[go: up one dir, main page]

RU66550U1 - SOFTWARE AND TECHNICAL COMPLEX FOR CONTROL AND MANAGEMENT OF DISTRIBUTED TECHNOLOGICAL PROCESSES - Google Patents

SOFTWARE AND TECHNICAL COMPLEX FOR CONTROL AND MANAGEMENT OF DISTRIBUTED TECHNOLOGICAL PROCESSES Download PDF

Info

Publication number
RU66550U1
RU66550U1 RU2007114305/22U RU2007114305U RU66550U1 RU 66550 U1 RU66550 U1 RU 66550U1 RU 2007114305/22 U RU2007114305/22 U RU 2007114305/22U RU 2007114305 U RU2007114305 U RU 2007114305U RU 66550 U1 RU66550 U1 RU 66550U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control
complex
measuring
information
measurement
Prior art date
Application number
RU2007114305/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Степан Владимирович Зубков
Original Assignee
Степан Владимирович Зубков
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 Степан Владимирович Зубков filed Critical Степан Владимирович Зубков
Priority to RU2007114305/22U priority Critical patent/RU66550U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU66550U1 publication Critical patent/RU66550U1/en

Links

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области информационно-измерительной техники, преимущественно к измерительным устройствам - комплексам программно-технических средств, предназначенных для автоматического сбора данных в виде электрических сигналов (токовых, счетно-импульсных) с первичных преобразователей (например, датчиков давления, расхода), их обработки, накопления, передачи информации по выделенным каналам связи (проводным или радиоканалу с помощью радиомодема и радиостанций) на компьютер диспетчерского пункта, формирование сигналов управления и передача их исполнительным устройствам.The utility model relates to the field of information and measurement technology, mainly to measuring devices - complexes of software and hardware designed to automatically collect data in the form of electrical signals (current, pulse-counting) from primary converters (for example, pressure sensors, flow sensors), their processing, accumulating, transmitting information via dedicated communication channels (wired or radio channel using a radio modem and radio stations) to the computer at the control room, generating signals from Government & pass their actuators.

Предлагаемая полезная модель может быть использована в различных отраслях промышленности, например, в нефтяной - для управления объектами линейной части магистрального нефтепровода, контроля и управления нефтепромыслами, в машиностроительной - для управления автоматическими линиями и агрегатами, в энергетике - для учета и регулирования энергоресурсов.The proposed utility model can be used in various industries, for example, in the oil industry - to control the facilities of the linear part of the main pipeline, control and management of oil fields, in the machine-building industry - to control automatic lines and assemblies, and in the energy sector - to account and regulate energy resources.

Комплекс обеспечивает, большую скорость передачи информации по GSM/GPRS сети, которая максимально приближена и для прерывистого графика, характерного для сетей Интернет/интранет.The complex provides a high speed of information transfer via GSM / GPRS network, which is as close as possible to the intermittent schedule, characteristic of Internet / intranet networks.

Программно-технический комплекс отличается более широкими функциональными возможностями, высокой точностью и скоростью передачи измерительной информации, гибкостью при построении функциональных структур, что выгодно отличает его от аналогов.The software and hardware complex is distinguished by wider functional capabilities, high accuracy and speed of transmission of measuring information, flexibility in constructing functional structures, which compares it favorably with its analogues.

Это достигается тем, что применен новый утвержденный тип измерительно-вычислительного комплекса «МЕГА» со схемными решениями, позволяющими создавать автоматические и автоматизированные системы различного функционального назначения и конфигурации, быстродействия, емкости и гибкости со сравнительно высокой точностью передачи измерительной информации (предел допускаемой приведенной погрешности измерения аналоговых сигналов не более 0,2%) для решения задач измерения, сбора, This is achieved by the fact that a new approved type of the MEGA measuring and computing complex with circuit solutions is used, which allows creating automatic and automated systems of various functions and configurations, speed, capacity and flexibility with relatively high accuracy of transmission of measurement information (the limit of permissible reduced measurement error analog signals not more than 0.2%) for solving problems of measurement, collection,

обработки информации, диагностики и управления распределенными технологическими процессами в рабочем диапазоне температур от - 40 до +60°С.information processing, diagnostics and control of distributed technological processes in the operating temperature range from - 40 to + 60 ° С.

При подключении измерительно-вычислительного комплекса к первичным преобразователям - датчикам силоизмерительным тензорезисторным, устанавливаемым между опорными плитами траверсы канатной подвески станков-качалок штанговых глубинных насосов нефтедобывающей скважины, образуются электроизмерительные каналы, позволяющие автоматически в цифровом виде, с нормируемой точностью определять абсолютную нагрузку, действующую на полированный шток станка-качалки в зависимости от его положения, и представлять измерительную информацию в виде теоретических и практических динамограмм и количества добываемой жидкости, например, нефти на экранах компьютеров диспетчерского пункта и технологических объектов.When the measuring and computing complex is connected to primary converters - force-measuring strain gauge sensors installed between the support plates of the cable traverse of the rocking machines of the rod-deep pumps of the oil producing well, electrical measuring channels are formed that automatically determine the absolute load in digital form, with normalized accuracy, with normalized accuracy the rod of the rocking machine, depending on its position, and present the measurement information in the form theoretical and practical dynamometer and the amount of the produced fluid, such as oil on the screen control station computers and technological objects.

