一种油井无线智能监测控制系统的制作方法
一种油井无线智能监测控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种油井无线智能监测控制系统，具体的说是应用电气控制技术、电机智能保护技术、电网无线监控技术、无线通信技术和计算机网络技术综合管理油区油井各项运行指标的智能监控系统，属于油田自动化系统技术领域。
【背景技术】
[0002]油田油区的油井对工作条件要求十分复杂、故障率很高，工作人员要到现场才能对出现的问题检查之后，才能处理，特别值得注意的是:油井的用电系统故障率高且检修工作十分复杂，目前迫切需要一种全自动化的油井监控系统，但是，国内外各大油田的油井自动化系统都不能很好的解决这些问题，本发明提出了一种油井无线智能监测控制系统很好的实现了油井的智能监控。
【发明内容】
[0003]针对上述的不足，本发明提供了一种油井无线智能监测控制系统。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:一种油井无线智能监测控制系统，包括中央服务器和多个油井监测控制单元，其特征在于:各个油井监测控制单元均通过PLC控制器控制GPRS模块与中央服务器进行数据通信；油井监测控制单元按照功能分为六个功能单位:无钥匙孔遥控门锁防盗箱体、无线远程防盗自动报警系统、无线远程开关井监测系统、无线远程单井用电数据采集监控系统、电机保护系统和电机节能系统；油井监测控制单元按照电路组成分为五个电路单元:遥控门电磁铁控制电路、震动传感器控制电路、应急电源和常规电源转换电路、主电路用电数据采集电路和PLC控制器控制GPRS通信和电机运行电路。
[0005]一种油井无线智能监测控制系统，是由中央服务器、油井监测控制单元、应急电源、无线接收模块、遥控门电磁铁线圈、GPRS模块、PLC控制器、接触器KM2、主电路互感器、断路器、RS485模块、接触器KMl、24V开关电源、12V开关电源、震动传感器、第一层门门锁、第一层门、箱体、第二层门、熔断器、遥控器、电流表、主电路指示灯、电压表、电机运行指示灯、支路互感器和遥控门电磁铁组成的，其特征在于:遥控门电磁铁控制电路是由遥控器、无线接收模块和遥控门电磁铁线圈组成的，其特征在于:无线接收模块可以接收遥控器的遥控信号并控制遥控门电磁铁线圈的通断电，无线接收模块的输入端的IN+和输出端的COM端与接触器KMl的输出端的一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源的正极连接在一起，无线接收模块的输入端的IN-和遥控门电磁铁线圈的一端连接在一起，并与接触器KMl的输出端的另一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源的负极连接在一起，无线接收模块的输出端的NO端与遥控门电磁铁线圈的另一端连接在一起；震动传感器控制电路是由PLC控制器、震动传感器和12V开关电源组成的，其特征在于:震动传感器的输入端的VCC端与12V开关电源的正极连接在一起，GND端与12V开关电源的负极连接在一起，震动传感器的COM端与PLC控制器的输入端的X3端连接在一起，NO端与PLC控制器的输入端的COM端连接在一起；PLC控制器控制GPRS通信和电机运行电路是由PLC控制器、GPRS模块、电机运行指示灯和接触器KM2组成的，其特征在于:PLC控制器通过总线与GPRS模块连接在一起，PLC控制器的输入端的L端与熔断器的输出端连接在一起，输入端的N端与三相交流电源的N端连接在一起，PLC控制器的输出端的YO端与熔断器的输出端连接在一起，PLC控制器的输出端的COMO端与接触器KM2的A2端连接在一起，接触器KM2的Al端与三相交流电源的N端连接在一起，接触器KM2的Al端和A2端之间并联电机运行指示灯，接触器KM2的输入端的U、V、W端分别与主电路互感器的一次回路的输出端连接在一起，接触器KM2的输出端的R、S、T端分别与变频器的输入端的接线端子连接在一起，GPRS模块的电源端子的OV端子与接触器KMl的输出端的一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源的负极连接在一起，GPRS模块的电源端子的+24V端子与接触器KMl的输出端的另一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源的正极连接在一起；应急电源和常规电源转换电路是由应急电源、熔断器、接触器KM1、24V开关电源和12V开关电源组成的，其特征在于:24V开关电源的输入端L端、12V开关电源的输入端L端和接触器KMl的线圈的一端连接在一起并通过导线与熔断器的输出端连接在一起，24V开关电源输入端N端、12V开关电源的输入端N端和接触器KMl的线圈的另一端连接在一起并与三相交流电源的N端连接在一起，24V开关电源输出端的正极与接触器KMl的一个常开触点的一端连接在一起，与该常开触点相对应的常闭触点的端点与应急电源的输出端的+24V连接在一起，24V开关电源输出端的负极与接触器KMl的另一个常开触点的一端连接在一起，与该常开触点相对应的常闭触点的端点与应急电源的输出端的OV连接在一起，熔断器的输入端与断路器的W端连接在一起；主电路用电数据采集电路是由主电路互感器，断路器、RS485模块、电流表、主电路指示灯、支路互感器、和电压表组成的，其特征在于:断路器的输入端的U、V、W端分别与三相交流电源的U、V、W端连接在一起，断路器的输出端的U、V、W端分别串联一个主电路互感器后，分别与接触器KM2的输入端的U、V、W端连接在一起，主电路指示灯并联在断路器的输出端U端和V端之间，电压表并联在断路器的输出端U端和V端之间，三个主电路互感器的二次回路的输出端分别串联一个支路互感器，其中一条主电路互感器的二次回路串联有电流表，第一个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块的Iao端连接在一起，输入端与RS485模块的Iai端连接在一起，第二个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块的Ibo端连接在一起，输入端与RS485模块的Ibi端连接在一起，第三个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块的Ico端连接在一起，输入端与RS485模块的Ici端连接在一起，RS485模块的输出端的Ua、Ub、Uc端分别与断路器输出端的W、V、U端连接在一起。
