況及計算泵的排量，計算桿柱的應力和分析桿柱組合的合理性，計算和分析抽油機扭矩、平衡及功率，顯示輸出泵功泵效，所述終端通過所述第二轉換器對所述載荷、位移傳感器或加速度傳感器進行控制。進一步地，所述傳感器具體為氣體流量計、動力源傳感器、能耗傳感器、水表、套壓傳感器、井下壓力傳感器、泵工況傳感器、限壓設備、流程控制設備、安全防護設備、視頻監控設備或聲光設備。本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是通過煤層氣井遠程智能測控終端可以與各種傳感器相連，在野外苛刻的情況下進行數據采集，實現對傳感器的遠程控制，并可以輕松調控方式的差異化，存儲歷史數據，實現遠程報警等。
圖1是本實用新型實施例1中所提供的一種煤層氣井遠程智能測控系統示意圖；圖2是本實用新型實施例2中所提供的在煤層氣井中對抽油機進行生產監控的實例設備連接結構圖；圖3是本實用新型實施例2中所提供的監控箱內部結構示意圖；圖4是本實用新型實施例2中所提供的一種煤層氣井遠程智能測控方法流程圖；圖5是本實用新型實施例3中所提供的一種煤層氣井遠程智能測控終端的器件連接示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。實施例1如圖1所示，本實用新型實施例1所述的一種煤層氣井遠程智能測控系統，包括 數據采集模塊1、信號輸出模塊2、數據存儲模塊3、數據處理模塊4、配置文件設置模塊5、歷史數據補取模塊6、顯示模塊7。數據采集模塊1，用于采集監測得到的數據，并在進行數據采集時，讀取配置文件設置模塊5中預設的配置參數，當采集的數據發生異常時，記錄異常數據到數據存儲模塊3 中；進一步地，數據采集模塊1還可以用于，在進行數據采集初始化時，讀取配置文件設置模塊5中設定的采集周期頻度，進行自動或人工進行數據采集；信號輸出模塊2，用于接收遠程發送的控制命令，并根據遠程發送的控制命令向與煤層氣井遠程智能測控終端連接的傳感器發送命令，或讀取配置文件設置模塊5中設定的自處理邏輯命令，并向與煤層氣井遠程智能測控終端連接的傳感器發送上述自處理邏輯命令；進一步地，信號輸出模塊2，還可以用于輸出音頻數據；數據存儲模塊3，用于對數據采集模塊1采集的數據和數據處理模塊4處理得到的數據進行備份；數據處理模塊4，用于讀取配置文件設置模塊5中的配置信息，并根據配置信息對數據采集模塊1中采集的數據進行分析處理得到目標數據，或接收來自遠程的控制命令， 對上述控制命令進行解析處理；配置文件設置模塊5，用于存儲煤層氣井遠程測控程序，并存儲對數據異常情況的處理配置參數，數據采集的周期頻度、用戶配置的時序邏輯，并且可進行修改；例如，可將煤層氣井遠程智能測控終端的工作溫度設置為低于70攝氏度，并存儲于配置文件設置模塊5中；歷史數據補取模塊6，用于根據用戶在配置文件設置模塊5中配置的時序邏輯條件獲取數據并返回給數據處理模塊4。顯示模塊7，用于顯示配置文件設置模塊5中的配置參數，并顯示輸出給用戶進行修改，同時提供數據輸出功能。進一步地，所述系統還可以包括外接存儲模塊8，用于擴充所述系統的存儲空間和轉移數據。采用本系統的好處可以與各種傳感器相連，在野外苛刻的情況下進行數據采集， 實現對傳感器的遠程控制，并可以輕松調控方式的差異化，存儲歷史數據，實現遠程報警寸。實施例2本實施例2提供了一種煤層氣井遠程智能測控方法。在本實施例中，以具體的在煤層氣井中對抽油機進行生產監控為例進行說明，如圖2所示該井場擁有生產井兩口，使用抽油機作為主要排采設備，使用一個燃氣發電機作為動力源，監控設備放置在監控箱中，通過有線的方式連接現場儀器儀表。其中，監控箱內部包括煤層氣井遠程智能測控終端(以下簡稱終端)一臺，24V直流電源一個，DTU(Data transmission Unit，數據傳輸單元)一臺，接線端子若干，浪涌保護器一個。24V電源作為主設備供電電源，主要為測控終端、DTU和現場傳感器提供電力來源。 