2 с.п. ф-лы, 4 ил. Для опубликования в бюллетене на титульном листе описания полезной модели рекомендуется фиг.22 s.p. f-ly, 4 ill. For publication in the newsletter on the title page of the description of the utility model is recommended figure 2

Description

Полезная модель относится к области информационно-измерительной техники, преимущественно к измерительным устройствам - комплексам программно-технических средств, предназначенных для автоматического сбора данных в виде электрических сигналов (токовых, счетно-импульсных) с первичных преобразователей (например, датчиков давления, расхода), их обработки, накопления, передачи информации по выделенным каналам связи (проводным и радиоканалу с помощью радиомодема и радиостанций, сотовой связи) на сервер диспетчерского пункта, формирование сигналов управления и передача их исполнительным устройствам. Комплекс применяется в составе автоматических и автоматизированных систем измерения, контроля, регулирования, диагностики и управления технологическими процессами, технологическими линиями и агрегатами.The utility model relates to the field of information and measurement technology, mainly to measuring devices - complexes of software and hardware designed to automatically collect data in the form of electrical signals (current, pulse-counting) from primary converters (for example, pressure sensors, flow sensors), their processing, accumulating, transmitting information via dedicated communication channels (wired and radio channel using a radio modem and radio stations, cellular communication) to the control room server, forming latter is present, and control their transmission actuators. The complex is used as part of automatic and automated systems for measuring, monitoring, regulating, diagnosing and controlling technological processes, technological lines and units.

Предлагаемая полезная модель может быть использована в различных отраслях промышленности, например, в нефтяной - для контроля и управления нефтепромыслами; в машиностроительной - для управления автоматическими линиями и агрегатами, в энергетике - для учета и регулирования энергоресурсов.The proposed utility model can be used in various industries, for example, in the oil industry, for the control and management of oil fields; in machine-building - for the management of automatic lines and assemblies, in the energy sector - for metering and regulation of energy resources.

Известен комплекс линейной телемеханики для построения распределенных систем контроля и управления техническими объектами с использованием радио- и проводных каналов связи, выпускаемый ГУПНН «Авитрон-Ойл [1].A well-known complex of linear telemechanics for constructing distributed monitoring and control systems for technical objects using radio and wire communication channels, manufactured by Avitron-Oil State Unitary Enterprise for Science and Technology [1].

Комплекс предназначен для телеконтроля и телеуправления объектами линейной части магистрального нефтепровода в составе автоматизированной системы диспетчерского контроля и управления технологическими процессами.The complex is designed for telecontrol and telecontrol of facilities of the linear part of the main oil pipeline as part of an automated dispatch control system and process control.

Комплекс осуществляет сбор и обработку информации с первичных датчиков, формирует сигналы управления исполнительными устройствами, осуществляет прием и передачу информации по каналу связи, сигнализацию The complex collects and processes information from primary sensors, generates control signals for actuators, receives and transmits information over the communication channel, and signals

состояний и сохранение данных при перебоях питания, тестирование составных частей комплекса.states and data storage during power outages, testing of the components of the complex.

Основой комплекса телемеханики являются модули программируемых контроллеров серии МК-4хх. Серия программируемых модулей МК-4хх позволяет создавать распределенные автоматизированные системы с различными интерфейсами и каналами передачи информации.The basis of the telemechanics complex are the modules of programmable controllers of the MK-4xx series. A series of programmable modules MK-4xx allows you to create distributed automated systems with various interfaces and communication channels.

Средства автоматики серии «САТУРН» на базе модулей МК-4хх позволяют решать задачи автоматизированного контроля и управления территориально распределенными объектами управления в нефтедобывающей отрасли, такими как автоматические групповые замерные установки (АГЗУ) типа «Спутник», погружные центробежные насосы (ЭЦН), штанговые глубинные насосы (ШГН).Automation tools of the SATURN series based on MK-4xx modules allow solving the tasks of automated control and management of geographically distributed control facilities in the oil industry, such as automatic group metering units (AGZU) of the Sputnik type, submersible centrifugal pumps (ESP), deep-well sucker-rod pumps pumps (SHGN).

Предлагаемая ГУПННН «Авитрон-Ойл» система телемеханики и средства автоматики «САТУРН» помогают облегчить контроль за технологическим оборудованием месторождения. Но их особенность в том, что все они направлены на решение частных задач и в этом плане мало отличаются от ранних образцов телемеханики на базе станций «САКМАР», представляющих собой лишь набор средств контроля для относительно самостоятельных территориально разнесенных и функционально обособленных производств нефтегазодобычи. В результате информационный комплекс добывающего предприятия состоит из не связанных друг с другом фрагментов, что затрудняет или делает невозможным получение необходимых данных для принятия ключевых производственных решений.The system of telemechanics and automation equipment “SATURN” proposed by the Avitron-Oil State Unitary Scientific-Practical Scientific-Practical Scientific Productive Organization helps to facilitate control over the technological equipment of the field. But their peculiarity is that they are all aimed at solving particular problems and, in this regard, are not much different from earlier telemechanics based on SAKMAR stations, which are just a set of control tools for relatively independent geographically separated and functionally separate oil and gas production facilities. As a result, the information complex of a mining enterprise consists of fragments that are not connected with each other, which makes it difficult or impossible to obtain the necessary data for making key production decisions.

Погрешность измерительных каналов таких распределенных систем контроля и управления технологическими объектами, например, добычи нефти и газа ШГН, определяется как среднеквадратичное погрешностей первичного преобразователя-тензорезисторного датчика силы, установленного на полированном штоке станка - качалки нефтедобывающей скважины, нормализаторов тока, искробезопасного барьера типа МК-480, измерительных модулей ввода - вывода аналоговых сигналов серии МК-405 контроллерных шкафов ШГН с учетом дополнительных погрешностей, обусловленных влиянием The error of the measuring channels of such distributed systems of monitoring and control of technological objects, for example, oil and gas SHGN, is defined as the standard error of the primary transducer-strain gauge force sensor mounted on the polished rod of the machine - rocking oil wells, current normalizers, spark-proof type MK-480 of measuring input / output modules of analog signals of the MK-405 series of ShGN controller cabinets, taking into account additional errors, is due to s influence

температурного фактора (рабочего диапазона температур от -40 до +60°С) и составляет 6-8%.temperature factor (operating temperature range from -40 to + 60 ° C) and is 6-8%.

