2.设备说明
选用计算机硬件软件的原则为够用,一定时间内不落后。选用油井控制器的原则价格合理,可靠性高。
2.1.厂站端主站软件硬件
2.1.1.硬件
根据实现情况配置个人计算机和服务器,包括监控工作站、通信服务器和数据库服务器。
监控工作站选用流行的个人计算机或者工控机。P4 2.0GHz ,512M RAM,80G 硬盘,20英寸显示器或者17英寸LCD显示器,键盘、鼠标和多媒体套件。配备打印机一台。
通信服务可以选择服务器或者工控机,对机器要求不是非常高,可以灵活配置。
数据库服务器选择小型工作组服务器即可。
2.1.2.软件
软件主要包括:
通讯软件、数据处理软件、命令处理软件、报警和事件处理软件、安全控制软件、图形界面软件和图形制作软件和高层应用软件。
由于目前油田各家的规约都不完全一致,选用哪家的井口控制器就要选用哪家的软件。软件一般对油田报价为10~20万元左右。选用ECON2004就要配相应的软件。选用金时的GT2302就要配金时的软件。
软件一般包括软件安装、软件调试和户化定制的要求。
软件安装、调试一般需要1周到2周的时间,客户化定制的工作要根据用户的要求和工作量来计算时间。
2.2.通信设备
系统通信设备可以选择GPRS 的MODEM,或者是数传电台。
1.总体指标:
● 频率范围:VHF/UHF
● 频率稳定度:1.5ppm
● 信道间隔:25KHz/12.5KHz
● 调制方式:MSK
● 数据接口:RS-232(标准配置) RS-485(选配)
● 接口速率:9600/4800/2400/1200bps(可设置)
● 接口校验:无校验/奇校验/偶校验 (可设置)
● 信道速率:2400/1200bps (可设置)
● 信道总数:16 (可扩充)
● 天线阻抗:50Ω
● 电源电压:DC 13.8V (12—15V)
● 电源消耗:接收时<100mA,满功率发射时<5.5A
● 体积:长×宽×高=149mm×109mm×50mm
2.接收机指标:
● 接收灵敏度:≤0.25μV(12dB信纳比)
● 杂散及镜频干扰:≥70dB
● 邻道选择性:≥70dB
● 接收失真:≤3%
3.发射机指标:
● 输出功率:25W (5-25W连续可调)
● 最大频偏:5Kc
● 邻道抑制比:≥70dB
● 杂散发射比:≥70dB
● 发射启动时间:≤40ms
天线: 对于GPRS选择其专用天线,一般有GPRS设备厂家提供。
对于数传电台应选择全向天线,并作架高处理。
通信系统应注意防雷。
2.3.井口控制器
2.3.1.MDS-104井口控制单元
MDS-104井口控制单元,具有如下功能:
1.功图数据采集和数据远传
2.井口压力、温度测量
3.电参数标准测量值
相电压:UA, UB, UC
电流:IA,IB,IC,I平均
功率:PA,PB,PC,P
无功:QA,QB,QC,Q
频率,功率因数
正向有功电度,反向有功电度
正向无功电度,反向无功电度
当日用电量
4.控制项目
电机缺相、超载自动停机保护控制
停电自动延时启动控制
抽油机空抽控制(针对老油田油井开采供液不足的空抽节能控制器)
规约:MODBUS
工作温度范围-40~85摄氏度,电源为直流24V。
2.3.2.防盗功能
MDS-104配上红外接近传感器都可以起到防盗作用。
2.3.3.告警显示控制模块
2.3.4.现场仪表
温度:传感器采用工业标准PT100,温度变送器选用易控微网的BSQ-WD-100
1 输出两线制,方便接线
2 热电阻采用三线法测量,在相当的范围内基本不受接线电阻的影响(200米)
3 卡式结构,直接安装在端子卡槽上,调试、维护、扩充方便
4 硬件修正了热电阻的非线性误差,比不修正提高了20倍的精度
5 输出4~20MA的标准工业信号
6 测量精度:0. 5% FS (PT100)
7 量程范围:-100℃~200℃ 或按照用户要求
8 输入可以采用 PT100, CU50等
9 供电 12~36V
载荷:
井口压力:
位移传感器和变送器:位移传感器有两种,一种为角位移传感器,一种为绝对位移传感器,角位移传感器特点时便宜,安装方便,缺点精度差。绝对位移传感器特点时测量准确,但是安装复杂,价格昂贵,容易损坏。可以选择金时的角位移传感器和相应的变送器。或者采用位置传感器。
2.4.规约说明
2.4.1.MODBUS 规约
MODBUS规约是MODICOM公司开发的一个为很多厂商支持的开放规约
Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控。
此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了控制器请求访问其它设备的过程,如果回应来自其它设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。