[0006]无钥匙孔遥控门锁防盗箱体是由第一层门门锁、第一层门、箱体、第二层门、遥控门电磁铁和遥控器组成的，其特征在于:箱体安装在地面上，箱体的上端加工有凸台，凸台上端面留有开口，第一层门通过折页安装在箱体的前端，第一层门门锁安装在第一层门上，第二层门安装在箱体上端的凸台的开口处，第二层门完全闭合时下端与遥控门电磁铁接触，遥控门电磁铁安装在箱体内部的下端面上，遥控器可以随身携带，遥控器上面安装有护键挡板，并安装有可充电电池插口。
[0007]该发明的有益之处是:将无钥匙孔遥控门锁防盗箱体、无线远程防盗自动报警系统、无线远程开关井检测系统、无线远程单井用电数据采集监控系统、电机保护系统和电机节能系统集成在一起，可以通过远程无线将各个矿区油井的各项信息数据传输到中央服务器并进行集中处理，可以随时掌握油井的运行状况；无钥匙孔遥控门锁防盗箱体和无线远程防盗自动报警系统解决了以往控制箱易遭到破坏的问题，在遭到破坏时提醒管理人员及时作出处理；无线远程单井用电数据采集监控系统实现了对油田单井用电数据的无线检测和测量，可以将油井的正向有功、无功电量、电流、电压、功率和功率因数等用电数据和瞬时量数据通过无线传输传送到中央服务器进行集中处理；电机保护系统和电机节能系统实现了电机运行的远程无线监控，具有断相、缺相、过压、欠压保护功能，具有协调配合的时间电流保护特性，具有反时限、定时限和瞬时三段保护特性，极大提高了控制和保护系统的运行可靠性和连续运行性能。
【附图说明】
[0008]图1为本发明的整体结构示意图；图2为油井监测控制单元电路总体结构图；
图3为遥控门电磁铁控制电路结构图；图4为震动传感器控制电路结构图；
图5为应急电源和常规电源转换电路结构图；图6为主电路用电数据采集电路结构图；
图7为PLC控制器控制GPRS通信和电机运行电路结构图；
图8为无钥匙孔遥控门锁防盗箱体结构示意图；
图9为遥控器示意图。
[0009 ]图中，1、中央服务器，2、油井监测控制单元，3、应急电源，4、无线接收模块，5、遥控门电磁铁线圈，6、GPRS模块，7、PLC控制器，8、接触器KM2，9、主电路互感器，10、断路器，11、RS485模块，12、接触器KMl，13、24V开关电源，14、12V开关电源，15、震动传感器，16、第一层门门锁，17、第一层门，18、箱体，19、第二层门，20、熔断器，21、遥控器，22、电流表，23、主电路指示灯，24、电压表，25、电机运行指示灯，26、支路互感器，27、震动传感器控制电路，28、遥控门电磁铁控制电路，29、PLC控制器控制GPRS通信和电机运行电路，30、主电路用电数据采集电路，31、应急电源和常规电源转换电路，32、遥控门电磁铁。
【具体实施方式】
[0010]一种油井无线智能监测控制系统，包括中央服务器I和多个油井监测控制单元2，其特征在于:各个油井监测控制单元2均通过PLC控制器7控制GPRS模块与中央服务器I进行数据通信；油井监测控制单元2按照功能分为六个功能单位:无钥匙孔遥控门锁防盗箱体、无线远程防盗自动报警系统、无线远程开关井检测系统、无线远程单井用电数据采集监控系统、电机保护系统和电机节能系统；油井监测控制单元按照电路组成分为五个电路单元:遥控门电磁铁控制电路28、震动传感器控制电路27、应急电源和常规电源转换电路31、主电路用电数据采集电路30和PLC控制器控制GPRS通信和电机运行电路29。
[0011]一种油井无线智能监测控制系统，是由中央服务器1、油井监测控制单元2、应急电源3、无线接收模块4、遥控门电磁铁线圈5、GPRS模块6、PLC控制器7、接触器KM2 8、主电路互感器9、断路器10、RS485模块11、接触器KMl 12、24V开关电源13、12V开关电源14、震动传感器15、第一层门门锁16、第一层门17、箱体18、第二层门19、熔断器20、遥控器21、电流表22、主电路指示灯23、电压表24、电机运行指示灯25、支路互感器26和遥控门电磁铁32组成的，其特征在于:遥控门电磁铁控制电路28是由遥控器21、无线接收模块4和遥控门电磁铁线圈5组成的，其特征在于:无线接收模块4可以接收遥控器21的遥控信号并控制遥控门电磁铁线圈的通断电，无线接收模块4的输入端的IN+和输出端的COM端与接触器KMl 12的输出端的一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源3的正极连接在一起，无线接收模块4的输入端的IN-和遥控门电磁铁线圈5的一端连接在一起，并与接触器KMl 12的输出端的另一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源3的负极连接在一起，无线接收模块4的输出端的NO端与遥控门电磁铁线圈5的另一端连接在一起；震动传感器控制电路27是由PLC控制器7、震动传感器15和12V开关电源14组成的，其特征在于:震动传感器15的输入端的VCC端与12V开关电源14的正极连接在一起，GND端与12V开关电源14的负极连接在一起，震动传感器15的COM端与PLC控制器7的输入端的X3端连接在一起，NO端与PLC控制器7的输入端的COM端连接在一起；PLC控制器控制GPRS通信和电机运行电路是由PLC控制器7、GPRS模块6、电机运行指示灯25和接触器KM2 8组成的，其特征在于:PLC控制器7通过总线与GPRS模块6连接在一起，PLC控制器7的输入端的L端与熔断器20的输出端连接在一起，输入端的N端与三相交流电源的N端连接在一起，PLC控制器7的输出端的YO端与熔断器20的输出端连接在一起，PLC控制器7的输出端的COMO端与接触器KM2 8的A2端连接在一起，接触器KM28的Al端与三相交流电源的N端连接在一起，接触器KM2 8的Al端和A2端之间并联电机运行指示灯25，接触器KM2 8的输入端的U、V、W端分别与主电路互感器的一次回路9的输出端连接在一起，接触器KM2 8的输出端的R、S、T端分别与变频器的输入端的接线端子连接在一起，GPRS模块6的电源端子的OV端子与接触器KMl 12的输出端的一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源3的负极连接在一起，GPRS模块6的电源端子的+24V端子与接触器KMl 12的输出端的另一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一?