Незначительная дисперсия результатов измерения на каждом элементе массива измерительной информации в результате суммирования ошибок приводит к абсурдному результату.A slight dispersion of the measurement results on each element of the measuring information array as a result of summing the errors leads to an absurd result.

Низкая точность составляющих компонент системы телемеханики, несвоевременность получения измерительной информации и принятия управляющих решений, способны привести к возникновению неуправляемого процесса добычи нефти и газа.The low accuracy of the constituent components of the telemechanics system, the untimely receipt of measurement information and the adoption of control decisions, can lead to the uncontrolled process of oil and gas production.

В такой ситуации работа НГДУ напоминает расписание пассажирского поезда, меняющегося случайным образом без предупреждения пассажиров.In such a situation, the operation of NGDU resembles the schedule of a passenger train that changes randomly without warning passengers.

В результате чего снижается дебит добываемой нефти и рентабельность нефтегазодобывающего предприятия.As a result, the rate of oil production and the profitability of the oil and gas company are reduced.

Известен комплекс технических средств серии ADAM-5000, выпускаемый научно-производственной фирмой Advantech (диллер фирма ProSoft) [2], предназначенный для реализации распределенных систем, в которых сбор данных и управление исполнительными устройствами осуществляется удаленными многоканальными модулями ввода-вывода. Встроенные программные средства, позволяющие настраивать диапазоны входных сигналов и устанавливать условия выдачи управляющих воздействий при достижении значений измеряемых параметров, предоставляют пользователю максимальную гибкость при создании системы. Для обмена данными с управляющим компьютером могут использоваться различные линии связи: симметричная витая пара, волоконно-оптическая линия связи или радиоканал.A well-known complex of technical tools is the ADAM-5000 series, manufactured by the scientific and production company Advantech (dealer ProSoft) [2], designed to implement distributed systems in which data collection and control of actuators is carried out by remote multi-channel input-output modules. Built-in software that allows you to configure the ranges of input signals and set the conditions for issuing control actions when the measured values are reached, provide the user with maximum flexibility in creating the system. To exchange data with the control computer, various communication lines can be used: symmetrical twisted pair, fiber-optic communication line or radio channel.

Серия ADAM-5000 предназначена для реализации систем с использованием протоколов Fielbus. Устройства серии ADAM-5000, базирующиеся на стандарте EIA RS-485 протоколе CAN (Controller Area Network), позволяют строить для сбора данных и управления три вида многоточечных промышленных сетей, управляемых центральным компьютером: системы на базе интерфейса RS-485; системы на основе промышленной шины CAN; системы произвольной The ADAM-5000 series is designed to implement systems using Fielbus protocols. The devices of the ADAM-5000 series, based on the EIA RS-485 standard with the CAN protocol (Controller Area Network), allow building three types of multipoint industrial networks controlled by a central computer for data collection and control: systems based on the RS-485 interface; CAN-based systems arbitrary systems

конфигурации. Последняя система реализуется на основе программируемого контроллера ADAM-5510, выполненного на базе микропроцессора 801188 и работающего под управлением операционной системы Datalight ROM-DOS. Программное обеспечение для ADAM-5510 может быть создано как с помощью традиционных языков программирования так и с помощью языков логического программирования, соответствующих стандарту МЭК-1131-3.configurations. The latter system is implemented on the basis of the ADAM-5510 programmable controller, based on the microprocessor 801188 and running the Datalight ROM-DOS operating system. The software for ADAM-5510 can be created both using traditional programming languages and using logical programming languages that comply with the IEC-1131-3 standard.

Комплекс как правило состоит из двух компонентов: базового блока ADAM-5000 и модулей ввода-вывода. Базовый блок содержит модуль процессора, преобразователь постоянного напряжения, 4-х позиционную объединительную плату и порты последовательной связи. Устройства серии ADAM-5000 сохраняют работоспособность в диапазоне температур от -10 до +70°С. Скорость обмена данными между устройствами комплекса по последовательному каналу связи достигает до 115200 бит/с.The complex usually consists of two components: the ADAM-5000 base unit and I / O modules. The base unit contains a processor module, a DC / DC converter, a 4-position backplane and serial communication ports. The devices of the ADAM-5000 series remain operational in the temperature range from -10 to + 70 ° С. The speed of data exchange between the devices of the complex via a serial communication channel reaches 115200 bps.

К недостаткам вышеуказанного комплекса технических средств [2] следует отнести ограниченный диапазон температур -10÷+70°С, в которых могут эксплуатироваться модули серии ADAM-5000, сохраняя свою работоспособность. При эксплуатации комплекса в районах Крайнего Севера, Западной Сибири или Урала, где средний нижний предел температуры доходит до минус 40°С, модули серии ADAM-5000 требуют дополнительной установки в специальный шкаф с обогревом, что приводит к усложнению конструкции комплекса, вызывает дополнительные финансовые затраты и не всегда приемлемо с точки зрения безопасности (взрывобезопасности) при эксплуатации на опасных производственных объектах.The disadvantages of the above complex of technical means [2] include a limited temperature range of -10 ÷ + 70 ° C, in which the modules of the ADAM-5000 series can be operated, while maintaining their operability. When operating the complex in the Far North, Western Siberia or the Urals, where the average lower temperature limit reaches minus 40 ° С, the ADAM-5000 series modules require additional installation in a special cabinet with heating, which complicates the design of the complex, causing additional financial costs and not always acceptable from the point of view of safety (explosion safety) when operating at hazardous production facilities.

