[go: up one dir, main page]

RU2723773C1 - Measuring and computing system for determination of qualitative and quantitative characteristics of oil and oil products - Google Patents

Measuring and computing system for determination of qualitative and quantitative characteristics of oil and oil products Download PDF

Info

Publication number
RU2723773C1
RU2723773C1 RU2019139231A RU2019139231A RU2723773C1 RU 2723773 C1 RU2723773 C1 RU 2723773C1 RU 2019139231 A RU2019139231 A RU 2019139231A RU 2019139231 A RU2019139231 A RU 2019139231A RU 2723773 C1 RU2723773 C1 RU 2723773C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
module
unit
communication
oil
touch screen
Prior art date
Application number
RU2019139231A
Other languages
Russian (ru)
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "КРУГ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "КРУГ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "КРУГ"
Priority to RU2019139231A priority Critical patent/RU2723773C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2723773C1 publication Critical patent/RU2723773C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/06Indicating or recording devices
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/04Manufacturing
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L65/00Network arrangements, protocols or services for supporting real-time applications in data packet communication
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30Computing systems specially adapted for manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

FIELD: measuring and computing equipment.SUBSTANCE: measuring and computing system for determination of qualitative and quantitative characteristics of oil and oil products relates to production, transportation, processing and storage of oil and oil products. System is designed to obtain quantitative and qualitative characteristics of oil and oil products by continuous measurement and conversion of input signals into a digital code with subsequent processing of the obtained information, its accumulation and output in digital form according to various protocols. In order to achieve the declared technical result, the complex includes: a communication unit of the cellular communication, a GLONASS/GPS-antenna communication unit, a GLONASS/GPS antenna, redundancy unit, as a part of central computer module, time synchronization module, operational database module, trend (archives) analysis module, archive database module; a touch screen unit comprising a touch screen communication module, a touch screen, a data processing module (graphics), a signal input/output unit comprising a signal input/output unit communication module, a digital-to-analogue conversion module.EFFECT: complex enables to form, long-term storage, display and printing of historical information (including reporting documents), as well as increasing input/output channels of signals for connection of sensors and actuators and, accordingly, increasing the number of controlled pipelines without using additional systems, as well as guaranteed redundancy of communication channels for data exchange and 100 % "hot" hardware redundancy of the measuring and computing system.1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области добычи, транспортировки, переработки и хранения нефти и нефтепродуктов, в том числе в системах коммерческого учета нефти и нефтепродуктов.The present invention relates to the field of production, transportation, processing and storage of oil and oil products, including in commercial systems for accounting of oil and oil products.

Метрологическое обеспечение нефтяных комплексов, повышение точности коммерческого учета нефти и нефтепродуктов - одно из приоритетных направлений развития систем учета, поскольку дает отдачу в виде увеличения объема реализации нефти и сокращения ее себестоимости. Стоимость товарной нефти и нефтепродуктов существенно зависит от их качества, что обусловливает постоянно возрастающую потребность не только в средствах измерения их количественных, но и в контроле качественных характеристик. В этой связи особое значение приобретает создание отечественных серийно выпускаемых средств контроля как при производстве (добыче) нефти и нефтепродуктов, так и при их транспортировке.Metrological support of oil complexes, improving the accuracy of commercial metering of oil and oil products is one of the priority areas for the development of metering systems, since it gives returns in the form of an increase in oil sales and a reduction in its cost. The cost of marketable oil and petroleum products substantially depends on their quality, which leads to an ever-increasing need not only for measuring their quantitative, but also for monitoring their qualitative characteristics. In this regard, the creation of domestic mass-produced control means both in the production (production) of oil and oil products and in their transportation is of particular importance.

Измерительно-вычислительный комплекс для определения качественных и количественных характеристик нефти и нефтепродуктов представляет собой программно-аппаратный комплекс, предназначенный для получения количественных и качественных характеристик нефти и нефтепродуктов путем непрерывного измерения и преобразования входных сигналов, поступающих от первичных измерительных преобразователей различного типа, в цифровой код с последующей обработкой полученной информации в соответствии с нормативной документацией, ее накоплением и выводом в устройства верхнего уровня в цифровом виде по различным протоколам.The measuring and computing complex for determining the qualitative and quantitative characteristics of oil and oil products is a hardware-software complex designed to obtain the quantitative and qualitative characteristics of oil and oil products by continuously measuring and converting the input signals from various measuring transducers into a digital code with subsequent processing of the received information in accordance with the regulatory documentation, its accumulation and output to the top-level devices in digital form by various protocols.

В качестве первичных измерительных преобразователей (расхода, давления, температуры, плотности, влагосодержания, и так далее) могут использоваться датчики с выходным число-импульсным, частотным, токовым сигналом или цифровым выходным сигналом.As primary measuring transducers (flow rate, pressure, temperature, density, moisture content, and so on), sensors with an output number-pulse, frequency, current signal or digital output signal can be used.

Устройства данного назначения являются базовыми при построении систем обработки информации (СОИ) в системах измерения количества и качества нефти и нефтепродуктов (СИКН).Devices for this purpose are basic in the construction of information processing systems (SDI) in systems for measuring the quantity and quality of oil and oil products (LACT).