而与应急电源3的正极连接在一起；应急电源和常规电源转换电路31是由应急电源3、恪断器20、接触器KMl 12、24V开关电源13和12V开关电源14组成的，其特征在于:24V开关电源13的输入端L端、12V开关电源14的输入端L端和接触器KMl 12的线圈的一端连接在一起并通过导线与熔断器20的输出端连接在一起，24V开关电源14输入端N端、12V开关电源14的输入端N端和接触器KMl 12的线圈的另一端连接在一起并与三相交流电源的N端连接在一起，24V开关电源14输出端的正极与接触器KMl 12的一个常开触点的一端连接在一起，与该常开触点相对应的常闭触点的端点与应急电源3的输出端的+24V连接在一起，24V开关电源14输出端的负极与接触器KMl 12的另一个常开触点的一端连接在一起，与该常开触点相对应的常闭触点的端点与应急电源3的输出端的OV连接在一起，熔断器20的输入端与断路器10的W端连接在一起；主电路用电数据采集电路30是由主电路互感器9，断路器10、RS485模块11、电流表22、主电路指示灯23、支路互感器26和电压表24组成的，其特征在于:断路器10的输入端的U、V、W端分别与三相交流电源的U、V、W端连接在一起，断路器10的输出端的U、V、W端分别串联一个主电路互感器9后，分别与接触器KM2 8的输入端的U、V、W端连接在一起，主电路指示灯23并联在断路器10的输出端U端和V端之间，电压表24并联在断路器10的输出端U端和V端之间，三个主电路互感器9的二次回路的输出端分别串联一个支路互感器26，其中一条主电路互感器的二次回路串联有电流表22，第一个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块11的Iao端连接在一起，输入端与RS485模块11的Iai端连接在一起，第二个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块11的Ibo端连接在一起，输入端与RS485模块11的Ibi端连接在一起，第三个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块11的Ico端连接在一起，输入端与RS485模块11的Ici端连接在一起，RS485模块11的输出端的Ua、Ub、Uc端分别与断路器10输出端的W、V、
U端连接在一起。
[0012]无钥匙孔遥控门锁防盗箱体是由第一层门门锁16、第一层门17、箱体18、第二层门19、遥控门电磁铁32和遥控器21组成的，其特征在于:箱体18安装在地面上，箱体18的上端加工有凸台，凸台上端面留有开口，第一层门17通过折页安装在箱体18的前端，第一层门门锁16安装在第一层门17上，第二层门19安装在箱体18上端的凸台的开口处，第二层门19完全闭合时下端与遥控门电磁铁32接触，遥控门电磁铁32安装在箱体18内部的下端面上，遥控器21可以随身携带，遥控器21上面安装有护键挡板，并安装有可充电电池插口。
[0013]无钥匙孔遥控门锁防盗箱体中的遥控器密码随机滚动，采用零互开率原则；箱体18均采用2mm厚的冷轧板焊接而成，第一层门17为平开保护门，第二层门19为嵌入式落地门，嵌入式落地门采用抽拉式开启与关闭。
[0014]无线远程防盗自动报警系统中配有震动传感器27，震动传感器27的输出端与PLC控制器7的输入端连接在一起，震动传感器27检测到因暴力而产生的震动信号(非法的敲打、砸和撬)时，PLC控制器7通过GPRS模块6把检测信号传递到中央服务器1，中央服务器I会把出现险情的详细位置等信号发送到接警手机和接警中心。
[0015]无线远程开关井检测系统通过中央服务器I处理RS485模块11和PLC控制器7无线传递的相关信息判断油井的供电系统的工作状态，当油井的供电系统发生故障或者非法停止而导致油井停止工作时，中央服务器I将报警信号发送到RS485模块11和PLC控制器7，控制井区油井的报警信号报警。
[0016]无线远 程单井用电数据采集监控系统即基于GPRS通信的无线自动抄表系统，RS485模块11监测三条支路互感器的二次回路的电流值，在RS485模块11和PLC控制器7内部处理得到相关的信息，信息包括:正向有功、无功、电流、电压、功率等，并通过PLC控制器7和GPRS模块6将RS485模块11处理后得到的信息传递到中央服务器1，中央服务器I每15分钟与PLC控制器7和GPRS模块11通信一次，中央服务器I接收到RS485模块11处理后得到的信息后，在中央服务器I内得到处理。
[0017]在接触器KM2 8与电机之间连接变频器，电机保护系统和电机节能系统通过PLC控制器7控制变频器控制电机的运动。
【主权项】
1.一种油井无线智能监测控制系统，是由中央服务器、油井监测控制单元、应急电源、无线接收模块、遥控门电磁铁线圈、GPRS模块、PLC控制器、接触器KM2、主电路互感器、断路器、RS485模块、接触器KM1、24V开关电源、12V开关电源、震动传感器、第一层门门锁、第一层门、箱体、第二层门、熔断器、遥控器、电流表、主电路指示灯、电压表、电机运行指示灯、支路互感器和遥控门电磁铁组成的，其特征在于:遥控门电磁铁控制电路是由遥控器、无线接收模块和遥控门电磁铁线圈组成的，其特征在于:无线接收模块可以接收遥控器的遥控信号并控制遥控门电磁铁线圈的通断电，无线接收模块的输入端的IN+和输出端的COM端与接触器KMl的输出端的一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源的正极连接在一起，无线接收模块的输入端的IN-和遥控门电磁铁线圈的一端连接在一起，并与接触器KMl的输出端的另一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源的负极连接在一起，无线接收模块的输出端的NO端与遥控门电磁铁线圈的另一端连接在一起；震动传感器控制电路是由PLC控制器、震动传感器和12V开关电源组成的，其特征在于:震动传感器的输入端的VCC端与12V开关电源的正极连接