傳感器和執行器的信號線接到接線端子上，然后通過連接線與測控終端相連，具體的如圖3 所示。本實施例中，具體的煤層氣井遠程智能測控方法如圖4所示，包括步驟201、上電，煤層氣井遠程智能測控終端啟動；步驟202、讀取配置參數，完成初始化；其中，步驟202中的過程包括讀取煤層氣井遠程智能測控終端(以下簡稱終端)中存儲的對數據異常情況的處理配置參數，數據采集的周期頻度、用戶配置的時序邏輯等， 并完成顯示器的界面初始化；在本步驟中，還可以包括，完成初始化成功，打印初始化成功消息。根據上述對抽油機監控的實例，本步驟中，終端帶有IXD (Liquid Crystal Display，液晶顯示)屏，初始化成功后，輸出成功消息。步驟203、向傳感器發送獲取數據指令；需要說明的是，終端向與其連接的傳感器發送獲取數據的指令，可以是終端通過網絡從遠程獲取控制命令，終端獲取命令后，向傳感器發送獲取數據的指令，也可以是由寫入終端內部的自處理邏輯命令發起命令，終端向傳感器發送獲取數據的指令。進一步地，傳感器接收到獲取數據的指令后，進行數據采集。根據上述對抽油機監控的實例，本步驟中，終端優選的設置為自處理邏輯命令，終端實時的對現場傳感器發出獲取流量計數的指令。步驟204、接收傳感器返回的數據；步驟205、判斷數據是否異常，如果是，執行步驟206，如果不是，執行步驟207 ；根據上述對抽油機監控的實例，本步驟中，可以在終端中設置流量計的安全范圍， 當超出范圍時，即認為異常。步驟206、按預先設定的方式對上述數據進行處理；在本實施例中，預先約定的方式在終端中設定的處理方式，例如，可以在終端中設定，當溫度超過70度時，終端進行報警并停止運行，根據上述對抽油機監控的實例，本步驟中，可以設定，當傳感器發送回的流量計超過預設的安全范圍時，進行報警，并自動控制抽油機進行安全生產措施。步驟207、記錄上述數據，等待終端發送新的指令。進一步地，針對上述對抽油機監控的實例，還可以在終端上連接無線網絡設備，如圖3所示，如連接無線網卡，利用3G網絡進行遠距離的數據傳輸。以上實施例只是終端的一個應用，終端還可以通過接口連接氣體流量計、動力源傳感器、能耗傳感器、水表、套壓傳感器、井下壓力傳感器、泵工況傳感器、限壓設備、流程控制設備、安全防護設備、視頻監控設備、聲光設備等進行連接，以完成煤層氣井遠程智能測控。使用本實施例所提供的方法的好處可以與各種傳感器相連，在野外苛刻的情況下進行數據采集，實現對傳感器的遠程控制，并可以輕松調控方式的差異化，存儲歷史數據，實現遠程報警等。實施例3本實施例3提供了一種煤層氣井遠程智能測控終端，如圖5所示，所述終端包括 主處理器、第一存儲器、第二存儲器、第一轉換器、第二轉換器、網絡接入器；其中，主處理器與第一存儲器、第二存儲器、第一轉換器、第二轉換器、網絡接入器相連接，主處理器將存儲于第二存儲器中的遠程智能測控程序讀入到第一存儲器中并運行遠程智能測控程序，主處理器通過第一轉換器接收傳感器發送的數據并進行分析處理，將處理結果通過第二轉換器返回給傳感器，主處理器通過網絡接入器接收外界發送的控制命令并返回回執消息；[0067]具體地，主處理器的主頻不低于200MHz，采用32位處理芯片；其中，主處理器還包括兩個存儲器控制模塊，分別與第一存儲器、第二存儲器連接，用于對第一存儲器、第二存儲器進行控制。第一存儲器與主處理器相連，用于存儲主處理器從第二存儲器中讀取的遠程智能測控程序，并存放主處理器運行遠程智能測控程序運行時的臨時數據；具體地，第一存儲器的總容量大于64M，采取兩塊SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步動態隨機存儲器)連接的方式；相應地，主處理器還用于對第一存儲器進行邏輯控制，邏輯控制包括定時刷新、行列地址鎖定；具體地，第一存儲器與主處理器通過CKE(Clock Enable，時鐘使能信號)線、 CLK (Clock,時鐘信號)線、DQML (Input/output