В качестве аналога может быть рассмотрено изобретение по патенту США US №5504693 «Система контроля потока» (Flow Control System) [1]. По данному изобретению персональный компьютер работает в сочетании с персональным компьютером, работающим в потоке, для предоставления данных о потоке в реальном времени на экране персонального компьютера. Поток в трубопроводе может регулироваться и направляться от персонального компьютера с помощью клапанов управления потоком и клапанов с приводом от двигателя через программируемый логический контроллер и поточный компьютер.As an analogue, the invention according to US patent US No. 5504693 "Flow Control System" (Flow Control System) [1] can be considered. According to the present invention, a personal computer operates in conjunction with a personal computer operating in a stream to provide real-time stream data on a personal computer screen. The flow in the pipeline can be regulated and directed from a personal computer using flow control valves and valves driven by an engine through a programmable logic controller and a flow computer.

Конструктивно данная система представляет собой устройство, содержащее набор датчиков, расположенных как единое целое на стенке измерительного трубопровода в точке измерения расхода, комплект автоматизированной запорно-регулирующей арматуры, поточный компьютер (вычислитель), персональный компьютер автоматизированного рабочего места (АРМ) верхнего уровня в комплекте со специализированным программным обеспечением.Structurally, this system is a device containing a set of sensors located as a whole on the wall of the measuring pipeline at the flow measuring point, a set of automated shut-off and control valves, a flow computer (calculator), a personal computer of a workstation of the upper level complete with specialized software.

Недостатком известного устройства являются:A disadvantage of the known device are:

- необходимость обязательного применения персонального компьютера в качестве АРМ верхнего уровня для осуществления части вычислительных операций, накопления данных, просмотра, анализа и печати архивов изменения параметров отчетных документов и другой ретроспективной информации, что усложняет систему, снижает ее надежность и увеличивает стоимость;- the need for the mandatory use of a personal computer as a top-level workstation for part of the computing operations, data storage, viewing, analysis and printing of archives for changing the parameters of reporting documents and other retrospective information, which complicates the system, reduces its reliability and increases cost;

- отсутствие возможности автоматизированного управления запорно-регулирующей арматурой узлов учета;- the lack of automated control of valves and fittings metering stations;

- отсутствие возможности синхронизации времени встроенных часов по сигналам спутников Глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС);- the inability to synchronize the time of the built-in clock on the signals of the satellites of the Global Navigation Satellite Systems (GNSS);

- отсутствие возможности передачи данных от вычислителя на АРМ верхнего уровня с помощью GSM-сигнала (GSM - Global System for Mobile Communication);- the inability to transfer data from the computer to the upper level workstation using a GSM signal (GSM - Global System for Mobile Communication);

- отсутствие поддержки аппаратного резервирования устройств;- lack of hardware redundancy support for devices;

- отсутствие поддержки резервирования каналов связи для обмена данными с внешними системами и устройствами.- lack of support for redundant communication channels for exchanging data with external systems and devices.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является «Унифицированный программно-технический комплекс сбора и обработки информации с контрольно-измерительных приборов и аппаратуры (КИПиА)», полезная модель по патенту РФ №RU 116226 [2].The closest in technical essence to the claimed technical solution is the "Unified software and hardware complex for collecting and processing information from instrumentation and instrumentation (I&C)", utility model according to RF patent No.RU 116226 [2].

Комплекс содержит: блок питания, аккумулятор, модули преобразования интерфейсов, модули дискретных сигналов и модули аналоговых сигналов, с помощью которых осуществляется преобразование, оцифровка и последующая передача результатов преобразования по интерфейсу в выполненный на основе панельного компьютера (ПК) блок обработки информации, в котором происходит преобразование сигналов с КИПиА к унифицированному формату в физические величины, отображение с помощью монитора ПК обработанной информации в режиме реального времени, настройка пределов сигнализации контролируемых параметров, архивирование и хранение получаемых параметров на твердотельном накопителе, передача достоверных данных в смежные системы, формирование коммерческих отчетов локально и удаленно с сертифицированным метрологически значимым программным обеспечением.The complex contains: a power supply unit, a battery, interface conversion modules, discrete signal modules and analog signal modules, with the help of which the conversion, digitization and subsequent transmission of the conversion results via the interface to the information processing unit based on the panel computer (PC) takes place, in which converting signals from instrumentation and automation systems to a unified format into physical quantities, displaying processed information in real time using a PC monitor, setting alarm limits for monitored parameters, archiving and storing received parameters on an SSD, transferring reliable data to adjacent systems, generating commercial reports locally and remotely with certified metrologically significant software.

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- значительные габаритные размеры;- significant overall dimensions;

- отсутствие возможности печати отчетных документов непосредственно с устройства без использования дополнительного АРМ верхнего уровня;- the inability to print reporting documents directly from the device without using an additional top-level workstation;

- отсутствие возможности управления устройством с помощью сенсорного экрана, для этого используется дополнительный кнопочный пульт управления, что уменьшает надежность устройства и увеличивает его стоимость;- the inability to control the device using the touch screen, for this an additional button control panel is used, which reduces the reliability of the device and increases its cost;

- отсутствие возможности наращивания количества каналов ввода-вывода сигналов для подключения датчиков и исполнительных механизмов, устройство рассчитано на подключение 1-2 измерительных линий (трубопроводов), при необходимости подключения большего количества измерительных линий требуется установка дополнительных устройств, что уменьшает надежность устройства и увеличивает его стоимость;- the lack of the ability to increase the number of input / output channels for connecting sensors and actuators, the device is designed to connect 1-2 measuring lines (pipelines), if you need to connect more measuring lines, additional devices are required, which reduces the reliability of the device and increases its cost ;

- отсутствие возможности автоматизированного управления запорно-регулирующей арматурой узлов учета;- the lack of automated control of valves and fittings metering stations;

- отсутствие возможности синхронизации времени встроенных часов по сигналам спутников ГНСС;- the inability to synchronize the time of the built-in clock on the signals of GNSS satellites;

- отсутствие возможности передачи данных от вычислителя на АРМ верхнего уровня с помощью GSM-канала;- the inability to transfer data from the computer to the upper level AWS using a GSM channel;

- отсутствие поддержки аппаратного резервирования устройств;- lack of hardware redundancy support for devices;

- отсутствие поддержки резервирования каналов связи для обмена данными с внешними системами и устройствами.- lack of support for redundant communication channels for exchanging data with external systems and devices.

