油井监控器RTU介绍材料

油井RTU原理及应用采油工程研究院自动化工程设计研究室

1.RTU功能及原理

2.RTU接线

3.小无线及频点

4.RTU使用2024/4/11.1.RTU功能及原理RTU（RemoteTerminalUnit远程终端控制单元）远程油井控制单元适用于油水井单井的远程测控。功能三方面采集：采集下属的各个传感器传输：传输下属的各个传感器的数据到上位机控制：实现远程控制启井、停井、声光报警、调速2024/4/11.1.RTU功能及原理外部无线传感器多数时间处于休眠状态（微功耗），定时唤醒运行、发射数据，RTU接收数据后集中处理，数据存储；同时接收外部（本地键盘/上位机远程）命令，根据命令进行本地液晶显示/数据传输/启停井操作/实时测试等相应操作。工作原理：2024/4/11.无线数据收发模块USB接口RS232/485接口操作键盘宽温液晶显示器数据存储器天文时钟

微处理器通讯模块：光端机、GPRS等RTU结构1.RTU功能及原理2024/4/11.RTU技术指标：⑴可以无线采集示功图冲次范围1-7冲/分（高冲次可以单独选定）位移量程：不受限制载荷量程：3T、5T、10T、12T、15T⑵可以无线采集6路模拟量(分辨率4095)，也可直接采集压力数据（需配套相应的无线数传压力计）。⑶可以无线采集4路开关（曲柄销子）报警量。⑷可以无线采集一路电磁流量的瞬时值及累计值（目前支持浙江苍南流量计或天信流量计）。⑸可以无线采集一路翻斗或其他计数脉冲。⑹可以有线采集电参量瞬时值（三相电压、三相电流、三相功率、总功率、功率因数、有功电度）。1.RTU功能及原理2024/4/11.⑺可以与示功图同步采集总功率、无功功率、功率因数曲线。⑻可以与示功图同步采集3相电流曲线（144点）。⑼可以采集一个机器周期的压力曲线（模拟量1，与示功图不同步）。⑽可以提供5个继电器无源触点输出，可作启井、停井、声光报警、故障停机、两级调速之用。⑾可以存储500井次（示功图、总功率、电流、压力曲线）的数据，当数据存满后则顶替最早的数据。⑿小无线传输距离：空旷地不低于50米。⒀具有标准RS232或RS485接口。⒁使用温度范围：+50℃至-20℃，当在高寒地区使用时应该加装温度控制器。1.RTU功能及原理2024/4/11.

2.RTU接线端子接线图LED5LED6LED3CH6CH5CH4CH3CH2CH1复位LED4LED1：3V指示灯LED2：5V指示灯LED3：RTU状态指示灯,正常时1s闪1次，测试时闪烁频率会变快LED4：无线数据载波指示灯,空中有该频段信息时则闪烁LED1LED2LED5：发送指示灯LED6：接收指示灯CH1:5V电源插座CH2:RS485串口插座，接DTU或其他通讯设备，可以级联（并联）多个设备，从右到左数1P—A、2P—B接线时要注意极性(以扳子标注为准)。CH3:RS232串口插座，接DTU或其他通讯设备，从右到左数1P—TXD、2P—RXD，3P—GND，(以扳子标注为准)接线时要注意极性。CH4:电参量模块TTL串口,连接电参量模块,从右到左数1P-5V、2P—TXD、3P—RXD、4P—GND，(以扳子标注为准)接线时要注意极性。CH5：DTU复位继电器，长闭无源触点，可以将DTU电源串接该接点，当设定时间内没有串口通讯，则该继电器自动断开3秒钟，将DTU复位。CH6：继电器驱动线插座：5QTBT对应5V、启井、停井、报警及调速继电器，驱动5V直流继电器。2024/4/11.3.小无线及频点

与抽油机远程监控器RTU配套的数据采集产品----小无线采集单元是基于nRF905单片无线收发模块开发的。可以将单井的压力、温度、流量、液位、示功图及各种报警信号通过无线方式与RTU进行数据交换。工作在433MHz的ISM频段（2.4～2.4835GHz），具有低功耗收发（小于10mW）、休眠时微功耗等特点。2024/4/11.3.小无线及频点频点：在433MHz的ISM频段（2.4～2.4835GHz）中区分出不同的波长。老程序的RTU频点在00-15范围内选择，新版本的频点范围是00～63。