В основу настоящей полезной модели положена задача создания такого комплекса программно-технических средств, который был бы лишен недостатков выше перечисленных моделей и отличался бы более высокой точностью получения измерительной информации, более широкими функциональными возможностями и гибкостью.The basis of this utility model is the task of creating such a complex of software and hardware that would be devoid of the shortcomings of the above models and would have a higher accuracy of obtaining measurement information, wider functionality and flexibility.

Поставленная задача решается тем, что в программно-техническом комплексе, согласно предложению, применен новый утвержденный тип The problem is solved in that in the software and hardware complex, according to the proposal, a new approved type is applied

измерительно-вычислительного комплекса «МЕГА» (Госреестр средств измерений №19124-99) со схемными решениями, позволяющими создавать автоматические и автоматизированные системы различного функционального назначения достаточно большой конфигурации, быстродействия, емкости и гибкости со сравнительно высокой точностью измерительной информации, для решения задач измерения, сбора, обработки информации, диагностики и управления в рабочих диапазонах температур от минус 40 до +60°Сmeasuring and computing complex “MEGA” (State Register of Measuring Instruments No. 194-99) with circuit solutions that allow you to create automatic and automated systems for various functional purposes with a sufficiently large configuration, speed, capacity and flexibility with relatively high accuracy of the measurement information, for solving measurement problems, collection, processing of information, diagnostics and control in operating temperature ranges from minus 40 to + 60 ° С

Сущность полезной модели поясняется конкретным примером ее выполнения.The essence of the utility model is illustrated by a specific example of its implementation.

На фиг.1 (один из вариантов исполнения) показана структурная схема программно-технического комплекса для автоматизированного контроля и управления распределенными технологическими процессами добычи нефти и газа (станки-качалки нефтедобывающих скважин, насосные установки, пункты учета тепловой и электрической энергии).Figure 1 (one of the options) shows a structural diagram of a software and hardware complex for automated monitoring and control of distributed technological processes of oil and gas production (rocking machines of oil producing wells, pumping units, metering stations for heat and electric energy).

Верхний уровень - центральный сервер комплекса. Состоит из индустриального компьютера с программным обеспечением конфигурирования и настройки контроллеров и программой визуализации, контроля и управления технологическими процессами. Компьютер, как правило, работает с сетью полевых контроллеров «МЕГА» через контроллер связи и сервер опроса (второй уровень), поддерживающий пакетный протокол обмена данными по радиоканалу или по интерфейсному каналу. Центральный сервер осуществляет фоновый циклический опрос всех контроллеров системы, архивирует все изменения параметров и сигналов, визуализирует состояние технологического процесса.The upper level is the central server of the complex. It consists of an industrial computer with software for configuring and configuring controllers and a program for visualizing, monitoring and controlling technological processes. A computer, as a rule, works with a network of MEGA field controllers through a communication controller and a polling server (second level), which supports a packet protocol for exchanging data via a radio channel or an interface channel. The central server performs a background cyclic poll of all system controllers, archives all changes in parameters and signals, visualizes the state of the process.

Нижний уровень - контролируемые пункты «Мега». Они преобразуют входные сигналы от датчиков, контролируют работоспособность исполнительных механизмов, определяют аварийные ситуации, включают/выключают оборудование, поддерживают пакетный протокол обмена данными по различным каналам связи, осуществляют накопление данных, выполняют функции ретранслятора при обмене данными между сетью контроллеров и центральным компьютером.The lower level is Mega controlled points. They convert the input signals from sensors, monitor the operability of actuators, determine emergency situations, turn on / turn off equipment, support a packet protocol for exchanging data through various communication channels, carry out data accumulation, and act as a relay when exchanging data between the controller network and the central computer.

В состав комплекса входят два вида измерительных каналов: аналоговые входные каналы (предел допускаемой приведенной погрешности измерения тока The complex consists of two types of measuring channels: analog input channels (the limit of the permissible reduced error of current measurement

в диапазоне рабочих температур от -40 до +60°С, не более 0,2%) и дискретные входные каналы типа «сухой контакт», используются также как счетно-импульсные (предел допускаемой абсолютной погрешности счета импульсов для интервалов измерения не менее 1 минуты - ±1 импульс).in the range of operating temperatures from -40 to + 60 ° С, not more than 0.2%) and discrete input channels of the “dry contact” type are also used as pulse-counting (the limit of permissible absolute error in pulse counting for measurement intervals of at least 1 minute - ± 1 pulse).

При подключении измерительно-вычислительного комплекса утвержденного типа «МЕГА» к датчикам силоизмерительным тензорезисторным утвержденного типа ДПН-Т20 (Госреестр №30012-05), устанавливаемым между опорными плитами траверсы канатной подвески станков- качалок штанговых глубинных насосов нефтедобывающих скважин, образуются сертифицированные электроизмерительные каналы (фиг.2), позволяющие автоматически в цифровом виде с нормируемой погрешностью (приведенная погрешность 0,6%, дополнительная погрешность при изменении температуры окружающей среды на 10°С - ±0,25%) определять абсолютную нагрузку, действующую на полированный шток станка-качалки в зависимости от его положения, и представлять измерительную информацию в виде теоретических и практических динамограмм и количества добываемой жидкости на экранах компьютеров диспетчерского пункта и технологических объектов.When the measuring and computing complex of the approved MEGA type is connected to sensors of the force-measuring strain gages of the approved type DPN-T20 (State Register No. 30012-05), installed between the support plates of the traverse of the cable suspension of the rocking pumps of deep oil pumping wells, certified channels are formed .2), allowing automatically in digital form with a standardized error (reduced error of 0.6%, additional error when the temperature changes medium at 10 ° С - ± 0.25%) determine the absolute load acting on the polished rod of the rocking machine depending on its position, and present the measurement information in the form of theoretical and practical dynamograms and the amount of produced fluid on the computer screens of the control room and technological facilities.