Задача предлагаемого изобретения состоит в создании эффективного и надежного устройства, обеспечивающего получение количественных и качественных характеристик нефти и нефтепродуктов путем непрерывного измерения и преобразования входных сигналов, поступающих от первичных измерительных преобразователей различного типа, в цифровой код с последующей обработкой полученной информации в соответствии с нормативной документацией, ее накоплением и выводом во внешние устройства и системы в цифровом виде по различным протоколам.The objective of the invention is to create an effective and reliable device that provides quantitative and qualitative characteristics of oil and oil products by continuously measuring and converting input signals from various measuring transducers into a digital code with subsequent processing of the received information in accordance with regulatory documents, its accumulation and output to external devices and systems in digital form using various protocols.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в возможности формирования, долговременного хранения, отображения и печати отчетных документов, необходимых в соответствии с действующей нормативной документацией, непосредственно в устройстве измерительно-вычислительного комплекса, возможности синхронизации времени внутренних часов устройства по сигналам ГНСС ГЛОНАСС или GPS, возможности наращивания количества каналов ввода-вывода сигналов для подключения датчиков и исполнительных механизмов и соответственно наращивания контролируемых трубопроводов, а также гарантированного резервирования каналов связи для обмена данными и аппаратного резервирования измерительно-вычислительного комплекса.The technical result that can be obtained by implementing the present invention consists in the possibility of generating, long-term storage, display and printing of reporting documents required in accordance with current regulatory documents directly in the device of the measuring and computing complex, the possibility of synchronizing the time of the device’s internal clock by signals GNSS GLONASS or GPS, the possibility of increasing the number of input / output channels for connecting sensors and actuators and, accordingly, increasing controlled pipelines, as well as guaranteed backup of communication channels for data exchange and hardware backup of the measuring and computing complex.

Технический результат достигается за счет того, что в измерительно-вычислительный комплекс дополнительно введены: коммуникационный блок сотовой связи GSM, соединенный с центральным вычислительным модулем и коммуникационным блоком Ethernet, обеспечивающий связь с внешними устройствами по сети сотовой связи стандарта GSM и при совместной работе с блоком Ethernet «горячее» резервирование каналов связи с внешними устройствами, коммуникационный блок ГЛОНАСС/GPS-антенны, ГЛОНАСС/GPS-антенна, блок сенсорного экрана, блок резервирования, в состав вычислительного блока введены соединенные с центральным вычислительным модулем модуль синхронизации времени, связанный с коммуникационным блоком ГЛОНАСС/GPS-антенны, модуль оперативной базы данных, модуль ведения трендов (архивов), связанный с модулем архивной базы данных и внутренним коммуникационным модулем, который соединен с блоком резервирования, а также посредством коммуникационного модуля сенсорного экрана с блоком сенсорного экрана, содержащим модуль обработки данных и сенсорный экран, и обеспечивающим человеко-машинный интерфейс для визуализации оперативной и ретроспективной информации (в том числе отчетных документов) и управления исполнительными механизмами, в состав блока ввода-вывода введен связанный с модулем обработки сигналов модуль цифро-аналогового преобразования, соединенный с исполнительными механизмами.The technical result is achieved due to the fact that the measuring and computing complex additionally includes: a GSM cellular communication unit connected to a central computing module and an Ethernet communication unit, providing communication with external devices via a GSM standard cellular network and when working together with an Ethernet unit “Hot” reservation of communication channels with external devices, GLONASS / GPS antenna communication unit, GLONASS / GPS antenna, touch screen unit, redundancy unit, a time synchronization module connected to the GLONASS communication unit connected to the central computing module / GPS antennas, operational database module, trending module (archives) associated with the archive database module and the internal communication module, which is connected to the backup unit, as well as through the touch screen communication module with a touch screen unit containing a data processing module and a touch screen, and providing a human-machine interface for visualizing operational and retrospective information (including reporting documents) and controlling actuators, the digital-to-analog conversion module connected to the signal processing module, connected to the signal processing module, is connected with actuators.

В материалах заявки представлена блок-схема измерительно-вычислительного комплекса для определения качественных и количественных характеристик нефти и нефтепродуктов.The application materials presented a block diagram of a measuring and computing complex for determining the qualitative and quantitative characteristics of oil and oil products.