在一起，GND端与12V开关电源的负极连接在一起，震动传感器的COM端与PLC控制器的输入端的X3端连接在一起，NO端与PLC控制器的输入端的COM端连接在一起；PLC控制器控制GPRS通信和电机运行电路是由PLC控制器、GPRS模块、电机运行指示灯和接触器KM2组成的，其特征在于:PLC控制器通过总线与GPRS模块连接在一起，PLC控制器的输入端的L端与熔断器的输出端连接在一起，输入端的N端与三相交流电源的N端连接在一起，PLC控制器的输出端的YO端与熔断器的输出端连接在一起，PLC控制器的输出端的COMO端与接触器KM2的A2端连接在一起，接触器KM2的Al端与三相交流电源的N端连接在一起，接触器KM2的Al端和A2端之间并联电机运行指示灯，接触器KM2的输入端的U、V、W端分别与主电路互感器的一次回路的输出端连接在一起，接触器KM2的输出端的R、S、T端分别与变频器的输入端的接线端子连接在一起，GPRS模块的电源端子的OV端子与接触器KMl的输出端的一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源的负极连接在一起，GPRS模块的电源端子的+24V端子与接触器KMl的输出端的另一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源的正极连接在一起；应急电源和常规电源转换电路是由应急电源、熔断器、接触器KM1、24V开关电源和12V开关电源组成的，其特征在于:24V开关电源的输入端L端、12V开关电源的输入端L端和接触器KMl的线圈的一端连接在一起并通过导线与熔断器的输出端连接在一起，24V开关电源输入端N端、12V开关电源的输入端N端和接触器KMl的线圈的另一端连接在一起并与三相交流电源的N端连接在一起，24V开关电源输出端的正极与接触器KMl的一个常开触点的一端连接在一起，与该常开触点相对应的常闭触点的端点与应急电源的输出端的+24V连接在一起，24V开关电源输出端的负极与接触器KMl的另一个常开触点的一端连接在一起，与该常开触点相对应的常闭触点的端点与应急电源的输出端的OV连接在一起，熔断器的输入端与断路器的W端连接在一起；主电路用电数据采集电路是由主电路互感器，断路器、RS485模块、电流表、主电路指示灯、支路互感器、和电压表组成的，其特征在于:断路器的输入端的U、V、W端分别与三相交流电源的U、V、W端连接在一起，断路器的输出端的U、V、W端分别串联一个主电路互感器后，分别与接触器KM2的输入端的U、V、W端连接在一起，主电路指示灯并联在断路器的输出端U端和V端之间，电压表并联在断路器的输出端U端和V端之间，三个主电路互感器的二次回路的输出端分别串联一个支路互感器，其中一条主电路互感器的二次回路串联有电流表，第一个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块的Iao端连接在一起，输入端与RS485模块的Iai端连接在一起，第二个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块的Ibo端连接在一起，输入端与RS485模块的Ibi端连接在一起，第三个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块的Ico端连接在一起，输入端与RS485模块的Ici端连接在一起，RS485模块的输出端的Ua、Ub、Uc端分别与断路器输出端的W、V、U端连接在一起；无钥匙孔遥控门锁防盗箱体是由第一层门门锁、第一层门、箱体、第二层门、遥控门电磁铁和遥控器组成的，其特征在于:箱体安装在地面上，箱体的上端加工有凸台，凸台上端面留有开口，第一层门通过折页安装在箱体的前端，第一层门门锁安装在第一层门上，第二层门安装在箱体上端的凸台的开口处，第二层门完全闭合时下端与遥控门电磁铁接触，遥控门电磁铁安装在箱体内部的下端面上，遥控器可以随身携带，遥控器上面安装有护键挡板，并安装有可充电电池插口。2.根据权利要求1所述的一种油井无线智能监测控制系统，其特征在于:无线远程防盗自动报警系统中配有震动传感器，震动传感器的输出端与PLC控制器的输入端连接在一起，震动传感器检测到因暴力而产生的震动信号(非法的敲打、砸和撬)时，PLC控制器通过GPRS模块把检测信号传递到中央服务，中央服务器会把出现险情的详细位置等信号发送到接警手机和接警中心。3.根据权利要求1所述的一种油井无线智能监测控制系统，其特征在于:无线远程开关井检测系统通过中央服务器处理RS485模块和PLC控制器无线传递的相关信息判断油井的供电系统的工作状态，当油井的供电系统发生故障或者非法停止而导致油井停止工作时，中央服务器将报警信号发送到RS485模块和PLC控制器，控制井区油井的报警信号报目ο4.根据权利要求1所述的一种油井无线智能监测控制系统，其特征在于:无线远程单井用电数据采集监控系统即基于GPRS通信的无线自动抄表系统，RS485模块监测三条支路互感器的二次回路的电流值，在RS485模块和PLC控制器内部处理得到相关的信息，信息包括:正向有功、无功、电流、电压、功率等，并通过PLC控制器和GPRS模块将RS485模块处理后得到的信息传递到中央服务器，中央服务器每15分钟与PLC控制器和GPRS模块通信一次，中央服务器接收到RS485模块处理后得到的信息后，在中央服务器内得到处理。
【专利摘要】一种油井无线智能监测控制系统，包括中央服务器和多个油井监测控制单元，其特征在于：各个油井监测控制单元均通过PLC控制器控制GPRS模块与中央服务器进行数据通信；油井监测控制单元按照电路组成分为五个电路单元：遥控门电磁铁控制电路、震动传感器控制电路、应急电源和常规电源转换电路、主电路用电数据采集电路和PLC控制器控制GPRS通信和电机运行电路；该发明的有益之处在于：将无钥匙孔遥控门锁防盗箱体、无线远程防盗自动报警系统、无线远程开关井检测系统、无线远程单井用电数据采集监控系统、电机保护系统和电机节能系统集成在一起，极大提高了控制和保护系统的运行可靠性和连续运行性能。
【IPC分类】G05B19/418
【公开号】CN104898632
【申请号】CN201510294631
【发明人】于其江