mask，數據輸入/輸出屏蔽使能信號)線、 DQMH(Input/output mask，數據輸入/輸出屏蔽使能信號)、nCAS (Column Address Strobe, 列地址選通信號)、nRAS(Row Address Strobe，行地址選通信號)、new (Write Enable，寫使能信號)、nCS (Chip Select，片選信號)、A0 A12 (Address 13位地址信號)、BA0、BA1 (Bank Address 2位塊地址信號)、DQO DQ15(Data 16位數據總線)，其中，η表示低電平有效， DQML線對應數據位DQO DQ7，DQMH線對應數據位DQ8 DQ15。第二存儲器與主處理器相連，用于存儲遠程智能測控程序和傳感器采集的數據；具體地，第二存儲器為Flash (閃存)存儲器；具體地，第二存儲器與主處理器通過nCE(Chip Enable，芯片使能信號)線、 CLE (Command Latch Enable，命令鎖存信號)線、ALE (Address Latch Enable，地址鎖存信號)線、nRE(Read Enable，讀使能信號)線、nWE (Write Enable，寫使能信號)線、nWP (Write I^otect，寫保護信號)線、R/nB(Ready/Busy，忙/閑狀態信號)線連接，其中，η表示低電平有效。第一轉換器與主處理器相連，用于將傳感器發送的數據由模擬信號轉換成數字信號，并發送給主處理器；具體地，第一轉換器可以實現8通道4 20mA模擬輸入信號的16位模擬信號/
數字信號轉換；具體地，第一轉換器與主處理器通過nCS (chip select，片選信號)線、nRD (Read， 讀信號)線、nCONVST (convert start，轉換開始信號)、D0 D15 (Data 16位數據總線)線連接，其中，η表示低電平有效。第二轉換器與主處理器相連，用于將主處理器返回給傳感器的出來結果由數字信息轉換成模擬信號，并發送給傳感器；具體地，第二轉換器可以實現4通道12位精度4 20mA數字信號/模擬信號轉換并輸出；具體地，第二轉換器通過nCS (chip select，片選信號)、R/nW (Read/Write，讀寫控制信號)、DO Dll (Data 12位數據總線)線進行連接，其中，η表示低電平有效，R/nW線使用高電平讀、低電平寫。網絡接入器與主處理器相連，用于接收外界發送的控制命令并發送給主處理器， 并返回主處理器發送的回執消息。[0083]進一步地，終端還可以包括顯示器，顯示器用于顯示傳感器發送的數據；進一步地，終端還可以包括無線發送器，用于通過無線通信方式向外界發送數據；進一步地，傳感器包括溫度傳感器，溫度傳感器通過第一轉換器、第二轉換器與終端連接，終端通過第一轉換器接收溫度傳感器監測的數據，當溫度超過終端的設計范圍時進行報警和應急處理，并通過第二轉換器對溫度傳感器進行控制；進一步地，傳感器包括載荷、位移傳感器或加速度傳感器，載荷、位移傳感器或加速度傳感器通過第一轉換器、第二轉換器與終端連接，終端通過第一轉換器接收載荷、位移傳感器或加速度傳感器采集的功圖，并根據功圖判斷泵的工作狀況及計算泵的排量，計算桿柱的應力和分析桿柱組合的合理性，計算和分析抽油機扭矩、平衡及功率，顯示輸出泵功泵效，終端通過第二轉換器對載荷、位移傳感器或加速度傳感器進行控制；進一步地，傳感器還可以包括氣體流量計、動力源傳感器、能耗傳感器、水表、套壓傳感器、井下壓力傳感器、泵工況傳感器、限壓設備、流程控制設備、安全防護設備、視頻監控設備、聲光設備等進行連接，以完成煤層氣井遠程智能測控。使用本實施例所提供的終端的好處可以與各種傳感器相連，在野外苛刻的情況下進行數據采集，實現對傳感器的遠程控制，并可以輕松調控方式的差異化，存儲歷史數據，實現遠程報警等。