当在Modbus网络上通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上,包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。
标准的Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口,它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。
控制器通信使用主—从技术,即仅设备(主设备)能初始化传输(查询)。其它设备(从设备)根据主设备查询提供的数据做出相应反应。典型的主设备:主机和可编程仪表。典型的从设备:可编程控制器。
主设备可单独和从设备通信,也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信,从设备返回消息作为回应,如果是以广播方式查询的,则不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式:设备(或广播)地址、功能代码、所有要发送的数据、错误检测域。
从设备回应消息也由Modbus协议构成,包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和错误检测域。如果在消息接收过程中发生错误,或从设备不能执行其命令,从设备将建立错误消息并把它作为回应发送出去。
在其它网络上,控制器使用对等技术通信,故任何控制都能初始和其它控制器的通信。这样在单独的通信过程中,控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供的多个内部通道可允许同时发生的传输进程。
在消息位,Modbus协议仍提供了主—从原则,尽管网络通信方法是“对等”。如果控制器发送消息,它只是作为主设备,并期望从从设备得到回应。同样,当控制器接收到消息,它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。
查询
查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。例如功能代码03是要求从设备读保持寄存器并返回它们的内容。数据段必须包含要告之从设备的信息:从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。
回应
如果从设备产生正常的回应,在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代码的回应。数据段包括了从设备收集的数据:像寄存器值或状态。如果有错误发生,功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误的,同时数据段包含了描述此错误信息的代码。错误检测域允许主设备确认消息内容是否可用。
控制器能设置为两种传输模式(ASCII或RTU)中的任何一种在标准的Modbus网络通信。用户选择想要的模式,包括串口通信参数(波特率、校验方式等),在配置每个控制器的时候,在Modbus网络上的所有设备都必须选择相同的传输模式和串口参数。
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所选的ASCII或RTU方式仅适用于标准的Modbus网络,它定义了在这些网络上连续传输的消息段的每一位,以及决定怎样将信息打包成消息域和如何解码。
在该系统中,我们仅仅支持RTU的帧格式。
每个字节的位
. 1个起始位
. 8个数据位,最小的有效位先发送
. 1个奇偶校验位,采用偶校验
. 1个停止位
错误检测域
. CRC校验
地址域
消息帧的地址域包含两个字符(ASCII)或8Bit(RTU)。可能的从设备地址是0...247 (十进制)。单个设备的地址范围是1...247。主设备通过将要联络的从设备的地址放入消息中的地址域来选通从设备。当从设备发送回应消息时,它把自己的地址放入回应的地址域中,以便主设备知道是哪一个设备做出回应。
地址0是用作广播地址,以使所有的从设备都能认识。当Modbus协议用于更高水准的网络,广播可能不允许或以其它方式代替。
功能域
消息帧中的功能代码域包含了两个字符(ASCII)或8Bits(RTU)。可能的代码范围是十进制的1...255。当然,有些代码是适用于所有控制器,有此是应用于某种控制器,还有些保留以备后用。
当消息从主设备发往从设备时,功能代码域将告之从设备需要执行哪些行为。例如去读取输入的开关状态,读一组寄存器的数据内容,读从设备的诊断状态,允许调入、记录、校验在从设备中的程序等。
当从