一種用于海上采油平臺(tái)能耗數(shù)據(jù)綜合采集的移動(dòng)式設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于海上采油平臺(tái)能耗數(shù)據(jù)綜合采集的移動(dòng)式設(shè)備，屬于海上平臺(tái)數(shù)據(jù)采集【技術(shù)領(lǐng)域】。所述設(shè)備包括便攜式箱體、數(shù)據(jù)采集端、網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)處理端；數(shù)據(jù)采集端安裝在便攜式箱體內(nèi)部，數(shù)據(jù)采集端和數(shù)據(jù)處理端分別通過(guò)無(wú)線通訊協(xié)議與網(wǎng)關(guān)連接；數(shù)據(jù)采集端包括電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備、RS485數(shù)據(jù)總線、485轉(zhuǎn)WiFi模塊、溫度及壓力數(shù)據(jù)采集設(shè)備和流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備；電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備、溫度及壓力數(shù)據(jù)采集設(shè)備和流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備分別通過(guò)RS485數(shù)據(jù)總線與485轉(zhuǎn)WiFi模塊電連接；485轉(zhuǎn)WiFi模塊通過(guò)無(wú)線通訊協(xié)議與網(wǎng)關(guān)連接。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)海上平臺(tái)的能耗數(shù)據(jù)采集，科學(xué)地分析出設(shè)備的能耗情況。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于海上采油平臺(tái)能耗數(shù)據(jù)綜合采集的移動(dòng)式設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及海上采油平臺(tái)數(shù)據(jù)采集【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于海上采油平 臺(tái)遺耗數(shù)據(jù)綜合米集的移動(dòng)式設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]目前海上采油平臺(tái)從未對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的能源消耗進(jìn)行過(guò)統(tǒng)計(jì)和分析，缺乏能源管理 理念，無(wú)法頭現(xiàn)精細(xì)化地比較管理和單位產(chǎn)量能耗考核。海上采油平臺(tái)現(xiàn)有的工藝數(shù)據(jù)采 集儀表通常是固定在特定的位置，長(zhǎng)期采集重要數(shù)據(jù)，而對(duì)于一些非重要工藝參數(shù)卻沒(méi)有 相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)采集。每個(gè)采油平臺(tái)都有自身的耗能特點(diǎn)，若每個(gè)采油平臺(tái)都加裝能耗數(shù) 據(jù)采集設(shè)備，則會(huì)耗費(fèi)大量的人力、物力和資金。
[0003]目1^，我國(guó)還沒(méi)有應(yīng)用于海上采油平臺(tái)能耗數(shù)據(jù)的便攜式采集設(shè)備。隨著我國(guó)對(duì) 海上石油開(kāi)米力度的增加，勸海油田數(shù)量與日俱增。為此，開(kāi)發(fā)一套便攜式、可移動(dòng)、測(cè)量簡(jiǎn) 便且不需要復(fù)雜連線的綜合能耗數(shù)據(jù)米集設(shè)備是挖掘平臺(tái)節(jié)能降耗潛力、評(píng)估平臺(tái)用能現(xiàn) 狀的必然需求。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了解決海上采油平臺(tái)加裝能耗數(shù)據(jù)采集設(shè)備投入成本高、提高海上采油平臺(tái)精 細(xì)化能源管理水平，摸清海上采油平臺(tái)的節(jié)能降耗潛力，本實(shí)用新型提供了一種用于海上 采油平臺(tái)能耗數(shù)據(jù)綜合采集的移動(dòng)式設(shè)備，包括便攜式箱體、數(shù)據(jù)采集端、網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)處理 端·，所述數(shù)據(jù)采集端安裝在所述便攜式箱體內(nèi)部，所述數(shù)據(jù)采集端和數(shù)據(jù)處理端分別通過(guò) 無(wú)線通訊協(xié)議與所述網(wǎng)關(guān)連接；所述數(shù)據(jù)采集端包括電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備、RS485數(shù)據(jù)總線、 