На фиг.2 представлена схема измерительного канала динамометрирования скважины; на фиг.3 - схема датчика силоизмерительного тензорезисторного; на фигурах 4 и 5 соответственно - теоретическая динамограмма станка-качалки штангового глубинного насоса нефтедобывающей скважины и практическая динамограмма для определения дебита жидкости (нефти).Figure 2 presents a diagram of a measuring channel dynamometer wells; figure 3 is a diagram of a load cell strain gauge; in figures 4 and 5, respectively, the theoretical dynamogram of the rocking machine of the sucker rod pump of an oil well and a practical dynamogram for determining the flow rate of a liquid (oil).

Размещенный в траверсе датчик (фиг.3) преобразовывает знакопеременные нагрузки, возникающие между опорными плитами траверсного узла станка-качалки, в электрический сигнал разбаланса тензометрического моста 1. Одновременно активный элемент датчика ускорения 2 в зависимости от ускорения движения траверсы изменяет напряжение постоянного тока на своем выходе. Электрические сигналы с тензометрического моста и с выхода датчика ускорения подаются на соответствующие два канала аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 3 для поочередного преобразования в цифровую форму.The sensor located in the traverse (Fig. 3) converts the alternating loads arising between the support plates of the traverse assembly of the rocking machine into an electrical imbalance signal of the strain gauge bridge 1. At the same time, the active element of the acceleration sensor 2 changes the DC voltage at its output depending on the acceleration of the traverse . Electrical signals from the strain gauge bridge and from the output of the acceleration sensor are supplied to the corresponding two channels of the analog-to-digital converter (ADC) 3 for alternating conversion to digital form.

Управление микросхемой датчика нагрузки и ускорения осуществляется от встроенного электронного микроконтроллера 4 через выводы интерфейса SPI. Встроенный контроллер позволяет задать режим работы АЦП - инициализацию, калибровку или преобразование; усиление предусилителя АЦП в восьмикратном диапазоне; входное смещение усилителя со знаком; точность преобразования - 24 разряда; время преобразования - от 1 до 200 мсек. Для сопряжения выходов встроенного контроллера с программируемым логическим контроллером измерительно-вычислительного комплекса «Мега» служит буферный преобразователь 5 интерфейса RS 485, расположенный на той же плате, а также кабель связи.The microcircuit of the load and acceleration sensor is carried out from the built-in electronic microcontroller 4 through the terminals of the SPI interface. The built-in controller allows you to set the operation mode of the ADC - initialization, calibration or conversion; amplification of the ADC preamplifier in the eightfold range; sign input bias of the amplifier; conversion accuracy - 24 bits; conversion time - from 1 to 200 ms. To interface the outputs of the built-in controller with the programmable logic controller of the Mega measuring and computing complex, a buffer converter 5 of the RS 485 interface located on the same board and a communication cable are used.

Сигналы в цифровом виде, поступающие от силоизмерительного тензорезисторного датчика на контроллер измерительно-вычислительного комплекса «Мега» (фиг.2), обрабатываются по специальной программе и измерительная информация по каналу связи - радиоканалу УКВ или сотовой связи GPRS поступает на компьютеры диспетчерского пункта и технологических объектов.Digital signals coming from the load-measuring strain gauge sensor to the controller of the Mega measuring and computing complex (Fig. 2) are processed according to a special program and the measurement information is transmitted to the control room computers and technological objects via the VHF or cellular GPRS radio channel .

По запросу пользователя измерительная информация выводится на экраны дисплеев в виде графиков - зависимости усилия, действующего на полированный шток станка-качалки в зависимости от его положения (теоретических и практических динамограмм), что позволяет автоматически путем соответствующих расчетов, заложенных в программу, определять количество (дебит) добываемой жидкости, например, нефти.At the user's request, the measuring information is displayed on the screens in the form of graphs - the dependence of the force acting on the polished rod of the rocking machine depending on its position (theoretical and practical dynamograms), which allows automatically determining the quantity (flow rate) by appropriate calculations in the program ) produced fluid, such as oil.

Согласно методике расчета, используемой в программах, производительность глубинно-насосной установки (приравниваемая к дебиту скважины) прямо пропорциональна площади сечения плунжера, числу качаний и эффективной длине хода плунжера:According to the calculation methodology used in the programs, the productivity of the downhole pump unit (equivalent to the well flow rate) is directly proportional to the cross-sectional area of the plunger, the number of swings and the effective length of the plunger stroke:

Qн=1440×Fпл×Sшт×n×α,Q n = 1440 × F pl × S pc × n × α,

где Fпл - площадь сечения плунжера, м2 where F PL - the cross-sectional area of the plunger, m 2

Sшт - длина хода полированного штока, мS pc - stroke length of polished rod, m

n - число качаний, 1/минn is the number of swings, 1 / min

α - коэффициент подачи насосаα - pump flow rate

1440 - количество минут в сутках.1440 - the number of minutes per day.