Измерительно-вычислительный комплекс для определения качественных и количественных характеристик нефти и нефтепродуктов содержит:The measuring and computing complex for determining the qualitative and quantitative characteristics of oil and oil products contains:

1 - коммуникационный блок Ethernet;1 - Ethernet communication unit;

2 - коммуникационный блок последовательной шины (RS232/422/485);2 - communication block serial bus (RS232 / 422/485);

3 - коммуникационный блок сотовой связи GSM;3 - communication unit cellular communication GSM;

4 - коммуникационный блок ГЛОНАСС/GPS-антенны;4 - communication unit GLONASS / GPS antenna;

5 - ГЛОНАСС/GPS-антенна;5 - GLONASS / GPS antenna;

6 - вычислительный блок, содержащий:6 is a computing unit containing:

7 - центральный вычислительный модуль;7 - central computing module;

8 - внешний коммуникационный модуль;8 - external communication module;

9 - внутренний коммуникационный модуль;9 - internal communication module;

10 - модуль синхронизации времени;10 - time synchronization module;

11 - модуль оперативной базы данных;11 - operational database module;

12 - модуль ведения трендов (архивов);12 - module for maintaining trends (archives);

13 - модуль архивной базы данных;13 - module archive database;

14 - блок сенсорного экрана, содержащий:14 is a block of a touch screen containing:

15 - коммуникационный модуль сенсорного экрана;15 - communication module of the touch screen;

16 - сенсорный экран;16 - touch screen;

17 - модуль обработки данных (графики);17 - data processing module (graphics);

18 - блок ввода-вывода сигналов, содержащий:18 - block input-output signals containing:

19 - коммуникационный модуль блока ввода-вывода сигналов;19 is a communication module signal input-output unit;

20 - модуль обработки сигналов;20 - signal processing module;

21 - модуль аналого-цифрового преобразования (АЦП);21 - module analog-to-digital conversion (ADC);

22 - модуль цифро-аналогового преобразования (ЦАП);22 - digital-to-analog conversion module (DAC);

23 - блок резервирования;23 - backup unit;

24 - блок питания.24 - power supply.

Заявляемый измерительно-вычислительный комплекс может встраиваться в различные информационно-управляющие системы за счет поддержки цифровых интерфейсов Ethernet, RS232/422/485, сотовой связи GSM, а также открытых протоколов обмена данными Modbus RTU/TCP, МЭК 60870-5-101/104 и ОРС DA/HDA.The inventive measuring and computing complex can be integrated into various information management systems by supporting digital interfaces Ethernet, RS232 / 422/485, GSM cellular communication, as well as open communication protocols Modbus RTU / TCP, IEC 60870-5-101 / 104 and OPC DA / HDA.

Коммуникационный блок Ethernet 1 обеспечивает взаимодействие комплекса с внешними системами и устройствами (например АРМ верхнего уровня или принтером) по проводной локальной сети.The Ethernet 1 communication unit provides the complex interaction with external systems and devices (for example, a top-level workstation or a printer) over a wired LAN.

Коммуникационный блок последовательной шины (RS232/422/485) 2 обеспечивает взаимодействие комплекса с внешними системами и устройствами по проводной последовательной шине типа RS232, RS422 или RS485 с использованием открытых протоколов обмена данными (МЭК 60870-5-101, Modbus RTU).The serial bus communication unit (RS232 / 422/485) 2 allows the complex to interact with external systems and devices via a wired serial bus such as RS232, RS422 or RS485 using open data exchange protocols (IEC 60870-5-101, Modbus RTU).

Коммуникационный блок сотовой связи GSM 3 обеспечивает взаимодействие комплекса с внешними системами и устройствами по одной из двух беспроводных сетей сотовой связи стандарта GSM (поддержка двух SIM-карт) с использованием открытых протоколов обмена данными (ОРС, МЭК 60870-5-104, Modbus TCP).The GSM 3 cellular communication unit provides the complex’s interaction with external systems and devices via one of two wireless GSM cellular networks (supporting two SIM cards) using open data exchange protocols (OPC, IEC 60870-5-104, Modbus TCP) .

Коммуникационный блок ГЛОНАСС/GPS-антенны 4 обеспечивает получение сигналов точного времени от ГЛОНАСС/GPS-антенны 5 и их последующую передачу модулю синхронизации времени, входящему в состав вычислительного блока 6.The GLONASS / GPS antenna 4 communication unit provides accurate time signals from the GLONASS / GPS antenna 5 and their subsequent transmission to the time synchronization module, which is part of the computing unit 6.

Центральный вычислительный модуль 7 вычислительного блока 6 осуществляет:The Central computing module 7 of the computing unit 6 performs:

- обработку поступающих сигналов, выполнение на их основе всех требуемых расчетов и сохранение полученных и рассчитанных значений в оперативной базе данных 11, а также с помощью модуля ведения трендов 12 формирование архивов путем присвоения метки времени оперативным данным и помещения их в архивную базу данных 13;- processing of incoming signals, performing on their basis all the required calculations and storing the received and calculated values in the operational database 11, as well as using the trending module 12, creating archives by assigning a time stamp to the operational data and placing them in the archive database 13;

- получение от блока сенсорного экрана 14 и автоматическое формирование модулем центральным вычислительным 7 (на основе заложенной программы) управляющих сигналов для исполнительных механизмов с последующей их трансляцией в блоки ввода-вывода 18;- receiving from the block of the touch screen 14 and the automatic generation by the central computing module 7 (based on the embedded program) of control signals for actuators with their subsequent translation into input-output blocks 18;

- формирование и передачу оперативных данных для их последующей визуализации на экране и передачу оперативных и архивных данных через коммуникационные блоки 1, 2, 3 на внешние системы и устройства.- the formation and transfer of operational data for subsequent visualization on the screen and the transfer of operational and archive data through communication units 1, 2, 3 to external systems and devices.