【申请人】东营市榕海科技有限责任公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月2日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种油井无线智能监测控制系统，具体的说是应用电气控制技术、电机智能保护技术、电网无线监控技术、无线通信技术和计算机网络技术综合管理油区油井各项运行指标的智能监控系统，属于油田自动化系统技术领域。
【背景技术】
[0002]油田油区的油井对工作条件要求十分复杂、故障率很高，工作人员要到现场才能对出现的问题检查之后，才能处理，特别值得注意的是:油井的用电系统故障率高且检修工作十分复杂，目前迫切需要一种全自动化的油井监控系统，但是，国内外各大油田的油井自动化系统都不能很好的解决这些问题，本发明提出了一种油井无线智能监测控制系统很好的实现了油井的智能监控。
【发明内容】
[0003]针对上述的不足，本发明提供了一种油井无线智能监测控制系统。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:一种油井无线智能监测控制系统，包括中央服务器和多个油井监测控制单元，其特征在于:各个油井监测控制单元均通过PLC控制器控制GPRS模块与中央服务器进行数据通信；油井监测控制单元按照功能分为六个功能单位:无钥匙孔遥控门锁防盗箱体、无线远程防盗自动报警系统、无线远程开关井监测系统、无线远程单井用电数据采集监控系统、电机保护系统和电机节能系统；油井监测控制单元按照电路组成分为五个电路单元:遥控门电磁铁控制电路、震动传感器控制电路、应急电源和常规电源转换电路、主电路用电数据采集电路和PLC控制器控制GPRS通信和电机运行电路。
[0005]一种油井无线智能监测控制系统，是由中央服务器、油井监测控制单元、应急电源、无线接收模块、遥控门电磁铁线圈、GPRS模块、PLC控制器、接触器KM2、主电路互感器、断路器、RS485模块、接触器KMl、24V开关电源、12V开关电源、震动传感器、第一层门门锁、第一层门、箱体、第二层门、熔断器、遥控器、电流表、主电路指示灯、电压表、电机运行指示灯、支路互感器和遥控门电磁铁组成的，其特征在于:遥控门电磁铁控制电路是由遥控器、无线接收模块和遥控门电磁铁线圈组成的，其特征在于:无线接收模块可以接收遥控器的遥控信号并控制遥控门电磁铁线圈的通断电，无线接收模块的输入端的IN+和输出端的COM端与接触器KMl的输出端的一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源的正极连接在一起，无线接收模块的输入端的IN-和遥控门电磁铁线圈的一端连接在一起，并与接触器KMl的输出端的另一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源的负极连接在一起，无线接收模块的输出端的NO端与遥控门电磁铁线圈的另一端连接在一起；震动传感器控制电路是由PLC控制器、震动传感器和12V开关电源组成的，其特征在于:震动传感器的输入端的VCC端与12V开关电源的正极连接在一起，GND端与12V开关电源的负极连接在一起，震动传感器的COM端与PLC控制器的输入端的X3端连接在一起，NO端与PLC控制器的输入端的COM端连接在一起；PLC控制器控制GPRS通信和电机运行电路是由PLC控制器、GPRS模块、电机运行指示灯和接触器KM2组成的，其特征在于:PLC控制器通过总线与GPRS模块连接在一起，PLC控制器的输入端的L端与熔断器的输出端连接在一起，输入端的N端与三相交流电源的N端连接在一起，PLC控制器的输出端的YO端与熔断器的输出端连接在一起，PLC控制器的输出端的COMO端与接触器KM2的A2端连接在一起，接触器KM2的Al端与三相交流电源的N端连接在一起，接触器KM2的Al端和A2端之间并联电机运行指示灯，接触器KM2的输入端的U、V、W端分别与主电路互感器的一次回路的输出端连接在一起，接触器KM2的输出端的R、S、T端分别与变频器的输入端的接线端子连接在一起，GPRS模块的电源端子的OV端子与接触器KMl的输出端的一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源的负极连接在一起，GPRS模块的电源端子的+24V端子与接触器KMl的输出端的另一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源的正极连接在一起；应急电源和常规电源转换电路是由应急电源、熔断器、接触器KM1、24V开关电源和12V开关电源组成的，其特征在于:24V开关电源的输入端L端、12V开关电源的输入端L端和接触器KMl的线圈的一端连接在一起并通过导线与熔断器的输出端连接在一起，24V开关电源输入端N端、12V开关电源的输入端N端和接触器KMl的线圈的另一端连接在一起并与三相交流电源的N端连接在一起，24V开关电源输出端的正极与接触器KMl的一个常开触点的一端连接在一起，与该常开触点相对应的常闭触点的端点与应急电源的输出端的+24V连接在一起，24V开关电源输出端的负极与接触器KMl的另一个常开触点的一端连接在一起，与该常开触点相对应的常闭触点的端点与应急电源的输出端的OV连接在一起，熔断器的输入端与断路器的W端连接在一起；主电路用电数据采集电路是由主电路互感器，断路器、RS485模块、电流表、主电路指示灯、支路互感器、和电压表组成的，其特征在于:断路器的输入端的U、V、W端分别与三相交流电源的U、V、W端连接在一起，断路器的输出端的U、V、W端分别串联一个主电路互感器后，分别与接触器KM2的输入端的U、V、W端连接在一起，主电路指示灯并联在断路器的输出端U端和V端之间，电压表并联在断路器的输出端U端和V端之间，三个主电路互感器的二次回路的输出端分别串联一个支路互感器，其中一条主电路互感器的二次回路串联有电流表，第一个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块的Iao端连接在一起，输入端与RS485模块的Iai端连接在一起，第二个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块的Ibo端连接在一起，输入端与RS485模块的Ibi端连接在一起，第三个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块的Ico端连接在一起，输入端与RS485模块的Ici端连接在一起，RS485模块的输出端的Ua、Ub、Uc端分别与断路器输出端的W、V、U端连接在一起。