同一口井的采集单元及RTU必须配置同样的频点并与周围的油井区分，才能进行通讯。

2024/4/11.4.RTU使用开机上电后液晶屏显示主界面，RTU进行初始化，并检测开启的各无线采集模块，直到屏幕下方键盘菜单显示和右上方时间正常走动之后才可进行操作。

有时上电屏幕没有显示或显示黑屏，则可按动复位按扭或重新上电使其正常显示，另外设有屏幕保护功能，当RTU没有键盘操作2分钟后屏幕显示消失，此时按返回键则屏幕恢复显示。有时按返回键没有反映，说明RTU正在自检，可以等一会再操作。2024/4/11.4.RTU使用2024/4/11.4.RTU使用键盘共有八个按键，其中：①键：自检功能②键：回放功能③键：测试，点测示功图④键：设置⑤返回键：返回或取消键⑥确定键：确定⑦⑧两个显示灰度的调整键，当温度引起显示不合适时可以通过灰度键调整。2024/4/11.4.RTU使用4.1设置菜单在主界面按右键进入设置菜单可以进行各项参数功能设置,

选择好后按确定键，提示输入密码，出厂默认密码为1。设置时间格式化冲次快慢测试数据控制休眠水井设置设置地址载荷量程故障停机设置频点传感器油井类型电参量采集单元通讯速率启停模式标准位移GPRS超时测试周期压力液面井状态2013-09-20（v4.5RH.Z-B）2024/4/11.4.RTU使用时间设置可以设置RTU时间，设置->设置时间,则可进行RTU时间修正，→、←键移动光标选择修改项，↑、↓修改光标对应的数值，修正完毕按返回键即可，若想对示功传感器设置时间，按确定键可以将时间传送到相同频点的示功仪。

设备在现场运行过程中，上位机每天定时校时。2024/4/11.4.RTU使用测试数据设置->测试数据,根据现场情况对测试数据进行设置，是否对相应的采集模块进行采集。→、←键移动光标选择数据项，↑、↓选择有无。注意：①不需要的参量一定要设置为“无”，否则RTU每次巡检会浪费许多时间。②模拟量1项在示功图采集后可以采集一个周期的曲线，有别与其他几路模拟量，若不需要压力曲线可选择模拟量2或3作为压力测量为好，这样比较节省压力表的电池电源。2024/4/11.4.RTU使用地址设置设置RTU地址0-255，相对上位机而言，跟通讯有关。对于光纤或电台传输的系统，每个RTU地址是唯一。设置频点设置RTU频点，注意RTU频点应与所属各采集模块频点必须一致，否则无法采集模块数据。同时距离比较近的井（小于300米）应将频点差开即不同频，另外如果在某频点RTU的CD灯常亮或频繁闪亮，说明该频点有干扰，会影响数据传输的成功率，最好改变频点试试。2024/4/11.4.RTU使用电参量设置->电参量，主要用来设置电量模块自身的地址和波特率，若地址不等于1或波特率不为19200bps，则RTU显示…自动搜索电量模块，检索到后改为默认的设置，屏幕显示“是否清零？”，只有必须清零时才清，否则无需清“0”。启停控制