Блок сенсорного экрана 14 осуществляет:The touch screen unit 14 performs:

- обработку в модуле обработки данных 17 и последующую визуализацию полученных от вычислительного блока 6 оперативных и архивных данных на сенсорном экране 16 и отправку сформированных модулем обработки данных 17 отчетных документов через коммуникационный блок Ethernet 1 на внешнее устройство (принтер);- processing in the data processing module 17 and subsequent visualization of operational and archive data received from the computing unit 6 on the touch screen 16 and sending reporting documents generated by the data processing module 17 through the Ethernet communication unit 1 to an external device (printer);

- формирование сенсорным экраном 16 управляющих сигналов, их обработку в модуле обработки данных 17 и последующую передачу в модуль центральный вычислительный 7 вычислительного блока 6.- the formation of the touch screen 16 control signals, their processing in the data processing module 17 and subsequent transmission to the central processing module 7 of the computing unit 6.

Блок резервирования 23 при необходимости обеспечивает работу двух комплексов в режиме 100%-го «горячего» резервирования путем реализации обмена статусами («основной» / «резервный») между комплексами, а также периодического копирования оперативной и архивной баз данных с комплекса со статусом «основной» на комплекс со статусом «резервный» для возможности перехода на резервный комплекс без потери данных.The backup unit 23, if necessary, ensures the operation of two complexes in the mode of 100% “hot” backup by implementing the exchange of statuses (“primary” / “backup”) between the complexes, as well as periodically copying operational and archive databases from the complex with the status of “primary” ”To the complex with the status of“ reserve ”for the possibility of switching to the reserve complex without data loss.

Блок питания 24 осуществляет формирование необходимых для работы комплекса питающих напряжений.The power supply 24 carries out the formation of the necessary complex voltage supply.

Заявляемый в качестве изобретения измерительно-вычислительный комплекс работает следующим образом: центральный вычислительный модуль 7 вычислительного блока 6 посредством внутреннего коммуникационного модуля 9 и связанного с ним коммуникационного модуля 19 блока ввода-вывода сигналов 18 получает прошедшие первичную обработку в модуле обработки сигналов 20 (масштабирование, преобразование в требуемый формат и так далее) сигналы с подключенных датчиков от модуля аналого-цифрового преобразования 21 и на основании заложенной программы и команд управления от блока сенсорного экрана 14 передает сигналы управления в модуль обработки сигналов 20 для дальнейшей их передачи через модуль цифро-аналогового преобразования на исполнительные механизмы.The inventive measuring and computing complex operates as follows: the central computing module 7 of the computing unit 6, through the internal communication module 9 and the associated communication module 19 of the signal input-output unit 18, receives the initial processing in the signal processing module 20 (scaling, conversion to the required format, and so on) the signals from the connected sensors from the analog-to-digital conversion module 21 and, based on the embedded program and control commands from the touch screen unit 14, transfers control signals to the signal processing module 20 for further transmission through the digital-to-analog conversion module to actuators.

Полученные от датчиков сигналы и сформированные сигналы управления сохраняются центральным вычислительным модулем в оперативной базе данных 11, модуль ведения трендов 12 осуществляет формирование архивов путем присвоения метки времени данным, сохраненным в оперативной базе данных, и помещения их в архивную базу данных 13.The signals received from the sensors and the generated control signals are stored by the central computing module in the operational database 11, the trending module 12 generates archives by assigning a time stamp to the data stored in the operational database and placing them in the archive database 13.

Модуль обработки данных (графики) 17 блока сенсорного экрана 14 через коммуникационный модуль сенсорного экрана 15 и внутренний коммуникационный модуль 9 вычислительного блока 6 опрашивает центральный вычислительный модуль 7 для получения оперативных данных и модуль ведения трендов 12 для получения архивных данных (трендов) с последующей их визуализацией на сенсорном экране 16, а затем передает команды управления от сенсорного экрана 16 в центральный вычислительный блок 7.The data processing module (graphics) 17 of the touch screen unit 14 through the communication module of the touch screen 15 and the internal communication module 9 of the computing unit 6 interrogates the central computing module 7 for receiving operational data and the trending module 12 for receiving archived data (trends) with their subsequent visualization on the touch screen 16, and then transmits control commands from the touch screen 16 to the Central computing unit 7.

