#油水井測(cè)控區(qū)設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施方案書

編號(hào)：QZ100407油水井測(cè)控區(qū)設(shè)備數(shù)

據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案編寫陳孟鋼審核胡剛批準(zhǔn)石亞偉二O一O年四月一、系統(tǒng)概述1二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)1三、系統(tǒng)的組成設(shè)計(jì)1油井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成2油井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)各部件簡(jiǎn)介2控制站系統(tǒng)構(gòu)成7控制站系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)介7四、系統(tǒng)設(shè)備報(bào)價(jià)1011五、引用標(biāo)11、系統(tǒng)概述本系統(tǒng)的主要目的是將各個(gè)抽油機(jī)井的示功圖＜井載荷和井位移）和運(yùn)行參數(shù)采集、存儲(chǔ)并通過無線Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁鱾€(gè)油井監(jiān)控區(qū)的控制站，由控制站對(duì)這些采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后通過光纖傳輸?shù)娇刂浦行?。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)分兩個(gè)部分：第一部分為抽油機(jī)井?dāng)?shù)據(jù)的采集、本地存儲(chǔ)和無線傳輸。第一部份的設(shè)計(jì)要點(diǎn)有如下幾點(diǎn)：1、4?20mA、RS485、IO信號(hào)等各種不同信號(hào)的采集。2、在無法正常進(jìn)行通訊的情況下本地存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù)，通訊恢復(fù)后能重新傳輸存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。3、實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的無線傳輸。第二部分為油井監(jiān)控區(qū)的控制站的對(duì)各個(gè)抽油機(jī)井上傳數(shù)據(jù)的接收、處理和上傳。第二部分的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：1、對(duì)無線上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并組成需要的格式上傳。三、系統(tǒng)的組成設(shè)計(jì)本系統(tǒng)由油井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)和控制站系統(tǒng)兩大部分組成。油井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用設(shè)備包括4?20mA采集模塊、溫度巡檢儀、IO采集模塊、前端嵌入式處理模塊、Zigbee無線RS485傳輸模塊?？刂普鞠到y(tǒng)由Zigbee無線RS485傳輸模塊、工業(yè)平板計(jì)算機(jī)組成。3.1油井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成圖1油井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)示意圖油井現(xiàn)場(chǎng)的各種數(shù)據(jù)采用相應(yīng)的采集模塊將模擬量采集變換為數(shù)字量并通過485總線按照Modbus協(xié)議傳輸?shù)角岸饲度胧教幚砟K。前端嵌入式處理模塊將采集到的數(shù)據(jù)按照規(guī)定格式進(jìn)行本地存儲(chǔ)，并同時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絑igbee無線RS485模塊進(jìn)行無線傳輸?shù)娇刂普鞠到y(tǒng)。3.1.1油井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)各部件簡(jiǎn)介A)Zigbee無線RS485模塊QZ01-485-1600模塊。