Коэффициент подачи насоса зависит от нескольких величин, и его определяют после освоения скважин из сравнительной (контрольной) динамограммы в процессе работы скважины:The pump delivery coefficient depends on several values, and it is determined after well development from the comparative (control) dynamogram during the operation of the well:

α=К1×К2×К3×β,α = K1 × K2 × K3 × β,

где K1 - коэффициент, характеризующий герметичность глубинно-насосного оборудования;where K1 is the coefficient characterizing the tightness of the downhole pumping equipment;

К2 - коэффициент, характеризующий изменение объема жидкости, откачиваемой насосом после ее дегазации на поверхности и равный обратной величине объемного коэффициента пластовой жидкости;K2 - coefficient characterizing the change in the volume of fluid pumped out by the pump after its degassing on the surface and equal to the reciprocal of the volumetric coefficient of the reservoir fluid;

- отношение длины хода плунжера к длине хода полированного штока; - the ratio of the stroke length of the plunger to the stroke length of the polished rod;

Sэф - эффективная длина хода плунжера, измеренная на практической динамограмме, при движении с открытым нагнетательным клапаном (с момента открытия нагнетательного клапана до его закрытия), мм.S eff is the effective stroke length of the plunger, measured on a practical dynamogram, when driving with an open discharge valve (from the moment the discharge valve is opened until it is closed), mm.

Модульная компоновка программно - технического комплекса позволяет индивидуально оснащать каждый объект в зависимости от предъявляемых к нему требований. Применение комплекса одинаково эффективно как для небольших объектов (от нескольких десятков сигналов), так и для крупной системы, управляющей процессами и интегрирующей информацию от подсистем с различных объектов. Комплекс можно постоянно наращивать, увеличивая, при создании на его базе локальных сетей, информационную емкость системы и изменяя его конфигурацию.The modular layout of the software and hardware complex allows you to individually equip each object, depending on the requirements for it. The use of the complex is equally effective both for small objects (from several tens of signals) and for a large system that controls processes and integrates information from subsystems from various objects. The complex can be constantly increased, increasing, when creating local networks on its basis, the information capacity of the system and changing its configuration.

Высокая скорость передачи информации по сравнению с аналогами позволяет, например, в считанные доли секунды реализовать сложные алгоритмы управления автоматическими установками. Комплекс обеспечивает большую скорость передачи информации по GSM/GPRS сети, которая максимально приближена и для прерывистого графика, характерного для сетей Интернет/интранет. Скорость доступа от 14,4 Кбит/ с (при использовании одного временного слота) и до 115 Кбит/с (при объединении нескольких слотов). Система GPRS реализует пакетную коммутацию на всем протяжении канала связи, существенно оптимизируя услуги передачи данных в сетях стандарта GSM. Она практически мгновенно устанавливает соединения, использует сетевые ресурсы и занимает участок диапазона частот только с момента фактической передачи данных, что гарантирует чрезвычайно эффективное использование доступной полосы частот и позволяет делить один канал между несколькими пользователями. Пакеты данных передаются одновременно по многим каналам, что и определяет выигрыш в скорости. Система GPRS предусматривает передачу не только данных но и голоса, причем достоверность и надежность при обмене информацией, высокие скорости, а также возможность организации удаленного контроля и получения ответной реакции на текущую ситуацию соответствуют основным требованиям, предъявляемым к АСУ ТП.The high speed of information transfer in comparison with analogues allows, for example, to implement complex algorithms for controlling automatic installations in a matter of fractions of a second. The complex provides a high speed of information transfer via GSM / GPRS network, which is as close as possible for the intermittent schedule, characteristic of Internet / intranet networks. Access speeds from 14.4 Kbps (when using one time slot) and up to 115 Kbps (when combining several slots). GPRS system implements packet switching throughout the communication channel, significantly optimizing data services in GSM networks. It almost instantly establishes connections, uses network resources and occupies a portion of the frequency range only from the moment of actual data transfer, which guarantees extremely efficient use of the available frequency band and allows sharing one channel between several users. Data packets are transmitted simultaneously on many channels, which determines the gain in speed. The GPRS system provides for the transfer of not only data but also voice, and the reliability and reliability of the exchange of information, high speeds, as well as the possibility of organizing remote monitoring and receiving a response to the current situation correspond to the basic requirements for ACS.

Комплекс прост в эксплуатации и удобен в освоении благодаря стандартизации и унификации составляющих его компонентов и набору заранее проработанных решений.The complex is easy to operate and easy to learn thanks to the standardization and unification of its components and a set of pre-designed solutions.

Схемные решения как составляющих компонентов измерительно-вычислительного комплекса «МЕГА», так и создаваемых локальных сетей, применяемое современное программное обеспечение, позволяют создавать особо ответственные автоматические и автоматизированные системы сигнализации, диагностики и управления различной конфигурации и информационной емкости, с достаточно большой глубиной ретроспективного анализа, точностью и скоростью передачи измерительной информации в рабочем диапазоне температур Schematic solutions of both the constituent components of the MEGA measuring and computing complex and the created local networks, using modern software, make it possible to create particularly responsible automatic and automated alarm, diagnostic and control systems of various configurations and information capacities, with a sufficiently large depth of retrospective analysis, accuracy and speed of transmission of measurement information in the operating temperature range

от минус 40 до +60°С в реальном масштабе времени, что выгодно отличает предлагаемый комплекс от своих аналогов и прототипа.from minus 40 to + 60 ° C in real time, which distinguishes the proposed complex from its counterparts and prototype.

Это расширяет функциональные возможности комплекса.This extends the functionality of the complex.

Комплекс позволяет максимально приблизить скорость сбора и представления информации к скорости принятия производственных решений, что особенно важно в условиях динамично изменяющейся внешней среды.The complex allows you to maximize the speed of collection and presentation of information to the speed of production decisions, which is especially important in a dynamically changing environment.