Модуль обработки данных (графики) 17 на основании полученных архивных данных осуществляет формирование и отображение на сенсорном экране 16 печатных документов, а также передачу их через коммуникационный модуль сенсорного экрана 15, коммуникационный блок Ethernet 1 и коммутатор сети на принтер для печати на бумажном носителе. Модуль синхронизации времени 10 получает через коммуникационный блок 4 от ГЛОНАСС/GPS-антенны 5 сигналы точного времени, на основании которых осуществляет коррекцию внутренних часов комплекса. АРМ верхнего уровня либо через коммутатор сети и коммуникационный блок Ethernet 1, либо через коммуникационный блок последовательной шины 2, либо через коммуникационный блок сотовой связи GSM 3 посредством внешнего коммуникационного модуля 8 опрашивают центральный вычислительный модуль 7 для получения оперативных данных, и модуль ведения трендов (архивов) 12 для получения архивных данных (трендов) с целью их визуализации на экране, затем передают команды управления в центральный вычислительный модуль 7. На основании полученных архивных данных АРМ верхнего уровня дополнительно осуществляют формирование и отображение на экране печатных документов, а также передачу их через коммутатор сети на принтер для печати на бумажном носителе. Для обеспечения работы комплекса по схеме 100%-го «горячего» резервирования центральный вычислительный модуль 7 вычислительного блока 6 со статусом «резервный» через блок резервирования 23 осуществляет постоянный контроль статуса комплекса со статусом «основной», а комплекс со статусом «основной» - периодическое копирование оперативной и архивной баз данных на комплекс со статусом «резервный». Комплекс позволяет путем установки в него дополнительных блоков ввода-вывода наращивать количество каналов ввода-вывода для подключения датчиков и исполнительных механизмов и, как следствие, количество измерительных линий (трубопроводов).The data processing module (graphics) 17, based on the received archive data, generates and displays printed documents on the touch screen 16, as well as transfers them through the touch screen communication module 15, the Ethernet communication unit 1 and the network switch to a printer for printing on paper. The time synchronization module 10 receives, through the communication unit 4, from GLONASS / GPS antenna 5, accurate time signals, based on which it corrects the internal clock of the complex. The top-level AWS, either through the network switch and the Ethernet communication unit 1, or through the communication unit of the serial bus 2, or through the GSM communication unit 3 via an external communication module 8, interrogate the central computing module 7 for receiving operational data, and the module for maintaining trends (archives) ) 12 to obtain archive data (trends) for visualization on the screen, then control commands are transmitted to the central computing module 7. Based on the received archive data of the upper level workstation, they also generate and display printed documents on the screen, as well as transfer them through the switch network to a printer for printing on paper. To ensure the operation of the complex according to the scheme of 100% "hot" redundancy, the central computing module 7 of computing unit 6 with the status of "backup" through the backup unit 23 constantly monitors the status of the complex with the status of "primary", and the complex with the status of "primary" - periodic copying operational and archive databases to the complex with the status of "backup". The complex allows, by installing additional input-output blocks into it, to increase the number of input-output channels for connecting sensors and actuators and, as a result, the number of measuring lines (pipelines).

Заявляемый измерительно-вычислительный комплекс для определения качественных и количественных характеристик нефти и нефтепродуктов позволяет осуществлять непрерывное измерение и преобразование входных сигналов, поступающих от измерительных преобразователей, в цифровой код с последующей обработкой полученной информации и выводом ее во внешние устройства в цифровом виде за счет поддержки цифровых коммуникационных интерфейсов: Ethernet, RS232/422/485, сотовой связи GSM, а также открытых протоколов обмена данными: Modbus RTU/TCP, МЭК 60870-5-101/104, ОРС DA/HDA.The inventive measuring and computing complex for determining the qualitative and quantitative characteristics of oil and oil products allows continuous measurement and conversion of input signals from the measuring transducers into a digital code with subsequent processing of the received information and its output to external devices in digital form by supporting digital communication interfaces: Ethernet, RS232 / 422/485, GSM cellular communication, as well as open data exchange protocols: Modbus RTU / TCP, IEC 60870-5-101 / 104, OPC DA / HDA.

На базе открытых протоколов обмена данными обеспечивается построение как малых систем учета, содержащих 1-2 комплекса, так и больших распределенных систем обработки данных в составе систем измерения количества и показателей качества нефти и нефтепродуктов, а также встраивание их в уже имеющиеся информационно-управляющие системы.Based on open data exchange protocols, it is possible to build both small metering systems containing 1-2 complexes, and large distributed data processing systems as part of systems for measuring the quantity and quality indicators of oil and oil products, as well as integrating them into existing information management systems.

Статистические исследования в области техники данного назначения, основанные на анализе ряда импортных и отечественных изделий, позволяют сделать вывод о том, что по ряду технических характеристик, таких как: электропитание, потребляемая мощность, срок службы, интервал времени до проверочного тестирования, язык интерфейса, заявляемый комплекс является конкурентоспособным и обладает такими характеристиками, как:Statistical studies in the field of engineering for this purpose, based on an analysis of a number of imported and domestic products, allow us to conclude that for a number of technical characteristics, such as: power supply, power consumption, service life, time interval before verification testing, interface language, the claimed the complex is competitive and has such characteristics as:

- высокая точность измерений и вычислений;- high accuracy of measurements and calculations;

- широкие коммуникационные возможности;- wide communication opportunities;

- наличие человеко-машинного интерфейса на базе сенсорного экрана, обеспечивающего встроенную систему обработки информации, что существенно снижает общую стоимость системы учета и контроля.- the presence of a human-machine interface based on a touch screen that provides an integrated information processing system, which significantly reduces the total cost of the accounting and control system.

Использованные источники информации:Sources of information used:

1. Патент 5504693 США МПК G01F 15/06. Flow Control System (Система контроля потока) / Elliot, Kenneth D.., Frenzel Jr., G. Charles (US); патентоообладатель Omni Flow Company, Inc. - 08/090,749; заявл. 13.07.1993; выдан 02.04.1996.1. US patent 5504693 IPC G01F 15/06. Flow Control System / Elliot, Kenneth D .., Frenzel Jr., G. Charles (US); patent holder Omni Flow Company, Inc. - 08 / 090,749; declared 07/13/1993; issued April 2, 1996.