QZ01-485-1600模塊是增強(qiáng)型的ZigBee模塊，具有通信距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、組網(wǎng)靈活等優(yōu)點(diǎn)和特性；可實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)之間的設(shè)備間數(shù)據(jù)的透明傳輸；可組成星型和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。模塊的詳細(xì)性能指標(biāo)：頻段：2.4-2.483GHz數(shù)據(jù)接口：RS485無線通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.15.4網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀、星狀調(diào)制方式：DSSS＜O-QPSK）數(shù)據(jù)傳輸速率：250KBps可靠通信范圍：不小于2600m＜無障礙直線可視）接收靈敏度：-92dBm尋址方式：64位IEEE地址，8位網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)據(jù)加密：128-bitAES錯(cuò)誤校驗(yàn)：CRC-16/32信道接入方式：CSMA-CA和時(shí)隙化的CSMA-CA信道：16（5MHz＞通信時(shí)延：15ms＜激活或信道接入），30ms＜設(shè)備搜索）工作溫度：-40?^H85°C天線：2.4G天線，雙天線。電源：6V?12VDC接收電流：100mA發(fā)射電流：80mAB）前端嵌入式處理模塊ATMEL32位ARM內(nèi)核微處理器，內(nèi)核最大速度為32MHz。內(nèi)置ModbusRTU協(xié)議。帶有2個(gè)485接口和一個(gè)SD卡接口，SD卡最大支持4GB容量。帶有硬件看門狗，死機(jī)自動(dòng)重啟恢復(fù)。工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，工作溫度一25?~H75°CO內(nèi)部應(yīng)用程序可以按照具體需求進(jìn)行定制。C）4?20mA信號(hào)采集模塊I-7017模擬量遠(yuǎn)程測(cè)控模塊，采用業(yè)界通用協(xié)議，美國(guó)ADI公司高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，日本NEC光電隔離器件，為用戶提供多量程、高耐壓隔離、遠(yuǎn)距離、低漂移、寬泛工作溫度環(huán)境。I-7017共有8路差分輸入，模塊為16位分辨率，高達(dá)115.2K的通訊速率，主要用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)或其它分布式數(shù)據(jù)采集。I-7017采用簡(jiǎn)單易操作的軟件校準(zhǔn)，用戶可方便地進(jìn)行零點(diǎn)和滿量程校準(zhǔn)。采集模塊采用RS485通訊網(wǎng)路，將分散的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的模擬量經(jīng)AD變換傳輸?shù)街鳈C(jī)或由PC控制遠(yuǎn)程主站點(diǎn)。它具有獨(dú)特的雙看門狗安全設(shè)計(jì)，即軟件看門狗和硬件看門狗組成。模塊萬一出現(xiàn)程序飛跑時(shí)，可瞬間重新開機(jī)。每個(gè)采集模塊可與主控計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行軟件看門狗互鎖，萬一主控計(jì)算機(jī)死機(jī)，所有的輸出模塊就進(jìn)入預(yù)設(shè)的安全狀態(tài)，符合工業(yè)的安全要求。RS485通訊網(wǎng)路如因故障或斷線，主控計(jì)算機(jī)和模塊間將無法互鎖無法通訊時(shí)，也會(huì)啟動(dòng)軟件看門狗。軟件看門狗的設(shè)計(jì)非常巧妙，使用方便，可大幅增加系統(tǒng)安全性。產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)輸入端口：8路差動(dòng)接線接口：采用外接式10位接線端子，可方便地拆卸連線輸入類型：mA＜內(nèi)部已有高精密100歐電阻，無需外接）輸入范圍：4?20mA輸入阻抗：100歐采樣速率：每秒15次分辨率：16位帶寬：15.75Hz精確度：±0.02%或更好零點(diǎn)漂移：20uV/°C滿程量漂移：25Ppm/°CCMR@50/60Hz：92dBmin過電壓保護(hù)：±35V光電隔離耐壓:3750Vrms微處理器：內(nèi)置帶看門狗的22兆CPU,高速可靠，防止死機(jī)RS485速率：1200?115200BPS之間與RS485總線速度自適應(yīng)，無須設(shè)置參數(shù)設(shè)置：波特率、校驗(yàn)和需將INIT端子接地，其他參數(shù)實(shí)時(shí)改變狀態(tài)指示燈：上電自檢通過常亮，通信時(shí)閃亮工作溫度：-25°C?