CN217880041U - 一种油田物联网终端rtu装置 - Google Patents
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Abstract
一种油田物联网终端RTU装置，属于油气物联网领域，其特征在于：包括处理单元、采集模块、输出模块、无线模块、定位模块、TTS语音模块、网络传输单元和供电单元；所述采集模块包括AI采集模块、DI采集模块和串口采集模块；所述输出模块包括AO输出模块和DO输出模块；通过对RTU的改进支持多种有线无线仪表设备的无缝接入，使油井井场的物联网建设更加简捷，支持井场各种设备仪表的接入管理，支持井场的定位和精确授时；支持TTS文本语音，可实现任何异常和故障的报警语音输出；支持本地存储、数据处理、分析计算，实现了井场的无人值守和自主运转，提升了整个油井井场的运行效率，降低了井场的用工数量，从而降低采油成本。
Description
技术领域
本实用新型属于油气物联网领域，尤其涉及一种油田物联网终端RTU装置。
背景技术
油田物联网终端RTU是一种特殊应用场景的RTU，它不光具备RTU的远程采集和控制功能，同时具备网络接入与传输的功能。随时油田数字化技术的飞速发展，井场除了传统的采油井、水源井、注水井设备外，随着井场智能化建设，陆续增加了输油撬装置、收投球装置、原油计量装置、原油含水检测装置、井场闯入监控装置等设备，但是原有的油田物联网终端RTU不具备多种类、多接口、多通讯方式的设备接入方式，不具备多设备的管理能力，不具备井场定位与授时能力，不具备本地数据存储、分析、计算能力，已无法满足智能井场建设的发展要求。
发明内容
本实用新型旨在解决上述问题，提供一种具有多种有线、无线设备接入能力、可实现井场设备自动运行控制的油田物联网终端RTU装置。
本实用新型所述油田物联网终端RTU装置，包括处理单元、采集模块、输出模块、无线模块、定位模块、TTS语音模块、网络传输单元和供电单元；
所述采集模块包括AI采集模块、DI采集模块和串口采集模块；
所述输出模块包括AO输出模块和DO输出模块；
所述无线模块包括WiFi无线模块和ZigBee无线模块；
所述AI采集模块、DI采集模块、串口采集模块、AO输出模块、DO输出模块、WiFi无线模块、ZigBee无线模块、定位模块、TTS语音模块、网络传输单元和供电单元均与前述处理单元相电连接；通过AI采集模块、DI采集模块、WiFi无线模块、串口采集模块及ZigBee无线模块对井场各设备/仪表/供电/油井/水井等数据的实时采集，采集的数据传入处理单元，经过数据存储、分析、计算，通过AO输出模块、DO输出模块、WiFi无线模块、串口采集模块及ZigBee无线模块实现对油井设备的自动控制，并通过网络传输单元将实时采集数据、分析计算数据、自动控制指令上传至上位机，同时通过网络传输单元接收上位机指令。
进一步，本实用新型所述油田物联网终端RTU装置，所述AI采集模块、DI采集模块、AO输出模块和DO输出模块均设置有隔离保护电路，以防止接口信号干扰并实现接口电流/电压冲击保护。
进一步，本实用新型所述油田物联网终端RTU装置，所述处理单元由32位ARM处理器、256MB的FLASH、256MB的SDRAM组成，在进行数据处理同时，通过设置FLASH、SDRAM实现终端数据存储、处理和智能应用。
进一步，本实用新型所述油田物联网终端RTU装置，所述串口采集模块设置有RS232和或RS485通讯接口，支持多种油井设备通过串口进行有线接入，支持modbus协议及自定义协议。
进一步，本实用新型所述油田物联网终端RTU装置，所述AI 采集模块设置有 16位分辨率A/D转换；AO输出模块设置有16位PWM输出；所述DI采集模块的检测电平范围为8~24VDC；所述DO输出模块为继电器输出。
进一步，本实用新型所述油田物联网终端RTU装置，所述定位模块采用北斗定位模块；通过北斗定位模块提供精确时钟和精确位置信息。
进一步，本实用新型所述油田物联网终端RTU装置，所述TTS语音模块设置有15W的功率放大模块，TTS语音模块用于文本语音输出并进行功率放大。
进一步，本实用新型所述油田物联网终端RTU装置，所述网络传输单元采用10/100M 自适应网络单元，用于实现与上位机的网络通讯。
本实用新型所述油田物联网终端RTU装置，通过对RTU的改进支持多种有线无线仪表设备的无缝接入，使油井井场的物联网建设更加简捷，支持井场各种设备仪表的接入管理，支持井场的定位和精确授时；支持TTS文本语音，可实现任何异常和故障的报警语音输出；支持本地存储、数据处理、分析计算，实现了井场的无人值守和自主运转，提升了整个油井井场的运行效率，降低了井场的用工数量，从而降低采油成本。