Комплекс позволяет рационально управлять технологическими объектами и процессами (нефтепромыслом), с максимальной экономической эффективностью. Его внедрение - гарантия предсказуемости развития процесса эксплуатации предприятия. Важно также отметить сокращение издержек, экономию всех видов ресурсов, рост производительности труда, повышение конкурентоспособности предприятия.The complex allows rational management of technological facilities and processes (oil field), with maximum economic efficiency. Its implementation is a guarantee of the predictability of the development process of the enterprise. It is also important to note the reduction in costs, the saving of all types of resources, the growth of labor productivity, and the increase in the competitiveness of enterprises.

Из доступных источников информации автор не выявил устройство со сходными признаками.From the available sources of information, the author did not identify a device with similar features.

Предлагаемое техническое решение (схемо-технические решения) осуществлено в промышленности при создании программно-технического комплекса, изготавливаемого по ТУ 4232-001-42980001-2004 и может быть использовано для автоматического измерения количества добываемой нефтяной скважиной жидкости, например, нефти, контроля сигналов силы постоянного тока и счетно-импульсных сигналов, поступающих от датчиков, расположенных на технологических объектах, формирования команд управления и сигнализации и применяться в составе автоматических и автоматизированных систем измерения, контроля, регулирования, диагностики и управления производственными процессами, технологическими линиями и агрегатами в различных отраслях промышленности.The proposed technical solution (circuit technical solutions) was implemented in industry when creating a software and hardware complex manufactured in accordance with TU 4232-001-42980001-2004 and can be used to automatically measure the amount of liquid produced by an oil well, for example, oil, to control the signals of constant force current and pulse-counting signals coming from sensors located at technological facilities, the formation of control and alarm commands and used as part of automatic and automatic ovannye systems of measurement, control, regulation, diagnostics and management of production processes, production lines and units in various industries.

Источники информации:Information sources:

1. Рекламный проспект ГУПНН «Авитрон-Ойл» «Комплекс линейной телемеханики. Средства автоматики для объектов нефтедобычи «САТУРН».1. Advertising prospectus of the State Unitary Autonomous Scientific Product "Avitron-Oil" "Complex of linear telemechanics. Automation tools for oil production facilities "SATURN".

2. Рекламный проспект фирмы «ProSoft «Устройства сбора данных и управления. Серия АМ-5000.2. The brochure of the company "ProSoft" Data acquisition and control devices. Series AM-5000.

Claims (3)

1. Комплекс программно-технический для контроля и управления распределенными технологическими процессами, содержащий первичные преобразователи, программируемые логические контроллеры, состоящие из модулей контроллерных ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов, модулей питания, установленных на стандартную DIN-рейку и объединяемых системной шиной, через которую осуществляется питание и реализация алгоритмов управления, устройства периферийной связи, радиомодем, радиостанцию, программное обеспечение, промышленные компьютеры диспетчерского пункта и технологических объектов с модулем GPRS и антенно-фидерным устройством, отличающийся тем, что из состава программируемых логических контроллеров, программного обеспечения, радиомодемов, радиостанций, промышленных компьютеров диспетчерского пункта и технологических объектов с модулем GPRS и антенно-фидерным устройством, образован измерительно-вычислительный комплекс утвержденного типа со схемными решениями, позволяющими создавать автоматические и автоматизированные системы различного функционального назначения и конфигурации, быстродействия емкости и гибкости с допускаемой нормируемой погрешностью измерения аналоговых и дискретных сигналов для решения задач измерения, сбора, обработки информации, диагностики и управления распределенными технологическими процессами.1. The software and hardware complex for monitoring and control of distributed technological processes, containing primary converters, programmable logic controllers, consisting of modules of controller input-output analog and discrete signals, power modules installed on a standard DIN rail and connected by a system bus through which power and implementation of control algorithms, peripheral communication devices, radio modem, radio station, software, industrial computers of a petcher station and technological objects with a GPRS module and an antenna-feeder device, characterized in that from the composition of programmable logic controllers, software, radio modems, radio stations, industrial computers of a control station and technological objects with a GPRS module and an antenna-feeder device, a measuring approved computing complex with circuit solutions that allow you to create automatic and automated systems for various functional purposes and configuration, speed of capacity and flexibility with an allowable standardized error of measurement of analog and discrete signals to solve problems of measurement, collection, processing of information, diagnostics and control of distributed technological processes. 2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что при подключении измерительно-вычислительного комплекса к первичным преобразователям - датчикам силоизмерительным тензорезисторным, устанавливаемым между опорными плитами траверсы канатной подвески станков-качалок штанговых глубинных насосов нефтедобывающей скважины, образуются электроизмерительные каналы, позволяющие в цифровом виде, с нормируемой точностью определять абсолютную нагрузку, действующую на полированный шток станка-качалки в зависимости от его положения, и представлять измерительную информацию на экранах компьютеров диспетчерского пункта и технологических объектов в виде теоретических и практических динамограмм, обрабатываемых автоматически путем соответствующих расчетов, заложенных в программу с целью вычисления количества добываемой жидкости за определенный промежуток времени.2. The complex according to claim 1, characterized in that when the measuring and computing complex is connected to primary transducers - load-sensing strain gauge sensors installed between the support plates of the cable traverse of the rocking machines of the rod-pumping deep-well pumps of an oil producing well, electrical measuring channels are formed that allow digital measurement , with normalized accuracy, determine the absolute load acting on the polished rod of the rocking machine, depending on its position, and submit a measure useful information on the computer screens of the control room and technological facilities in the form of theoretical and practical dynamograms, processed automatically by appropriate calculations embedded in the program in order to calculate the amount of produced fluid for a certain period of time. 3. Комплекс по п.2., отличающийся тем, что электрические сигналы с тензометрического моста и с выхода датчика ускорения, встроенного в силоизмерительный тензорезисторный датчик, подаются на соответствующие два канала аналого-цифрового преобразователя для поочередного преобразования в цифровую форму с последующей передачей цифрового сигнала в программируемый микроконтроллер датчика, управляющий работой аналого-цифрового преобразователя и обеспечивающий выход цифрового сигнала через последовательный интерфейс на программируемый логический контроллер измерительно-вычислительного комплекса.
Figure 00000001
3. The complex according to claim 2, characterized in that the electrical signals from the strain gauge bridge and from the output of the acceleration sensor built into the load cell strain gauge sensor, are fed to the corresponding two channels of the analog-to-digital converter for alternating conversion to digital form with subsequent transmission of the digital signal to the programmable microcontroller of the sensor, which controls the operation of the analog-to-digital converter and provides the output of a digital signal through a serial interface to a programmable log controller for measuring and computing complex.
Figure 00000001
RU2007114305/22U 2007-04-16 2007-04-16 SOFTWARE AND TECHNICAL COMPLEX FOR CONTROL AND MANAGEMENT OF DISTRIBUTED TECHNOLOGICAL PROCESSES RU66550U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007114305/22U RU66550U1 (en) 2007-04-16 2007-04-16 SOFTWARE AND TECHNICAL COMPLEX FOR CONTROL AND MANAGEMENT OF DISTRIBUTED TECHNOLOGICAL PROCESSES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007114305/22U RU66550U1 (en) 2007-04-16 2007-04-16 SOFTWARE AND TECHNICAL COMPLEX FOR CONTROL AND MANAGEMENT OF DISTRIBUTED TECHNOLOGICAL PROCESSES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU66550U1 true RU66550U1 (en) 2007-09-10