设置->启停控制，根据现场具体启停模式设置。RTU共有五组继电器，模式1中第一组继电器为起井,第二组停井,第三组为起井前报警(10秒钟),第四组为故障停井(用户选用),第五组为两位制调速控制。02方式为第一组继电器闭合为启井，断开为停井。2024/4/11.4.RTU使用测试周期设置->测试周期，用来设置示功图刷新周期，对于需要功图算产时设为01（1小时1次）即可，若无需功图算产设为8（即8小时1次）或根据管理者的需求而定。若设置为00则半小时录取一次示功图，主要作为研究井况用，不建议采用此间隔，因为比较消耗传感器的电池。格式化设置->格式化，此功能一般在RTU第一次使用时需对存储芯片格式化，确保存储可靠。当数据存储太多数据（RTU可以存储500井次功图数据）又已经上传时可以格式化，但这种操作慎用，它将清除所有记录。2024/4/11.4.RTU使用控制休眠设置->休眠控制，可以让所属频点的示功仪或各无线模块进入休眠状态，此时示功仪或无线模块进入全休眠状态（该选项测试数据必须打开，参考4.2），该功能在传感器出厂、运输过程中十分有用，可以最大程度的节约传感器电池耗电，当需要安装使用前可以用磁钢激活传感器，传感器则进入休眠、唤醒状态。零点系数指的是载荷零点、系数及冲程标准值。设置->零点系数->确定：RTU屏幕显示“XXXYYYYZZ.ZZ”。其中XXX是载荷零点，YYYY是载荷的量程系数，ZZ.ZZ冲程标现场准值。默认050027000.00m。2024/4/11.4.RTU使用传感器仅针对压力表，用来确定上传数据是数字量还是模拟量，以及小数点位数。采集单元此功能是用来检测、配置采集单元模块。操作方法是设置->采集单元，屏幕出现频点：功能：模式：此时用磁钢激活目标采集单元模块，模块将返回当前的频点、功能数据，根据需要可以重新配置传感器的参数，按上下键改变频点或功能数，按左右键选择频点或功能。2024/4/11.4.RTU使用标准位移作为低冲次井（0.5-1次/分）的标准位移用，当冲次太低时传感器的加速度就失效了，使用该功能可以弥补冲次低端不足。

操作方法先将载荷位移传感器安装在曲柄上（注意方向），然后按设置->标准位移，显示已经采集过的位移载荷曲线，按上下键轮流可选择6条已经采集存储的曲线，按确定键则采集新曲线，此时逐点显示新采集点，待曲线稳定后（约3秒钟）再按确定则真正开始采集，采集完毕后屏幕提示“是否存储？”此时若按左键则专门存储一条标准位移曲线，作为低冲次井的标准位移用，若直接按确定键则存为一般的位移载荷曲线，供分析之用，可以记录6条。该功能可以用于抽油机上下行程停机测量静载荷或测量泵漏失之用。2024/4/11.4.RTU使用压力液面此功能是针对井下压力计或示功图换算动液面之用。液面测试前要输入基础数据，设置->压力液面,将显示需要输入的基础数据，左键切换光条，右键移动光标，上下键修改。冲次快慢此功能是配合上述标准位移之用。设置->冲次快慢，01为正常冲次（1-7冲）、02为备用、03为备用，04为特慢冲次（1-0.5冲），设备默认为1。水井设置

此功能是设置水井的频点、地址。激活水井RTU则返回当前的频点和地址，可以改成所希望的频点及地址，改完后按返回键若产生GOOD说明配置成功。2024/4/11.4.RTU使用故障停机此功能是选择开关量报警（曲柄销子）启动第2路继电器之用，若将此继电器串入停机回路将可以起到开关报警停机功能，设置->故障停机,将显示销子1、销子2、开关量1、开关量2，分别选择是或否即可，若无需停机则都设成无即可。油井类型01：抽油机（默认）02：电潜泵03：大站通讯速率RTU与通讯模块之间的通讯速率。可在2400和9600之间选择。2400用于数传电台，9600用于光端机。默认为96002024/4/11.4.RTU使用GPRS超时仅用于采用GPRS通讯的系统。设定GPRS超时时间和采集时间。监听RTU与上位机的通讯端口,当在设定的GPRS超时时间内没有正常的数据通讯时，认为GPRS通讯模块掉线，RTU对其进行复位重启。井状态设置判断启停井状态的参数。01：按载荷判断启停井，需要设置停井阈值和时率时刻。02：按电量有功功率判断启停井，需要设置有功功率和时率时刻。2024/4/11.4.RTU使用4.2自检该功能主要用于调试和维护各个功能，退出自检按返回键即可。2024/4/11.4.RTU使用