附图说明
图1为本实用新型所述油田物联网终端RTU装置示意图；
图2为本实用新型实施例一所述油田物联网终端RTU装置拓展示意图；
图3为本实用新型实施例二所述油田物联网终端RTU装置结构示意图；
其中1-供电接口，2-AI接口，3-AO接口，4-RS485接口，5-DI接口，6-DO接口，7-扬声器接口，8-RS232接口，9-网络接口，10-天线接口，11-运行指示灯。
具体实施方式
下面通过附图及实施例对本实用新型所述油田物联网终端RTU装置进行详细说明。
本公开实施例所述本实用新型所述油田物联网终端RTU装置，如图1所示，包括处理单元、采集模块、输出模块、无线模块、定位模块、TTS语音模块、网络传输单元和供电单元；所述采集模块包括AI采集模块、DI采集模块和串口采集模块；所述输出模块包括AO输出模块和DO输出模块；所述无线模块包括WiFi无线模块和ZigBee无线模块；所述AI采集模块、DI采集模块、串口采集模块、AO输出模块、DO输出模块、WiFi无线模块、ZigBee无线模块、定位模块、TTS语音模块、网络传输单元和供电单元均与前述处理单元相电连接。
在本公开实施例中，所述油田物联网终端RTU装置，所述AI采集模块、DI采集模块、AO输出模块和DO输出模块均设置有隔离保护电路，采用 TVS 保护；所述处理单元由32位ARM处理器， 256MB的FLASH、256MB的SDRAM组成；ARM处理器的运行频率超过500mhz。所述串口采集模块设置有RS232和或RS485通讯接口，支持多种油井设备通过串口进行有线接入。
在本公开实例中，所述AI 采集模块设置有 16 位分辨率A/D转换；AO输出模块设置有16位PWM输出；所述DI采集模块的检测电平范围为8~24VDC；所述DO输出模块为继电器输出。所述定位模块采用北斗定位模块；通过北斗定位模块提供精确时钟和精确位置信息。所述TTS语音模块设置有15W的功率放大模块，TTS语音模块用于文本语音输出并进行功率放大。所述网络传输单元采用10/100M 自适应网络单元，用于实现与上位机的网络通讯。
在本公开实施例中，如图2所示，所述油田物联网终端RTU装置使用在原油生产油井井场现场，该井场有采油井五口，油气混输装置一台，水源井一口，注水井一口，配备三相计量装置一台，含水检测装置一台，压力变送器一台，高清网络摄像头两个，人体感应报警装置一个，探照灯一个，喇叭一个，油田生产光纤网络已经接入井场。
采油井井口控制器通过WIFI 无线网络接入油田物联网终端RTU；油气混输装置PLC控制柜通过网线接入油田物联网终端RTU；水源井控制器和注水井阀组间协议箱通过ZigBee无线网络接入油田物联网终端RTU；三相计量装置和在线含水检测装置通过有线RS485信号线接入油田物联网终端RTU；压力变送器通过电缆接入油田物联网终端RTU的AI接口2；人体感应报警装置通过电缆接入油田物联网终端RTU的DI接口5喇叭通过电缆接入油田物联网终端RTU的扬声器接口7；油田物联网终端RTU通过交换机接入油田生产网络中，实现远程监控和交互。
RTU装置进行运行工作时，通过 RS485/有线网络/WIFi/ZigBee/IO 实时采集油井区域内所有设备的实时生产数据、运行状态；油田物联网终端RTU进行数据存储、清洗、分析实现对油井、水源井、输油装置、注水井的启动、停止、运行参数的自行优化控制，实现井场的无人值守和自动运行。
同时，油田物联网终端RTU对所接入的设备的运行工况、故障状态进行实时分析和判定，当出现故障和异常工况时，通过扬声器输出报警信息，同时通过光纤传入远程监控平台；通过红外人体探测器及高清摄像头，对油井异常闯入、异常工况进行实时分析，当出现异常传入后，通过扬声器输出告警语音。油田物联网终端RTU通过网络获取当日日出日落时间，通过DO接口6控制井场照明灯的开启和关闭。
本公开实施例所述油田物联网终端RTU装置，实现了井场多种复杂设备的接入管理和数据实时采集，实现了井场的监控全覆盖，同时实现了井场设备的时钟同步，通过核心单元的数据存储、分析、和计算，实现了油井井场的无人值守和智能运转，同时保障了井场运转的安全，提升了井场运行的效率，降低了运营成本。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上，本公开实施例所述油田物联网终端RTU装置，将实施例一所述RTU装置设置于一便携壳体内，在所述壳体上设置了与壳体内各个组件相对应的接口，如图3所示，本公开实施例所述RTU装置设置有与供电单元对应的供电接口1，与AI采集模块对应的AI接口2，与AO输出模块对应的AO接口3，与串口采集模块对应的RS485接口4和RS232接口8，与DI采集模块对应的DI接口5，与DO输出模块对应过的DO接口6，与TTS语音模块对应的扬声器接口7，与网络传输单元相对应的网络接口9，与无线模块相对应的天线接口10，同时还设置了运行指示灯11用于显示设备运行状态。