+75°C存放溫度：-40°C?+85°C工作濕度：5%?95%,無凝露外接電源電壓：+10?30V功耗：1.3W安裝方式：可選標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌安裝或簡(jiǎn)單固定方式C)IO量號(hào)采集模塊LM705316路單端共源非隔離干接點(diǎn)輸入遠(yuǎn)程模塊，采用業(yè)界通用協(xié)議，為用戶提供數(shù)字量高耐壓、遠(yuǎn)距離、低漂移、寬泛工作溫度環(huán)境。LM-7053共有16路非隔離的干接點(diǎn)單端輸入，所有輸入通道共用一個(gè)內(nèi)部電源端，當(dāng)端口接地為開啟；斷開為關(guān)閉。高達(dá)115.2K的通訊速率，主要用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)或其它分布式數(shù)據(jù)采集。LM-7053采用RS485通訊網(wǎng)路，將分散在現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)字開關(guān)量經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路以規(guī)定協(xié)議傳輸?shù)街鳈C(jī)或由PC控制遠(yuǎn)程主站點(diǎn)。它具有獨(dú)特的雙看門狗安全設(shè)計(jì)，即軟件看門狗和硬件看門狗組成。模塊萬一出現(xiàn)程序飛跑時(shí)，可瞬間重新開機(jī)。主控計(jì)算機(jī)和每個(gè)LM-7053模塊，有軟件看門狗互鎖，萬一主控計(jì)算機(jī)死機(jī)，所有的輸出模塊就進(jìn)入預(yù)設(shè)的安全狀態(tài)，符合工業(yè)的安全要求。RS485通訊網(wǎng)路如因故障或斷線，主控計(jì)算機(jī)和模塊間將無法互鎖無法通訊時(shí)，也會(huì)啟動(dòng)軟件看門狗。軟件看門狗的設(shè)計(jì)非常巧妙，使用方便，可大幅增加系統(tǒng)安全性。產(chǎn)品規(guī)格：數(shù)字量輸入端口：16路單端共源非隔離數(shù)字量輸入接線接口：采用外接式10位接線端子，可方便地拆卸連線開啟輸入電平：接地關(guān)閉輸入電平：斷開輸入阻抗：820歐過電壓保護(hù)：±35V微處理器：內(nèi)置帶看門狗的22兆CPU,高速可靠，防止死機(jī)RS485速率：1200?115200BPS之間與RS485總線速度自適應(yīng)，無須設(shè)置參數(shù)設(shè)置：波特率、校驗(yàn)和需將INIT端子接地，其他參數(shù)實(shí)時(shí)改變狀態(tài)指示燈：上電自檢通過常亮，通信時(shí)閃亮，溢出后周期性閃亮工作溫度：-25°C~+75°C存放溫度：-40°C?+85°C工作濕度：5%?95%,無凝露外接電源電壓：+10?30V功耗：70530.6W；7053D1.4W安裝方式：可選標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌安裝或簡(jiǎn)單固定方式口）溫度巡檢儀XMD-08溫度巡檢儀采用單片微機(jī)電路開發(fā)設(shè)計(jì)新一代方式多功能智能多點(diǎn)巡回檢測(cè)儀。功能方式選擇，模擬量輸入輸出的準(zhǔn)確度標(biāo)定均通過儀表面板上的按鍵實(shí)現(xiàn)，具有功能強(qiáng)、精度高、質(zhì)量穩(wěn)定、配套性好，廣泛用于化工、石油、冶金、火電、紡纖、科研等進(jìn)行精密測(cè)量。主要性能和技術(shù)指標(biāo)：1、測(cè)量范圍：-200?1800℃2、輸入檢測(cè)點(diǎn)：1?24點(diǎn)測(cè)量精度：0.5%3、輸入信號(hào)：K、E、S、B、J、Pt100、Cu50、0-20mV、0-10mA、4-20mA、0-400。等20余種信號(hào)4、各通道可獨(dú)立設(shè)定上、下限報(bào)警值，具有超限報(bào)警記憶功能，報(bào)警狀態(tài)由LED顯示并有繼電器報(bào)警觸點(diǎn)輸出。5、每一檢測(cè)通道，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇打開或關(guān)閉狀態(tài)，在通道處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，該通道將無測(cè)量值顯示及報(bào)警輸出。6、具有巡回檢測(cè)和定點(diǎn)檢測(cè)切換功能，且具有熱電偶自動(dòng)冷端補(bǔ)償。7、具有打印功能，可定時(shí)或隨時(shí)打印輸出各通道測(cè)量值及報(bào)警狀態(tài)。