MYC-1煤層氣排采遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)說明

一、煤層氣排采遠(yuǎn)程監(jiān)控?系統(tǒng)概述

我公司研制生產(chǎn)的MYC-1煤層氣遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，現(xiàn)場人機(jī)終端，無線模塊，服務(wù)器和客戶端。其中我公司已設(shè)計的客戶端包括基于Chrome核心的瀏覽器網(wǎng)頁客戶端（PC端）和app客戶端兩部分。PC端，以數(shù)據(jù)監(jiān)控及分析為主要目的，用戶可以觀察到詳細(xì)的實(shí)時生產(chǎn)數(shù)據(jù)；app客戶端，以審查為目的，用戶可以通過它對重要的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽。

MYC-1煤層氣遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)同時也可以根據(jù)需要包含流量計、套壓計等一整套完整的煤層氣排采解決方案。

二、系統(tǒng)工作原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1系統(tǒng)工作原理

采集板通過485通訊協(xié)議對現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并儲存，之后由CAN協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街靼逯?；主板對接收到的?shù)據(jù)進(jìn)行再處理，一方面將數(shù)據(jù)傳送到液晶屏加以顯示，另一方面將數(shù)據(jù)傳送到DTU無線模塊。無線模塊利用移動通訊網(wǎng)（GPRS流量）將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器并儲存?？蛻艨赏ㄟ^PC端或app客戶端，登陸遠(yuǎn)程服務(wù)器控制端，查看實(shí)時數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)等并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。如圖1所示。

圖1 工作原理流程圖

2.2系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)

系統(tǒng)的主要組成結(jié)構(gòu)以及參數(shù)如下表：

MYC-1煤層氣排采遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)表

三、MYC-1煤層氣排采遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

煤層氣排采技術(shù)

3.1遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、傳輸功能：采集板通過485通訊協(xié)議對現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并儲存，之后由CAN協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街靼逯?；主板對接收到的?shù)據(jù)進(jìn)行再處理，一方面將數(shù)據(jù)傳送到液晶屏加以顯示，另一方面將數(shù)據(jù)傳送到DTU無線模塊。無線模塊利用移動通訊網(wǎng)（GPRS流量）將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器并儲存。

3.2遠(yuǎn)程控制功能：生產(chǎn)管理員可以通過遠(yuǎn)程客戶端對生產(chǎn)井進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控，下發(fā)生產(chǎn)指令后，生產(chǎn)井現(xiàn)場終端會給遠(yuǎn)程終端一個反饋信號，確認(rèn)遠(yuǎn)程終端所下發(fā)命令是否已執(zhí)行或需要重新進(jìn)行調(diào)整。

3.3智能排采：系統(tǒng)提供降流壓排采、穩(wěn)流壓排采兩種智能排采方式。智能排采方式可以減輕監(jiān)控人員的負(fù)擔(dān)，在一定程度上解決人員緊缺的問題。

降流壓排采方式根據(jù)設(shè)定的周期及下降的流壓值，穩(wěn)定的降低井底流壓，適用于新開尚未產(chǎn)氣或產(chǎn)氣量不穩(wěn)定的煤層氣井。選擇降流壓模式時，系統(tǒng)自動根據(jù)設(shè)置的流壓下降值控制電機(jī)的工作，每過一定時間對變頻器的頻率進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)一定時間內(nèi)井底流壓的下降值低于目標(biāo)值時，人機(jī)終端會自動增加變頻器的頻率，使電機(jī)加速；當(dāng)井底流壓的下降值超過目標(biāo)值時，人機(jī)終端會自動減少變頻器的頻率，使電機(jī)減速。

穩(wěn)流壓排采方式根據(jù)設(shè)定的流壓上下限，平穩(wěn)地調(diào)節(jié)變頻器頻率，在保護(hù)煤層氣井的前提下，保證產(chǎn)氣量的穩(wěn)定。選擇穩(wěn)流壓模式時，系統(tǒng)自動根據(jù)設(shè)置的流壓范圍控制電機(jī)的工作。當(dāng)井底流壓超過設(shè)定范圍上*，人機(jī)終端會自動增加變頻器的頻率，使電機(jī)加速；當(dāng)井底流壓超過設(shè)定范圍下*，人機(jī)終端會自動減少變頻器的頻率，使電機(jī)減速。

并且系統(tǒng)可以進(jìn)行手動定速的人工排采方式人工排采方式對監(jiān)控人員的要求較高，需要監(jiān)控人員長時間在線觀察數(shù)據(jù)，并及時發(fā)送控制指令。

3.4報警功能：在PC端“報警設(shè)置"欄，設(shè)置相應(yīng)的報警范圍，當(dāng)超過所設(shè)置的報警范圍時，系統(tǒng)就會有語音提示，并推送到app客戶端于服務(wù)器上，此外，在相應(yīng)的井號有相應(yīng)的報警記錄生成，以便后期查詢及分析。

