#油水井测控区设备数据监测系统实施方案书

编号：QZ100407油水井测控区设备数

据监测系统方案编写陈孟钢审核胡刚批准石亚伟二O一O年四月一、系统概述1二、系统设计目标1三、系统的组成设计1油井数据采集系统构成2油井数据采集系统各部件简介2控制站系统构成7控制站系统设备简介7四、系统设备报价1011五、引用标11、系统概述本系统的主要目的是将各个抽油机井的示功图＜井载荷和井位移）和运行参数采集、存储并通过无线Zigbee网络传输到各个油井监控区的控制站，由控制站对这些采集的数据进行处理后通过光纤传输到控制中心。二、系统设计目标本系统设计目标分两个部分：第一部分为抽油机井数据的采集、本地存储和无线传输。第一部份的设计要点有如下几点：1、4〜20mA、RS485、IO信号等各种不同信号的采集。2、在无法正常进行通讯的情况下本地存储采集到的数据，通讯恢复后能重新传输存储的数据。3、实现稳定的无线传输。第二部分为油井监控区的控制站的对各个抽油机井上传数据的接收、处理和上传。第二部分的设计要点如下：1、对无线上传的数据进行处理，并组成需要的格式上传。三、系统的组成设计本系统由油井数据采集系统和控制站系统两大部分组成。油井数据采集系统使用设备包括4〜20mA采集模块、温度巡检仪、IO采集模块、前端嵌入式处理模块、Zigbee无线RS485传输模块。控制站系统由Zigbee无线RS485传输模块、工业平板计算机组成。3.1油井数据采集系统构成图1油井数据采集系统示意图油井现场的各种数据采用相应的采集模块将模拟量采集变换为数字量并通过485总线按照Modbus协议传输到前端嵌入式处理模块。前端嵌入式处理模块将采集到的数据按照规定格式进行本地存储，并同时将数据传输到Zigbee无线RS485模块进行无线传输到控制站系统。3.1.1油井数据采集系统各部件简介A)Zigbee无线RS485模块QZ01-485-1600模块。QZ01-485-1600模块是增强型的ZigBee模块，具有通信距离远、抗干扰能力强、组网灵活等优点和特性；可实现一点对多点及多点对多点之间的设备间数据的透明传输；可组成星型和网状网络结构。模块的详细性能指标：频段：2.4-2.483GHz数据接口：RS485无线通讯协议标准：IEEE802.15.4网络拓扑结构：网状、星状调制方式：DSSS＜O-QPSK）数据传输速率：250KBps可靠通信范围：不小于2600m＜无障碍直线可视）接收灵敏度：-92dBm寻址方式：64位IEEE地址，8位网络地址数据加密：128-bitAES错误校验：CRC-16/32信道接入方式：CSMA-CA和时隙化的CSMA-CA信道：16（5MHz＞通信时延：15ms＜激活或信道接入），30ms＜设备搜索）工作温度：-40〜^H85°C天线：2.4G天线，双天线。电源：6V〜12VDC接收电流：100mA发射电流：80mAB）前端嵌入式处理模块ATMEL32位ARM内核微处理器，内核最大速度为32MHz。内置ModbusRTU协议。带有2个485接口和一个SD卡接口，SD卡最大支持4GB容量。带有硬件看门狗，死机自动重启恢复。工业级设计，工作温度一25〜~H75°CO内部应用程序可以按照具体需求进行定制。C）4〜20mA信号采集模块I-7017模拟量远程测控模块，采用业界通用协议，美国ADI公司高性能模数转换芯片，日本NEC光电隔离器件，为用户提供多量程、高耐压隔离、远距离、低漂移、宽泛工作温度环境。I-7017共有8路差分输入，模块为16位分辨率，高达115.2K的通讯速率，主要用于工业现场或其它分布式数据采集。I-7017采用简单易操作的软件校准，用户可方便地进行零点和满量程校准。采集模块采用RS485通讯网路，将分散的现场数据点的模拟量经AD变换传输到主机或由PC控制远程主站点。它具有独特的双看门狗安全设计，即软件看门狗和硬件看门狗组成。模块万一出现程序飞跑时，可瞬间重新开机。每个采集模块可与主控计算机之间进行软件看门狗互锁，万一主控计算机死机，所有的输出模块就进入预设的安全状态，符合工业的安全要求。RS485通讯网路如因故障或断线，主控计算机和模块间将无法互锁无法通讯时，也会启动软件看门狗。软件看门狗的设计非常巧妙，使用方便，可大幅增加系统安全性。产品主要技术参数输入端口：8路差动接线接口：采用外接式10位接线端子，可方便地拆卸连线输入类型：mA＜内部已有高精密100欧电阻，无需外接）输入范围：4〜20mA输入阻抗：100欧采样速率：每秒15次分辨率：16位带宽：15.75Hz精确度：±0.02%或更好零点漂移：20uV/°C满程量漂移：25Ppm/°CCMR@50/60Hz：92dBmin过电压保护：±35V光电隔离耐压:3750Vrms微处理器：内置带看门狗的22兆CPU,高速可靠，防止死机RS485速率：1200〜115200BPS之间与RS485总线速度自适应，无须设置参数设置：波特率、校验和需将INIT端子接地，其他参数实时改变状态指示灯：上电自检通过常亮，通信时闪亮工作温度：-25°C〜+75°C存放温度：-40°C〜+85°C工作湿度：5%〜95%,无凝露外接电源电压：+10〜30V功耗：1.3W安装方式：可选标准DIN导轨安装或简单固定方式C)IO量号采集模块LM705316路单端共源非隔离干接点输入远程模块，采用业界通用协议，为用户提供数字量高耐压、远距离、低漂移、宽泛工作温度环境。LM-7053共有16路非隔离的干接点单端输入，所有输入通道共用一个内部电源端，当端口接地为开启；断开为关闭。高达115.2K的通讯速率，主要用于工业现场或其它分布式数据采集。LM-7053采用RS485通讯网路，将分散在现场数据点的数字开关量经信号调理电路以规定协议传输到主机或由PC控制远程主站点。它具有独特的双看门狗安全设计，即软件看门狗和硬件看门狗组成。模块万一出现程序飞跑时，可瞬间重新开机。主控计算机和每个LM-7053模块，有软件看门狗互锁，万一主控计算机死机，所有的输出模块就进入预设的安全状态，符合工业的安全要求。RS485通讯网路如因故障或断线，主控计算机和模块间将无法互锁无法通讯时，也会启动软件看门狗。软件看门狗的设计非常巧妙，使用方便，可大幅增加系统安全性。产品规格：数字量输入端口：16路单端共源非隔离数字量输入接线接口：采用外接式10位接线端子，可方便地拆卸连线开启输入电平：接地关闭输入电平：断开输入阻抗：820欧过电压保护：±35V微处理器：内置带看门狗的22兆CPU,高速可靠，防止死机RS485速率：1200〜115200BPS之间与RS485总线速度自适应，无须设置参数设置：波特率、校验和需将INIT端子接地，其他参数实时改变状态指示灯：上电自检通过常亮，通信时闪亮，溢出后周期性闪亮工作温度：-25°C~+75°C存放温度：-40°C〜+85°C工作湿度：5%〜95%,无凝露外接电源电压：+10〜30V功耗：70530.6W；7053D1.4W安装方式：可选标准DIN导轨安装或简单固定方式口）温度巡检仪XMD-08温度巡检仪采用单片微机电路开发设计新一代方式多功能智能多点巡回检测仪。功能方式选择，模拟量输入输出的准确度标定均通过仪表面板上的按键实现，具有功能强、精度高、质量稳定、配套性好，广泛用于化工、石油、冶金、火电、纺纤、科研等进行精密测量。主要性能和技术指标：1、测量范围：-200〜1800℃2、输入检测点：1〜24点测量精度：0.5%3、输入信号：K、E、S、B、J、Pt100、Cu50、0-20mV、0-10mA、4-20mA、0-400。等20余种信号4、各通道可独立设定上、下限报警值，具有超限报警记忆功能，报警状态由LED显示并有继电器报警触点输出。5、每一检测通道，可根据现场情况选择打开或关闭状态，在通道处于关闭状态时，该通道将无测量值显示及报警输出。6、具有巡回检测和定点检测切换功能，且具有热电偶自动冷端补偿。7、具有打印功能，可定时或随时打印输出各通道测量值及报警状态。8、具有与上位机进行通讯的功能，可实现现场数据的集中监视，仪表的集中操作。3.2控制站系统构成平板计算机 光端机图2控制站系统示意图控制站系统接收从油井采集系统上传的数据，并对数据进行处理和本地存储，同时将数据通过网口发送给光端机转成光信号传输到控制中心。控制站系统可以通过系统内的工业平板计算机对存储的数据＜如示功图等）进行查看。控制站系统设备简介A）工业平板计算机型号：QZ06—ARM02功能特征：