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種煤層氣井遠程智能測控終端，其特征在于，所述終端包括主處理器、第一存儲器、第二存儲器、第一轉換器、第二轉換器、網絡接入器；所述主處理器與所述第一存儲器、第二存儲器、第一轉換器、第二轉換器、網絡接入器相連接，所述主處理器將存儲于所述第二存儲器中的遠程智能測控程序讀入到所述第一存儲器中并運行所述遠程智能測控程序，所述主處理器通過第一轉換器接收傳感器發送的數據并進行分析處理，將處理結果通過所述第二轉換器返回給所述傳感器，所述主處理器通過網絡接入器接收外界發送的控制命令并返回回執消息；所述第一存儲器與所述主處理器相連，用于存儲所述主處理器從所述第二存儲器中讀取的遠程智能測控程序，并存放所述主處理器運行所述遠程智能測控程序運行時的臨時數據；所述第二存儲器與所述主處理器相連，用于存儲所述遠程智能測控程序和所述傳感器采集的數據；所述第一轉換器與所述主處理器相連，用于將所述傳感器發送的數據由模擬信號轉換成數字信號，并發送給所述主處理器；所述第二轉換器與所述主處理器相連，用于將所述主處理器返回給所述傳感器的處理結果由數字信息轉換成模擬信號，并發送給所述傳感器；所述網絡接入器與所述主處理器相連，用于接收外界發送的控制命令并轉發給所述主處理器，并返回所述主處理器發送的回執消息。
2.如權利要求1所述的煤層氣井遠程智能測控終端，其特征在于，所述終端還可以包括顯示器，所述顯示器用于顯示所述傳感器發送的數據。
3.如權利要求1所述的煤層氣井遠程智能測控終端，其特征在于，所述終端還可以包括無線發送器，用于通過無線通信方式向外界發送數據。
4.如權利要求1所述的煤層氣井遠程智能測控終端，其特征在于，所述傳感器包括溫度傳感器，所述溫度傳感器通過所述第一轉換器、第二轉換器與所述終端連接，所述終端通過所述第一轉換器接收所述溫度傳感器監測的數據，當溫度超過所述終端的設計范圍時進行報警和應急處理，并通過所述第二轉換器對所述溫度傳感器進行控制。
5.如權利要求1所述的煤層氣井遠程智能測控終端，其特征在于，所述傳感器包括載荷、位移傳感器或加速度傳感器，所述載荷、位移傳感器或加速度傳感器通過所述第一轉換器、第二轉換器與所述終端連接，所述終端通過所述第一轉換器接收所述載荷、位移傳感器或加速度傳感器采集的功圖，并根據功圖判斷泵的工作狀況及計算泵的排量，計算桿柱的應力和分析桿柱組合的合理性，計算和分析抽油機扭矩、平衡及功率，顯示輸出泵功泵效， 所述終端通過所述第二轉換器對所述載荷、位移傳感器或加速度傳感器進行控制。
6.如權利要求1所述的煤層氣井遠程智能測控終端，其特征在于，所述傳感器具體為氣體流量計、動力源傳感器、能耗傳感器、水表、套壓傳感器、井下壓力傳感器、泵工況傳感器、限壓設備、流程控制設備、安全防護設備、視頻監控設備或聲光設備。
專利摘要本實用新型公開了一種煤層氣井遠程智能測控終端，該終端包括主處理器、第一存儲器、第二存儲器、第一轉換器、第二轉換器、網絡接入器，主處理器將存儲于第二存儲器中的遠程智能測控程序讀入到第一存儲器中并運行遠程智能測控程序，主處理器通過第一轉換器接收傳感器發送的數據并進行分析處理，將處理結果通過第二轉換器返回給傳感器，主處理器通過網絡接入器接收外界發送的控制命令并返回回執消息。本實用新型通過所述煤層氣井遠程智能測控終端可以與煤層氣井場中常用的傳感器相連，可以在野外苛刻的情況下完成數據采集，對遠程的傳感器進行控制，將現場設備儀器無表盤化，集中顯示，可實現遠程數據報警，歷史數據的存儲等。
文檔編號G05B19/418GK202093361SQ201020678468
公開日2011年12月28日 申請日期2010年12月14日 優先權日2010年12月14日
發明者盧囿伊, 孫仕勝, 張中杰, 張敬波, 李延會, 楊小娜, 溫欣, 田豐華, 羅革新, 趙連祜, 邸海龍, 郭炳政, 韓軍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司, 中石油煤層氣有限責任公司, 北京中油瑞飛信息技術有限責任公司