在进行运行工作时，通过AI采集模块、DI采集模块、无线模块及串口采集模块对井场各设备/仪表/供电/油井/水井等数据的实时采集，采集的数据传入处理单元，经过数据存储、分析、计算，通过AO输出模块、DO输出模块、WiFi无线模块及串口采集模块实现对油井设备的自动控制，并通过网络传输单元将实时采集数据、分析计算数据、自动控制指令上传至上位机，同时通过网络传输单元接收上位机指令。
本实用新型的实施方式不限于此，以上实施方式还有多种组合使用方式，在本实用新型的基础上进行的修改、替换、组合或升级，都应视作本申请的保护范围。
Claims (8)
1.一种油田物联网终端RTU装置，其特征在于：包括处理单元、采集模块、输出模块、无线模块、定位模块、TTS语音模块、网络传输单元和供电单元；
所述采集模块包括AI采集模块、DI采集模块和串口采集模块；
所述输出模块包括AO输出模块和DO输出模块；
所述无线模块包括WiFi无线模块和ZigBee无线模块；
所述AI采集模块、DI采集模块、串口采集模块、AO输出模块、DO输出模块、WiFi无线模块、ZigBee无线模块、定位模块、TTS语音模块、网络传输单元和供电单元均与前述处理单元相电连接。
2.根据权利要求1所述油田物联网终端RTU装置，其特征在于：所述AI采集模块、DI采集模块、AO输出模块和DO输出模块均设置有隔离保护电路。
3.根据权利要求2所述油田物联网终端RTU装置，其特征在于：所述处理单元由32位ARM处理器、256MB的FLASH、256MB的SDRAM组成。
4.根据权利要求3所述油田物联网终端RTU装置，其特征在于：所述串口采集模块设置有RS232和或RS485通讯接口。
5. 根据权利要求4所述油田物联网终端RTU装置，其特征在于：所述AI 采集模块设置有 16 位分辨率A/D转换；AO输出模块设置有16位PWM输出；所述DI采集模块的检测电平范围为8~24VDC；所述DO输出模块为继电器输出。
6.根据权利要求5所述油田物联网终端RTU装置，其特征在于：所述定位模块采用北斗定位模块。
7.根据权利要求6所述油田物联网终端RTU装置，其特征在于：所述TTS语音模块设置有15W的功率放大模块。
8. 根据权利要求7所述油田物联网终端RTU装置，其特征在于：所述网络传输单元采用10/100M 自适应网络单元。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221442969.0U CN217880041U (zh) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 一种油田物联网终端rtu装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221442969.0U CN217880041U (zh) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 一种油田物联网终端rtu装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN217880041U true CN217880041U (zh) | 2022-11-22 |
Family
ID=84096099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202221442969.0U Active CN217880041U (zh) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 一种油田物联网终端rtu装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN217880041U (zh) |
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2022
- 2022-06-10 CN CN202221442969.0U patent/CN217880041U/zh active Active
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