Family

ID=38598875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007114305/22U RU66550U1 (en) 2007-04-16 2007-04-16 SOFTWARE AND TECHNICAL COMPLEX FOR CONTROL AND MANAGEMENT OF DISTRIBUTED TECHNOLOGICAL PROCESSES

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU66550U1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455768C2 (en) * 2010-05-27 2012-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "УфаСистемаГаз" (ООО "УфаСистемаГаз") Method for telemechanical monitoring and control of objects using gsm gprs communication channel, single teleautomatics server and teleautomatical system for its implementation
RU2461860C2 (en) * 2007-11-29 2012-09-20 Эйрбас Оперэйшнз Гмбх Method and apparatus for testing valve control system
US8868354B2 (en) 2007-11-29 2014-10-21 Airbus Operations Gmbh Method and apparatus for testing valve control system
RU2551787C2 (en) * 2013-10-25 2015-05-27 Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") Integrated control system of pipeline system "eastern siberia - pacific ocean - ii" (ics ps "espo-ii")
RU2809484C2 (en) * 2021-12-27 2023-12-12 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" Stand for checking operation of power, measuring, regulating and discrete elements of linear telemechanics system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2461860C2 (en) * 2007-11-29 2012-09-20 Эйрбас Оперэйшнз Гмбх Method and apparatus for testing valve control system
US8868354B2 (en) 2007-11-29 2014-10-21 Airbus Operations Gmbh Method and apparatus for testing valve control system
RU2455768C2 (en) * 2010-05-27 2012-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "УфаСистемаГаз" (ООО "УфаСистемаГаз") Method for telemechanical monitoring and control of objects using gsm gprs communication channel, single teleautomatics server and teleautomatical system for its implementation
RU2551787C2 (en) * 2013-10-25 2015-05-27 Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") Integrated control system of pipeline system "eastern siberia - pacific ocean - ii" (ics ps "espo-ii")
RU2809484C2 (en) * 2021-12-27 2023-12-12 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" Stand for checking operation of power, measuring, regulating and discrete elements of linear telemechanics system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI114507B (en) System for diagnostics of a device
CN104646565A (en) Real-time monitoring system for full-automatic stamping production line
RU66550U1 (en) SOFTWARE AND TECHNICAL COMPLEX FOR CONTROL AND MANAGEMENT OF DISTRIBUTED TECHNOLOGICAL PROCESSES
CN111427319A (en) Intelligent MCC centralized control system of glass factory and control method thereof
CN102792236A (en) Method for replacing an existing control device in an automation system with a new control device and automation system designed for this purpose
WO2018184166A1 (en) Distributed real-time data server
CN207333156U (en) A kind of Intelligent internet of things control system of air compressor automatically controlled based on Ethernet
Liu et al. Plug-and-play sensor platform for legacy industrial machine monitoring
CN104199418A (en) Air compression station data acquisition and central control device
WO2014088460A1 (en) Real-time information support for and control of petroleum extraction
CN103440754A (en) Wireless distribution type network data monitoring system
US20240223466A1 (en) Managing remote terminal communications
CN106888273A (en) Fieldbus Based intelligent coal sample prepares control system
CN204360185U (en) Industry monitoring and control terminal
EP4319100A1 (en) Messaging protocol for configuring remote terminal unit
CN210954687U (en) Oil and natural gas drilling and production platform monitoring system and wireless data acquisition box thereof
CN212723698U (en) Intelligent drainage and mining control system for coal bed gas
RU87272U1 (en) AUTOMATIC CONTROL SYSTEM FOR TECHNOLOGICAL PROCESS
CN211554704U (en) Integrated machine device for monitoring running state of rotating equipment
CN209765325U (en) Industrial Internet control acquisition system
CN209892423U (en) Full-line automatic control system for pump station
CN202133905U (en) Comprehensive Intelligent Calibration Device for Industrial Distributed Control System
CN202025227U (en) CAN (Controller Area Network) bus monitoring system of substation
US9716637B1 (en) Communication string network
CN208044382U (en) A kind of water process intelligent monitoring integrated device

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20080417