2. Патент 116226 Российская Федерация МПК G01F 1/00. Унифицированный программно-технический комплекс сбора и обработки информации с контрольно-измерительных приборов и аппаратуры (КИПиА) / Крупин В.А., Смирнов Ю.В., Френкель Л.Б., Замахин С.В., Мазур А.П., Рычков И.В., Карюк В.М., Филиппов Г.Э., Сельченков В.Л., Зинин Д.В., Федотов В.В., Мишаков B.C. (RU); заявители и патентообладатели ООО «Газпром трансгаз Москва» (RU), ЗАО «Объединение БИНАР» (RU) - 2011154740/28; заявл. 30.12.2011; опубл. 20.05.2012, Бюл. №14. - 2 с: ил.2. Patent 116226 Russian Federation IPC G01F 1/00. Unified software and hardware complex for collecting and processing information from instrumentation and instrumentation (KIPiA) / Krupin V.A., Smirnov Yu.V., Frenkel L.B., Zamakhin S.V., Mazur A.P., Rychkov I.V., Karyuk V.M., Filippov G.E., Selchenkov V.L., Zinin D.V., Fedotov V.V., Mishakov BC (RU); applicants and patent holders of Gazprom Transgaz Moscow LLC (RU), BINAR Association CJSC (RU) - 2011154740/28; declared 12/30/2011; publ. 05/20/2012, Bull. No. 14. - 2 s: ill.

Claims (2)

1. Измерительно-вычислительный комплекс для определения качественных и количественных характеристик нефти и нефтепродуктов, содержащий вычислительный блок, коммуникационный блок Ethernet, коммуникационный блок последовательной шины, блоки ввода-вывода сигналов, блок питания, при этом вычислительный блок содержит центральный вычислительный модуль, связанный с внешним и внутренним коммуникационными модулями, из которых внешний коммуникационный модуль соединен с коммуникационным модулем Ethernet, обеспечивающим возможность работы с внешними устройствами (коммутатором, принтером, автоматизированным рабочим местом АРМ), и коммуникационным блоком последовательной шины, который по одному из последовательных интерфейсов может быть соединен с внешними устройствами (АРМ верхнего уровня), а внутренний коммуникационный модуль посредством коммуникационного модуля блока ввода-вывода сигналов связан с модулем обработки сигналов, соединенным с модулем аналого-цифрового преобразования, отличающийся тем, что в него дополнительно введены: коммуникационный блок сотовой связи GSM, соединенный с центральным вычислительным модулем и коммуникационным блоком Ethernet, обеспечивающий связь с внешними устройствами по сети сотовой связи стандарта GSM и при совместной работе с блоком Ethernet «горячее» резервирование каналов связи с внешними устройствами, коммуникационный блок ГЛОНАСС/GPS-антенны, ГЛОНАСС/GPS-антенна, блок сенсорного экрана, блок резервирования, в состав вычислительного блока введены соединенные с центральным вычислительным модулем модуль синхронизации времени, связанный с коммуникационным блоком ГЛОНАСС/GPS-антенны, модуль оперативной базы данных, модуль ведения трендов (архивов), связанный с модулем архивной базы данных и внутренним коммуникационным модулем, который соединен с блоком резервирования, предназначенным для обеспечения возможности аппаратного 100%-ного «горячего» резервирования комплекса, а также посредством коммуникационного модуля сенсорного экрана с сенсорным блоком, содержащим модуль обработки данных (графики) и сенсорный экран, обеспечивающим формирование, долговременное хранение отчетных документов, обеспечивающим человеко-машинный интерфейс для визуализации оперативной и ретроспективной информации (в том числе отчетных документов) и управления исполнительными механизмами, в состав блока ввода-вывода введен связанный с модулем обработки сигналов модуль цифроаналогового преобразования, соединенный с исполнительными механизмами.1. A measuring and computing complex for determining the qualitative and quantitative characteristics of oil and oil products, comprising a computing unit, an Ethernet communication unit, a serial bus communication unit, signal input-output units, a power supply unit, the computing unit containing a central computing unit connected to an external and internal communication modules, of which the external communication module is connected to the Ethernet communication module, providing the ability to work with external devices (switch, printer, workstation AWP), and the serial bus communication unit, which can be connected to external via one of the serial interfaces devices (AWS of the upper level), and the internal communication module through the communication module of the signal input-output unit is connected to the signal processing module connected to the analog-to-digital conversion module, characterized in that it is additionally included in it: a GSM cellular communication unit connected to a central computing module and an Ethernet communication unit, which provides communication with external devices via a GSM standard cellular network and, when working with the Ethernet unit, “hot” reservation of communication channels with external devices , GLONASS / GPS antenna communication unit, GLONASS / GPS antenna, touch screen unit, backup unit, a time synchronization module connected to the GLONASS / GPS antenna communication unit, an operational database module connected to the central computing module is included in the computing unit , a module for maintaining trends (archives) associated with the archive database module and the internal communication module, which is connected to the backup unit, designed to provide hardware 100% “hot” backup of the complex, as well as through the touch screen communication module with touch screen a lock containing a data processing module (graphics) and a touch screen, providing the formation, long-term storage of reporting documents, providing a human-machine interface for visualizing operational and retrospective information (including reporting documents) and controlling executive mechanisms, as part of an input-output unit a digital-to-analog conversion module connected to the signal processing module connected to actuators has been introduced. 2. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что позволяет путем установки в него дополнительных блоков ввода-вывода наращивать количество каналов ввода-вывода сигналов для подключения датчиков и исполнительных механизмов и, как следствие, количество контролируемых трубопроводов.2. The complex according to claim 1, characterized in that by installing additional input-output blocks into it, it is possible to increase the number of signal input-output channels for connecting sensors and actuators and, as a result, the number of monitored pipelines.
RU2019139231A 2019-12-02 2019-12-02 Measuring and computing system for determination of qualitative and quantitative characteristics of oil and oil products RU2723773C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019139231A RU2723773C1 (en) 2019-12-02 2019-12-02 Measuring and computing system for determination of qualitative and quantitative characteristics of oil and oil products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019139231A RU2723773C1 (en) 2019-12-02 2019-12-02 Measuring and computing system for determination of qualitative and quantitative characteristics of oil and oil products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2723773C1 true RU2723773C1 (en) 2020-06-17