类型功能参数处理器A 2可选〜M默认配置为 ）通信接口电平或: 或路 或路:路 或路以太网络以太网络路 控制器路 控制器显示设备接口支持最大分辨率 义 像素，颜色位数或者位。标准配置寸触摸液晶。输入输出设备触摸屏幕线或线式兼容设计阵列键盘义矩阵键盘c 音频标准，带输入和输出总线路总线非光电隔离，可 引出）卡支持 模式扩展总线内含路总线；内含脉宽控制器；其中有 的口全部引出。引出存储扩展复位键复位按钮接口引出形式）控制接口指示灯电源指示灯接口引出形式面板接口蜂鸣器蜂鸣器接口引出形式看门狗控制器板上独立看门狗控制器实时时钟T独立实时时钟模块，设有备用电池其它配置指示灯状态指示灯、电源指示灯系统电源标准计算机电源输入， 和土机械参数：项目参数说明应用级别工业级产品应用级别是指温度级别与产品性能设计工作温度℃-℃此温度为最高等级的温度值域，温度级别详见订购信息工作湿度四、系统设备报价设备报价表＜价格为含增值税价格）：序号设备名称设备型号单价（元〉1Zigbee无线RS485模块QZ01-485-1600750.0024〜20mA数据采集模块I-7017430.003IO量采集模块LM7053580.004前端嵌入式处理模块QZ06-ARM012000.005工业平板计算机QZ06-ARM024500.006温度巡检仪XMD-08620.00单个抽油机井设备的价格：序号名称规格型号数量单位单价总价备注4〜20mA数据采集模块I-7017,8路2台430.00860.00可以自购IO量采集模块LM70531台580.00580.00可以自购温度巡检仪XMD-081台620.00620.00可以自购前端嵌入式处理模块QZ06-ARM011台2000.002000.00Zigbee无线RS485模块QZ01-485-16001台750.00750.00合计：4810.00单个控制站设备价格：序号名称规格型号数量单位单价总价备注Zigbee无线RS485模块QZ01-485-16001台750.00750.00工业平板计算机QZ06-ARM021台4500.004500.00合计：5250.00注：以