[0006]无钥匙孔遥控门锁防盗箱体是由第一层门门锁、第一层门、箱体、第二层门、遥控门电磁铁和遥控器组成的，其特征在于:箱体安装在地面上，箱体的上端加工有凸台，凸台上端面留有开口，第一层门通过折页安装在箱体的前端，第一层门门锁安装在第一层门上，第二层门安装在箱体上端的凸台的开口处，第二层门完全闭合时下端与遥控门电磁铁接触，遥控门电磁铁安装在箱体内部的下端面上，遥控器可以随身携带，遥控器上面安装有护键挡板，并安装有可充电电池插口。
[0007]该发明的有益之处是:将无钥匙孔遥控门锁防盗箱体、无线远程防盗自动报警系统、无线远程开关井检测系统、无线远程单井用电数据采集监控系统、电机保护系统和电机节能系统集成在一起，可以通过远程无线将各个矿区油井的各项信息数据传输到中央服务器并进行集中处理，可以随时掌握油井的运行状况；无钥匙孔遥控门锁防盗箱体和无线远程防盗自动报警系统解决了以往控制箱易遭到破坏的问题，在遭到破坏时提醒管理人员及时作出处理；无线远程单井用电数据采集监控系统实现了对油田单井用电数据的无线检测和测量，可以将油井的正向有功、无功电量、电流、电压、功率和功率因数等用电数据和瞬时量数据通过无线传输传送到中央服务器进行集中处理；电机保护系统和电机节能系统实现了电机运行的远程无线监控，具有断相、缺相、过压、欠压保护功能，具有协调配合的时间电流保护特性，具有反时限、定时限和瞬时三段保护特性，极大提高了控制和保护系统的运行可靠性和连续运行性能。
【附图说明】
[0008]图1为本发明的整体结构示意图；图2为油井监测控制单元电路总体结构图；
图3为遥控门电磁铁控制电路结构图；图4为震动传感器控制电路结构图；
图5为应急电源和常规电源转换电路结构图；图6为主电路用电数据采集电路结构图；
图7为PLC控制器控制GPRS通信和电机运行电路结构图；
图8为无钥匙孔遥控门锁防盗箱体结构示意图；
图9为遥控器示意图。
[0009 ]图中，1、中央服务器，2、油井监测控制单元，3、应急电源，4、无线接收模块，5、遥控门电磁铁线圈，6、GPRS模块，7、PLC控制器，8、接触器KM2，9、主电路互感器，10、断路器，11、RS485模块，12、接触器KMl，13、24V开关电源，14、12V开关电源，15、震动传感器，16、第一层门门锁，17、第一层门，18、箱体，19、第二层门，20、熔断器，21、遥控器，22、电流表，23、主电路指示灯，24、电压表，25、电机运行指示灯，26、支路互感器，27、震动传感器控制电路，28、遥控门电磁铁控制电路，29、PLC控制器控制GPRS通信和电机运行电路，30、主电路用电数据采集电路，31、应急电源和常规电源转换电路，32、遥控门电磁铁。
【具体实施方式】
[0010]一种油井无线智能监测控制系统，包括中央服务器I和多个油井监测控制单元2，其特征在于:各个油井监测控制单元2均通过PLC控制器7控制GPRS模块与中央服务器I进行数据通信；油井监测控制单元2按照功能分为六个功能单位:无钥匙孔遥控门锁防盗箱体、无线远程防盗自动报警系统、无线远程开关井检测系统、无线远程单井用电数据采集监控系统、电机保护系统和电机节能系统；油井监测控制单元按照电路组成分为五个电路单元:遥控门电磁铁控制电路28、震动传感器控制电路27、应急电源和常规电源转换电路31、主电路用电数据采集电路30和PLC控制器控制GPRS通信和电机运行电路29。
[0011]一种油井无线智能监测控制系统，是由中央服务器1、油井监测控制单元2、应急电源3、无线接收模块4、遥控门电磁铁线圈5、GPRS模块6、PLC控制器7、接触器KM2 8、主电路互感器9、断路器10、RS485模块11、接触器KMl 12、24V开关电源13、12V开关电源14、震动传感器15、第一层门门锁16、第一层门17、箱体18、第二层门19、熔断器20、遥控器21、电流表22、主电路指示灯23、电压表24、电机运行指示灯25、支路互感器26和遥控门电磁铁32组成的，其特征在于:遥控门电磁铁控制电路28是由遥控器21、无线接收模块4和遥控门电磁铁线圈5组成的，其特征在于:无线接收模块4可以接收遥控器21的遥控信号并控制遥控门电磁铁线圈的通断电，无线接收模块4的输入端的IN+和输出端的COM端与接触器KMl 12的输出端的一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源3的正极连接在一起，无线接收模块4的输入端的IN-和遥控门电磁铁线圈5的一端连接在一起，并与接触器KMl 12的输出端的另一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源3的负极连接在一起，无线接收模块4的输出端的NO端与遥控门电磁铁线圈5的另一端连接在一起；震动传感器控制电路27是由PLC控制器7、震动传感器15和12V开关电源14组成的，其特征在于:震动传感器15的输入端的VCC端与12V开关电源14的正极连接在一起，GND端与12V开关电源14的负极连接在一起，震动传感器15的COM端与PLC控制器7的输入端的X3端连接在一起，NO端与PLC控制器7的输入端的COM端连接在一起；PLC控制器控制GPRS通信和电机运行电路是由PLC控制器7、GPRS模块6、电机运行指示灯25和接触器KM2 8组成的，其特征在于:PLC控制器7通过总线与GPRS模块6连接在一起，PLC控制器7的输入端的L端与熔断器20的输出端连接在一起，输入端的N端与三相交流电源的N端连接在一起，PLC控制器7的输出端的YO端与熔断器20的输出端连接在一起，PLC控制器7的输出端的COMO端与接触器KM2 8的A2端连接在一起，接触器KM28的Al端与三相交流电源的N端连接在一起，接触器KM2 8的Al端和A2端之间并联电机运行指示灯25，接触器KM2 8的输入端的U、V、W端分别与主电路互感器的一次回路9的输出端连接在一起，接触器KM2 8的输出端的R、S、T端分别与变频器的输入端的接线端子连接在一起，GPRS模块6的电源端子的OV端子与接触器KMl 12的输出端的一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源3的负极连接在一起，GPRS模块6的电源端子的+24V端子与接触器KMl 12的输出端的另一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一?