3.5數(shù)據(jù)篩選功能：歷史數(shù)據(jù)功能可以保存以往的數(shù)據(jù)，方便以后檢查和分析；服務(wù)器上可以快速查詢該井的歷史數(shù)據(jù)，也可以選擇任意時間范圍內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查看。數(shù)據(jù)篩選功能主要是針對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，有助于去除異常數(shù)據(jù)。點(diǎn)擊“歷史數(shù)據(jù)"欄，選擇所要查詢歷史數(shù)據(jù)的井號、時間進(jìn)行查詢。系統(tǒng)提供秒數(shù)據(jù)、分鐘數(shù)據(jù)和小時數(shù)據(jù)三種查詢類型，并可以選擇表格或曲線的形式加以呈現(xiàn)。多井實(shí)時動態(tài)曲線界面可以進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選操作，選擇所采用的篩選方式并加以設(shè)置。

3.6實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)測及歷史數(shù)據(jù)查詢功能：實(shí)時數(shù)據(jù)曲線可以同時監(jiān)控多個排采井的實(shí)時數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)篩選、遠(yuǎn)程控制、報警設(shè)置等操作，是系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控的核心功能。并且歷史數(shù)據(jù)可以查看日報表、小時報表、分鐘報表，而報表可以以表格和曲線的形式展現(xiàn)。

3.7人力成本的節(jié)約：井場實(shí)現(xiàn)無人化管理，數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)控，節(jié)約人力和運(yùn)營成本。

3.8app客戶端：具有查看井口實(shí)時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和報警信息的功能。掃描PC端上相應(yīng)的二維碼，下載并安裝對應(yīng)APP客戶端（支持IOS系統(tǒng)及安卓系統(tǒng)），輸入帳號密碼登錄后，即可通過App客戶端查看各井口的實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊井口號可以查看實(shí)時動態(tài)曲線。

四、煤層氣排采設(shè)備技術(shù)參數(shù)

4.1套壓壓力變送器

HJ3105套壓壓力變送器自帶rs485和4~20mA通信，能和MYC-1煤層氣排采遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信；套壓壓力變送器測量范圍：≥2Mpa，壓力測量精度：≤0.1%FS，分辨率：≤1Kpa。電源變化：≤±0.1% 電源低降：≤±0.1%

4.2煤層氣排采液流量計

HLW煤層氣排采液流量計是一種速度式流量儀表，具有計量可靠，成本低，易維修等特點(diǎn)，在氣、固、液三相流的狀態(tài)下測量準(zhǔn)確性高。流量計自帶RS485信號和4~20mA信號，測量范圍：0.1m3/d~10m3/d，zui小精度要求：小于0.01m3/d，公稱壓力：0.25MPa~1.0MPa。

4.3UPS電源系統(tǒng)

在生產(chǎn)現(xiàn)場動力電源斷電后，UPS電源將給現(xiàn)場各設(shè)備提供外接電源并保證MYC-1煤層氣排采遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在72小時之內(nèi)正常傳輸采集數(shù)據(jù)；同時在動力電源斷電時，發(fā)出報警聲。

4.4 GPRS通訊模塊

ZWG-28 GPRS通訊模塊具有超高的抗干擾以及智能的信號傳輸功能。在生產(chǎn)井信號較弱或者干擾較強(qiáng)時，ZWG-28 GPRS通訊模塊會自行放大傳輸信號。

4.5服務(wù)器軟件

服務(wù)器軟件可以監(jiān)視多井實(shí)時數(shù)據(jù)、查詢歷史數(shù)據(jù)以及遠(yuǎn)程控制遠(yuǎn)程系統(tǒng)的井上設(shè)備的運(yùn)作，服務(wù)器上的歷史數(shù)據(jù)可以以日報表、小時報表、分鐘報表，而報表可以以表格和曲線的形式展現(xiàn)。

4.6RTU柜

RTU箱子集成組成部分以及電路走向，如下圖

五、保養(yǎng)和維護(hù)

5.1 日常保養(yǎng)

為防止煤層氣控制柜出現(xiàn)故障，保證設(shè)備正常運(yùn)行，延長控制柜使用壽命，需要對控制柜進(jìn)行日常的維護(hù)，維護(hù)內(nèi)容如下：

確認(rèn)環(huán)境溫度在-40℃～+60℃；

濕度在0%～97%RH；

確認(rèn)柜體無油霧、無凝水；

確認(rèn)UPS系統(tǒng)無異常發(fā)熱、無異常振動；

確認(rèn)輸入電源的電壓電流在允許范圍內(nèi)；

5.2煤層氣排采設(shè)備定期維護(hù)

為了防止煤層氣排采設(shè)備發(fā)生故障，確保長時間高性能穩(wěn)定運(yùn)行，用戶必須定期(半年內(nèi))對控制柜進(jìn)行檢查，檢查項(xiàng)目及內(nèi)容見表3：

表3 檢查項(xiàng)目及內(nèi)容