8、具有與上位機(jī)進(jìn)行通訊的功能，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的集中監(jiān)視，儀表的集中操作。3.2控制站系統(tǒng)構(gòu)成平板計(jì)算機(jī) 光端機(jī)圖2控制站系統(tǒng)示意圖控制站系統(tǒng)接收從油井采集系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和本地存儲(chǔ)，同時(shí)將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)口發(fā)送給光端機(jī)轉(zhuǎn)成光信號(hào)傳輸?shù)娇刂浦行??？刂普鞠到y(tǒng)可以通過系統(tǒng)內(nèi)的工業(yè)平板計(jì)算機(jī)對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)＜如示功圖等）進(jìn)行查看?？刂普鞠到y(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)介A）工業(yè)平板計(jì)算機(jī)型號(hào)：QZ06—ARM02功能特征：

類型功能參數(shù)處理器A 2可選?M默認(rèn)配置為 ）通信接口電平或: 或路 或路:路 或路以太網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)絡(luò)路 控制器路 控制器顯示設(shè)備接口支持最大分辨率 義 像素，顏色位數(shù)或者位。標(biāo)準(zhǔn)配置寸觸摸液晶。輸入輸出設(shè)備觸摸屏幕線或線式兼容設(shè)計(jì)陣列鍵盤義矩陣鍵盤c 音頻標(biāo)準(zhǔn)，帶輸入和輸出總線路總線非光電隔離，可 引出）卡支持 模式擴(kuò)展總線內(nèi)含路總線；內(nèi)含脈寬控制器；其中有 的口全部引出。引出存儲(chǔ)擴(kuò)展復(fù)位鍵復(fù)位按鈕接口引出形式）控制接口指示燈電源指示燈接口引出形式面板接口蜂鳴器蜂鳴器接口引出形式看門狗控制器板上獨(dú)立看門狗控制器實(shí)時(shí)時(shí)鐘T獨(dú)立實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，設(shè)有備用電池其它配置指示燈狀態(tài)指示燈、電源指示燈系統(tǒng)電源標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)電源輸入， 和土機(jī)械參數(shù)：項(xiàng)目參數(shù)說明應(yīng)用級(jí)別工業(yè)級(jí)產(chǎn)品應(yīng)用級(jí)別是指溫度級(jí)別與產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)工作溫度℃-℃此溫度為最高等級(jí)的溫度值域，溫度級(jí)別詳見訂購信息工作濕度四、系統(tǒng)設(shè)備報(bào)價(jià)設(shè)備報(bào)價(jià)表＜價(jià)格為含增值稅價(jià)格）：序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)單價(jià)（元〉1Zigbee無線RS485模塊QZ01-485-1600750.0024?20mA數(shù)據(jù)采集模塊I-7017430.003IO量采集模塊LM7053580.004前端嵌入式處理模塊QZ06-ARM012000.005工業(yè)平板計(jì)算機(jī)QZ06-ARM024500.006溫度巡檢儀XMD-08620.00單個(gè)抽油機(jī)井設(shè)備的價(jià)格：序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量單位單價(jià)總價(jià)備注4?20mA數(shù)據(jù)采集模塊I-7017,8路2臺(tái)430.00860.00可以自購IO量采集模塊LM70531臺(tái)580.00580.00可以自購溫度巡檢儀XMD-081臺(tái)620.00620.00可以自購前端嵌入式處理模塊QZ06-ARM011臺(tái)2000.002000.00Zigbee無線RS485模塊QZ01-485-16001臺(tái)750.00750.00合計(jì)：4810.00單個(gè)控制站設(shè)備價(jià)格：序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量單位單價(jià)總價(jià)備注Zigbee無線RS485模塊QZ01-485-16001臺(tái)750.00750.00工業(yè)平板計(jì)算機(jī)QZ06-ARM021臺(tái)4500.004500.00合計(jì)：5250.00注：以