而与应急电源3的正极连接在一起；应急电源和常规电源转换电路31是由应急电源3、恪断器20、接触器KMl 12、24V开关电源13和12V开关电源14组成的，其特征在于:24V开关电源13的输入端L端、12V开关电源14的输入端L端和接触器KMl 12的线圈的一端连接在一起并通过导线与熔断器20的输出端连接在一起，24V开关电源14输入端N端、12V开关电源14的输入端N端和接触器KMl 12的线圈的另一端连接在一起并与三相交流电源的N端连接在一起，24V开关电源14输出端的正极与接触器KMl 12的一个常开触点的一端连接在一起，与该常开触点相对应的常闭触点的端点与应急电源3的输出端的+24V连接在一起，24V开关电源14输出端的负极与接触器KMl 12的另一个常开触点的一端连接在一起，与该常开触点相对应的常闭触点的端点与应急电源3的输出端的OV连接在一起，熔断器20的输入端与断路器10的W端连接在一起；主电路用电数据采集电路30是由主电路互感器9，断路器10、RS485模块11、电流表22、主电路指示灯23、支路互感器26和电压表24组成的，其特征在于:断路器10的输入端的U、V、W端分别与三相交流电源的U、V、W端连接在一起，断路器10的输出端的U、V、W端分别串联一个主电路互感器9后，分别与接触器KM2 8的输入端的U、V、W端连接在一起，主电路指示灯23并联在断路器10的输出端U端和V端之间，电压表24并联在断路器10的输出端U端和V端之间，三个主电路互感器9的二次回路的输出端分别串联一个支路互感器26，其中一条主电路互感器的二次回路串联有电流表22，第一个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块11的Iao端连接在一起，输入端与RS485模块11的Iai端连接在一起，第二个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块11的Ibo端连接在一起，输入端与RS485模块11的Ibi端连接在一起，第三个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块11的Ico端连接在一起，输入端与RS485模块11的Ici端连接在一起，RS485模块11的输出端的Ua、Ub、Uc端分别与断路器10输出端的W、V、
U端连接在一起。
[0012]无钥匙孔遥控门锁防盗箱体是由第一层门门锁16、第一层门17、箱体18、第二层门19、遥控门电磁铁32和遥控器21组成的，其特征在于:箱体18安装在地面上，箱体18的上端加工有凸台，凸台上端面留有开口，第一层门17通过折页安装在箱体18的前端，第一层门门锁16安装在第一层门17上，第二层门19安装在箱体18上端的凸台的开口处，第二层门19完全闭合时下端与遥控门电磁铁32接触，遥控门电磁铁32安装在箱体18内部的下端面上，遥控器21可以随身携带，遥控器21上面安装有护键挡板，并安装有可充电电池插口。
[0013]无钥匙孔遥控门锁防盗箱体中的遥控器密码随机滚动，采用零互开率原则；箱体18均采用2mm厚的冷轧板焊接而成，第一层门17为平开保护门，第二层门19为嵌入式落地门，嵌入式落地门采用抽拉式开启与关闭。
[0014]无线远程防盗自动报警系统中配有震动传感器27，震动传感器27的输出端与PLC控制器7的输入端连接在一起，震动传感器27检测到因暴力而产生的震动信号(非法的敲打、砸和撬)时，PLC控制器7通过GPRS模块6把检测信号传递到中央服务器1，中央服务器I会把出现险情的详细位置等信号发送到接警手机和接警中心。
[0015]无线远程开关井检测系统通过中央服务器I处理RS485模块11和PLC控制器7无线传递的相关信息判断油井的供电系统的工作状态，当油井的供电系统发生故障或者非法停止而导致油井停止工作时，中央服务器I将报警信号发送到RS485模块11和PLC控制器7，控制井区油井的报警信号报警。
[0016]无线远 程单井用电数据采集监控系统即基于GPRS通信的无线自动抄表系统，RS485模块11监测三条支路互感器的二次回路的电流值，在RS485模块11和PLC控制器7内部处理得到相关的信息，信息包括:正向有功、无功、电流、电压、功率等，并通过PLC控制器7和GPRS模块6将RS485模块11处理后得到的信息传递到中央服务器1，中央服务器I每15分钟与PLC控制器7和GPRS模块11通信一次，中央服务器I接收到RS485模块11处理后得到的信息后，在中央服务器I内得到处理。
[0017]在接触器KM2 8与电机之间连接变频器，电机保护系统和电机节能系统通过PLC控制器7控制变频器控制电机的运动。
【主权项】
1.一种油井无线智能监测控制系统，是由中央服务器、油井监测控制单元、应急电源、无线接收模块、遥控门电磁铁线圈、GPRS模块、PLC控制器、接触器KM2、主电路互感器、断路器、RS485模块、接触器KM1、24V开关电源、12V开关电源、震动传感器、第一层门门锁、第一层门、箱体、第二层门、熔断器、遥控器、电流表、主电路指示灯、电压表、电机运行指示灯、支路互感器和遥控门电磁铁组成的，其特征在于:遥控门电磁铁控制电路是由遥控器、无线接收模块和遥控门电磁铁线圈组成的，其特征在于:无线接收模块可以接收遥控器的遥控信号并控制遥控门电磁铁线圈的通断电，无线接收模块的输入端的IN+和输出端的COM端与接触器KMl的输出端的一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源的正极连接在一起，无线接收模块的输入端的IN-和遥控门电磁铁线圈的一端连接在一起，并与接触器KMl的输出端的另一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源的负极连接在一起，无线接收模块的输出端的NO端与遥控门电磁铁线圈的另一端连接在一起；震动传感器控制电路是由PLC控制器、震动传感器和12V开关电源组成的，其特征在于:震动传感器的输入端的VCC端与12V开关电源的正极连接在一起，GND端与12V