通讯检测在现场时可以用RTU检测另外RTU的串口通讯是否正常。方法是将两个RTU串口连接，RS232方式收对发、发对收，RS485则A对A、B对B。按自检->通讯确定后屏幕显示good！，说明串口通讯没有问题，若是不显示并屏幕返回说明串口故障。2024/4/11.4.RTU使用电参量自检自检->电参量，显示3相电流、3相电压、3个单项有功、P、Q、功率因数，电压量程默认是600v，电流量程80A，需根据具体量程设置。应注意在一个周期内总有功正值比较多、3相电流、3个单相有功应相差不多，否则应该查看接线是否正确。屏幕下端显示电量模块的电压、电流量程，左右键移动光标，上下键修改，使用前注意量程匹配，否则测试数据不准确。继电器自检自检->继电器，该项功能可以检测5个继电器的功能，操作后继电器依次动作，可以听声音或使用万用表测量通断。该功能一但接到实际的启停井回路后禁用，操作后会引起电机动作。2024/4/11.4.RTU使用测量值1自检自检->测量值1，键后显示示功图、模拟量1-3、销子1、销子2，可以获取各采集模块的当前瞬时值，对调试和维护非常有用。以下分别介绍：示功图自检自检->测量值1->示功图：键后显示：AA，当和示功仪传感器通讯建立起来后显示MMMMMNNNNNNXXXXX三组数据，其中第一组数据MMMMM为位移数字量，第二组数据NNNNN为载荷数字量，第三组数据XXXXX为折算成千牛单位的载荷。若AA后面没有显示，说明RTU与示功仪之间通讯有问题，由于传感器是工作在长休眠、短唤醒的制度下，因此通讯连接需要一定时间。该自检功能十分有用，可以检测示功仪的原始状态好坏。2024/4/11.4.RTU使用模拟量1（模拟量2或模拟量3）自检自检->测量值1->模拟量1（模拟量2或模拟量3）：键后显示：显示：MMMMMNNNNN二组数据，其中第一组数据为压力，第二组数据为备用，测得的压力数值是实际值×100（保留2位小数），应同压力表显示表相一致，若不一致表明采集模块和压力表之间通讯不正常，可查看采集模块和压力表间的通讯线，若一直显示AA则表明RTU和采集模块之间通讯故障，可以检查频点是否一致，或传感器电池电压是否充足。另外由于传感器是工作在长休眠、短唤醒的制度下，因此通讯连接需要一定时间。另外模拟量1若选择上则测试示功图后会采集一条曲线，若只是想要瞬时值则选择其他模拟量，以达到省电目的。2024/4/11.4.RTU使用销子1（或销子2）自检自检->测量值1->销子1（或销子2），平常销子报警模块与报警磁钢是结合在一起的，键后显示02为曲柄销子检测正常，取掉磁钢后若显示01则为曲柄销子报警，此时说明模块工作正常。若没有任何显示则说明销子报警器通讯故障，可以检查频点是否一致，或传感器电池电压是否充足。2024/4/11.4.RTU使用测量值2自检->测量值2，键后显示开关量1、开关量2、液面、流量1、流量2、模拟量4、模拟量5，可以获取各采集模块的当前瞬时值。以下分别介绍：开关量1(开关量2)自检自检->测量值2->开关量1（或开关量2），其他同销子1自检。液面自检需根据现场情况设置，对于由压力计算液面应选择MN（适用于二线制压力变送器）。2024/4/11.4.RTU使用流量1自检流量1适应于读取现成厂家流量计累计流量和瞬时流量，目前做了浙江天信和苍南气体流量计，若是别的厂家则需另特定。自检->测量值2->流量1RTU显示：MMMMMNNNNNXXXXX三组数据MMMMM是瞬时流量（除以100，保留2位小数），NNNNN是累计流量，XXXXX是流量的科学计数法表示。所显数应与流量计显示数字相一致。注意：模块采用休眠-唤醒方式工作，所以采集数据有一定的延迟。2024/4/11.4.RTU使用流量2自检流量2是脉冲计数，适合于翻斗计量。自检->测量值2->流量2RTU显示：MMMMMNNNNN二组数据MMMMM是瞬时流量（每分钟脉冲数），NNNNN是累计流量，磁钢晃动时累计计数应增加。注意：模块采用休眠-唤醒方式工作，所以采集过程有一定的延迟。当累计流量需要清0时，此时按确定键，RTU屏幕出现是否清零？，按确定键则清零。2024/4/11.4.RTU使用模拟量4（模拟量5）自检自检->测量值2->流量2RTU显