Family

ID=71096242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019139231A RU2723773C1 (en) 2019-12-02 2019-12-02 Measuring and computing system for determination of qualitative and quantitative characteristics of oil and oil products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2723773C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU213851U1 (en) * 2021-03-12 2022-09-30 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОЗНА-Инжиниринг" COMPUTING UNIT OF THE MEASURING AND COMPUTING COMPLEX

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5504693A (en) * 1993-07-13 1996-04-02 Omni Flow Company, Inc. Flow control system
RU81583U1 (en) * 2008-12-17 2009-03-20 Виталий Михайлович Янчук SYSTEM OF AUTOMATED MANAGEMENT OF A GAS DISTRIBUTION STATION OF SMALL PRODUCTIVITY
RU96954U1 (en) * 2010-04-28 2010-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация ИМС" MEASURING-COMPUTER COMPLEX OF COLLECTION AND PROCESSING OF INFORMATION OF THE SYSTEMS OF ACCOUNTING OIL AND OIL PRODUCTS "OKTOPUS-L"
RU115090U1 (en) * 2011-09-28 2012-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "ПРАЙМ ГРУП" DEVICE FOR COMMERCIAL ACCOUNTING OF HYDROCARBON FUEL
WO2013166254A1 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 Bristol, Inc., D/B/A Remote Automated Solutions Flow computers having wireless communication protocol interfaces and related methods
WO2015048380A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 Rosemount, Inc. Non-intrusive sensor system
RU2698627C1 (en) * 2018-12-21 2019-08-28 Ао "Синетик" Software and hardware complex for monitoring and controlling technological processes in ore mining and processing industry

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5504693A (en) * 1993-07-13 1996-04-02 Omni Flow Company, Inc. Flow control system
RU81583U1 (en) * 2008-12-17 2009-03-20 Виталий Михайлович Янчук SYSTEM OF AUTOMATED MANAGEMENT OF A GAS DISTRIBUTION STATION OF SMALL PRODUCTIVITY
RU96954U1 (en) * 2010-04-28 2010-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация ИМС" MEASURING-COMPUTER COMPLEX OF COLLECTION AND PROCESSING OF INFORMATION OF THE SYSTEMS OF ACCOUNTING OIL AND OIL PRODUCTS "OKTOPUS-L"
RU115090U1 (en) * 2011-09-28 2012-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "ПРАЙМ ГРУП" DEVICE FOR COMMERCIAL ACCOUNTING OF HYDROCARBON FUEL
WO2013166254A1 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 Bristol, Inc., D/B/A Remote Automated Solutions Flow computers having wireless communication protocol interfaces and related methods
WO2015048380A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 Rosemount, Inc. Non-intrusive sensor system
RU2698627C1 (en) * 2018-12-21 2019-08-28 Ао "Синетик" Software and hardware complex for monitoring and controlling technological processes in ore mining and processing industry

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU213851U1 (en) * 2021-03-12 2022-09-30 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОЗНА-Инжиниринг" COMPUTING UNIT OF THE MEASURING AND COMPUTING COMPLEX

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4163602B1 (en) A device, method and system for monitoring a network of fluid-carrying conduits
CN101609126B (en) Automatic testing system of temperature compensating crystal oscillator
US9869993B2 (en) System and method for monitoring and/or diagnosing operation of a production line of an industrial plant
US20180316762A1 (en) Data collection device, data collection system, data server, data collection method, and non-transitory computer readable storage medium
CN102096399B (en) Embedded energy data acquisition unit
CN201434880Y (en) Carrier wave remote controlled meter-reading billing system
US10019019B2 (en) Distributed computing with cloud computed feedback to process sensors
JP6284043B2 (en) Process control system
EP3516344B1 (en) Efficient battery-powered modular meter
CN104777813A (en) Comprehensive meteorological observation operation monitoring system and monitoring method thereof
CN101393453A (en) Energy consumption real time monitoring system for thermal generator set
RU2723773C1 (en) Measuring and computing system for determination of qualitative and quantitative characteristics of oil and oil products
CN110009198A (en) A kind of tap water supply water quality monitoring system
RU2541937C2 (en) Oil production data support and control method in real time and automated system for its implementation
CN108958212A (en) Calibrating operation auxiliary device, calibrating operation householder method and recording medium
CN209310852U (en) A kind of transformer monitoring systems
CN102707701A (en) Storage monitoring management system and method
CN113819837A (en) A low-power, low-cost, high-precision navigation satellite surface deformation monitoring system
CN106712880A (en) Communication management system
CN111694286A (en) High-frequency adjustment type water treatment control system based on artificial intelligence
CN116596439A (en) Distribution tracking system and method for liquid materials in flow-type nuclear material production line
CN115097797A (en) Distributed energy cloud management and control system based on internet
Vongsantivanich et al. The evolution of GISTDA satellite control center
KR20170025148A (en) Apparatus and method of measuring data in high voltage direct current system
CN220933384U (en) Coke oven gas diffusing tower control system