开关电源的负极连接在一起，震动传感器的COM端与PLC控制器的输入端的X3端连接在一起，NO端与PLC控制器的输入端的COM端连接在一起；PLC控制器控制GPRS通信和电机运行电路是由PLC控制器、GPRS模块、电机运行指示灯和接触器KM2组成的，其特征在于:PLC控制器通过总线与GPRS模块连接在一起，PLC控制器的输入端的L端与熔断器的输出端连接在一起，输入端的N端与三相交流电源的N端连接在一起，PLC控制器的输出端的YO端与熔断器的输出端连接在一起，PLC控制器的输出端的COMO端与接触器KM2的A2端连接在一起，接触器KM2的Al端与三相交流电源的N端连接在一起，接触器KM2的Al端和A2端之间并联电机运行指示灯，接触器KM2的输入端的U、V、W端分别与主电路互感器的一次回路的输出端连接在一起，接触器KM2的输出端的R、S、T端分别与变频器的输入端的接线端子连接在一起，GPRS模块的电源端子的OV端子与接触器KMl的输出端的一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源的负极连接在一起，GPRS模块的电源端子的+24V端子与接触器KMl的输出端的另一个常闭触点连接在一起，该常闭触点的另一端与应急电源的正极连接在一起；应急电源和常规电源转换电路是由应急电源、熔断器、接触器KM1、24V开关电源和12V开关电源组成的，其特征在于:24V开关电源的输入端L端、12V开关电源的输入端L端和接触器KMl的线圈的一端连接在一起并通过导线与熔断器的输出端连接在一起，24V开关电源输入端N端、12V开关电源的输入端N端和接触器KMl的线圈的另一端连接在一起并与三相交流电源的N端连接在一起，24V开关电源输出端的正极与接触器KMl的一个常开触点的一端连接在一起，与该常开触点相对应的常闭触点的端点与应急电源的输出端的+24V连接在一起，24V开关电源输出端的负极与接触器KMl的另一个常开触点的一端连接在一起，与该常开触点相对应的常闭触点的端点与应急电源的输出端的OV连接在一起，熔断器的输入端与断路器的W端连接在一起；主电路用电数据采集电路是由主电路互感器，断路器、RS485模块、电流表、主电路指示灯、支路互感器、和电压表组成的，其特征在于:断路器的输入端的U、V、W端分别与三相交流电源的U、V、W端连接在一起，断路器的输出端的U、V、W端分别串联一个主电路互感器后，分别与接触器KM2的输入端的U、V、W端连接在一起，主电路指示灯并联在断路器的输出端U端和V端之间，电压表并联在断路器的输出端U端和V端之间，三个主电路互感器的二次回路的输出端分别串联一个支路互感器，其中一条主电路互感器的二次回路串联有电流表，第一个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块的Iao端连接在一起，输入端与RS485模块的Iai端连接在一起，第二个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块的Ibo端连接在一起，输入端与RS485模块的Ibi端连接在一起，第三个支路互感器的二次回路的输出端与RS485模块的Ico端连接在一起，输入端与RS485模块的Ici端连接在一起，RS485模块的输出端的Ua、Ub、Uc端分别与断路器输出端的W、V、U端连接在一起；无钥匙孔遥控门锁防盗箱体是由第一层门门锁、第一层门、箱体、第二层门、遥控门电磁铁和遥控器组成的，其特征在于:箱体安装在地面上，箱体的上端加工有凸台，凸台上端面留有开口，第一层门通过折页安装在箱体的前端，第一层门门锁安装在第一层门上，第二层门安装在箱体上端的凸台的开口处，第二层门完全闭合时下端与遥控门电磁铁接触，遥控门电磁铁安装在箱体内部的下端面上，遥控器可以随身携带，遥控器上面安装有护键挡板，并安装有可充电电池插口。2.根据权利要求1所述的一种油井无线智能监测控制系统，其特征在于:无线远程防盗自动报警系统中配有震动传感器，震动传感器的输出端与PLC控制器的输入端连接在一起，震动传感器检测到因暴力而产生的震动信号(非法的敲打、砸和撬)时，PLC控制器通过GPRS模块把检测信号传递到中央服务，中央服务器会把出现险情的详细位置等信号发送到接警手机和接警中心。3.根据权利要求1所述的一种油井无线智能监测控制系统，其特征在于:无线远程开关井检测系统通过中央服务器处理RS485模块和PLC控制器无线传递的相关信息判断油井的供电系统的工作状态，当油井的供电系统发生故障或者非法停止而导致油井停止工作时，中央服务器将报警信号发送到RS485模块和PLC控制器，控制井区油井的报警信号报目ο4.根据权利要求1所述的一种油井无线智能监测控制系统，其特征在于:无线远程单井用电数据采集监控系统即基于GPRS通信的无线自动抄表系统，RS485模块监测三条支路互感器的二次回路的电流值，在RS485模块和PLC控制器内部处理得到相关的信息，信息包括:正向有功、无功、电流、电压、功率等，并通过PLC控制器和GPRS模块将RS485模块处理后得到的信息传递到中央服务器，中央服务器每15分钟与PLC控制器和GPRS模块通信一次，中央服务器接收到RS485模块处理后得到的信息后，在中央服务器内得到处理。
【专利摘要】一种油井无线智能监测控制系统，包括中央服务器和多个油井监测控制单元，其特征在于：各个油井监测控制单元均通过PLC控制器控制GPRS模块与中央服务器进行数据通信；油井监测控制单元按照电路组成分为五个电路单元：遥控门电磁铁控制电路、震动传感器控制电路、应急电源和常规电源转换电路、主电路用电数据采集电路和PLC控制器控制GPRS通信和电机运行电路；该发明的有益之处在于：将无钥匙孔遥控门锁防盗箱体、无线远程防盗自动报警系统、无线远程开关井检测系统、无线远程单井用电数据采集监控系统、电机保护系统和电机节能系统集成在一起，极大提高了控制和保护系统的运行可靠性和连续运行性能。
【IPC分类】G05B19/418
【公开号】CN104898632
【申请号】CN201510294631
【发明人】于其江
【申请人】东营市榕海科技有限责任公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月2日
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