485轉(zhuǎn)WiFi模塊、溫度及壓力數(shù)據(jù)采集設(shè)備和流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備；所述電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備、 溫度及壓力數(shù)據(jù)采集設(shè)備和流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備分別通過(guò)所述RS485數(shù)據(jù)總線與所述485轉(zhuǎn) WiFi模塊電連接；所述485轉(zhuǎn)WiFi模塊通過(guò)無(wú)線通訊協(xié)議與所述網(wǎng)關(guān)連接。
[0005] 所述電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括電壓分壓電路、電流互感器、集成計(jì)量芯片、微控制 器、內(nèi)部存儲(chǔ)器、溫補(bǔ)實(shí)時(shí)時(shí)鐘和人機(jī)接口設(shè)備；所述集成計(jì)量芯片分別與所述電壓分壓電 路、電流互感器和微控制器電連接，所述微控制器分別與所述溫補(bǔ)實(shí)時(shí)時(shí)鐘、內(nèi)部存儲(chǔ)器和 人機(jī)接口設(shè)備電連接；所述微控制器包括485通信接口，并通過(guò)所述485通信接口及所述 RS485數(shù)據(jù)總線與所述485轉(zhuǎn)WiFi模塊電連接。
[0006] 所述集成計(jì)量芯片包括外部供電電路接口，并通過(guò)所述外部供電電路接口與外部 供電電路電連接。
[0007] 所述電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備還包括停電抄表電池，所述停電抄表電池與所述微控制器 電連接。
[0008] 所述人機(jī)接口設(shè)備為L(zhǎng)CD顯示器。
[0009] 所述溫度及壓力數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括溫度傳感器、壓力傳感器、溫度信號(hào)處理器、信 號(hào)放大器、電源復(fù)位電路、微處理器和液晶顯示器；所述溫度傳感器與溫度信號(hào)處理器電連 接，所述壓力傳感器與信號(hào)放大器電連接；所述溫度信號(hào)處理器通過(guò)RS485數(shù)據(jù)總線與所 述微處理器電連接；所述電源復(fù)位電路與所述微處理器電連接；所述微處理器與所述液晶 顯示器電連接；所述微處理器包括485通信接口，并通過(guò)所述4 85通信接口及所述RS485數(shù) 據(jù)總線與所述485轉(zhuǎn)WiFi模塊電連接。
[0010] 所述流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括超聲波發(fā)射探頭、第一功率放大器、低通濾波器、超聲 波接收探頭、第二功率放大器、帶通濾波器、微處理器和液晶顯示器；所述超聲波發(fā)射探頭 與所述第一功率放大器電連接，所述第一功率放大器與所述低通濾波器電連接，所述低通 濾波器與所述微處理器電連接；所述超聲波接收探頭與所述第二功率放大器電連接，所述 第二功率放大器與所述帶通濾波電連接，所述帶通濾波與所述微處理器電連接；所述微處 理器與所述液晶顯示器電連接；所述微處理器包括485通信接口，并通過(guò)所述485通信接口 及所述RS485數(shù)據(jù)總線與所述485轉(zhuǎn)WiFi模塊電連接。
[0011] 所述網(wǎng)關(guān)為無(wú)線路由器或無(wú)線AP。
[0012] 所述數(shù)據(jù)處理端為筆記本型計(jì)算機(jī)、PDA、平板電腦或工控計(jì)算機(jī)。
[0013] 本實(shí)用新型提供的移動(dòng)式設(shè)備，能夠綜合采集海上采油平臺(tái)各耗能設(shè)備的能耗數(shù) 據(jù)，具有小尺寸封裝、攜帶方便和防爆等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信功能；各種數(shù)據(jù)采集設(shè)備即 掛即用，接線簡(jiǎn)單，能夠配合其他表計(jì)同時(shí)使用；通過(guò)將各數(shù)據(jù)采集設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)與設(shè) 備的參數(shù)、工況相結(jié)合，可科學(xué)地分析出設(shè)備的能耗情況。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例用于海上采油平臺(tái)能耗數(shù)據(jù)綜合采集的移動(dòng)式設(shè)備的 結(jié)構(gòu)原理框圖；
[0015] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例便攜式箱體的外觀形狀示意圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型用于海上采油平臺(tái)能耗數(shù)據(jù)綜合采集的移動(dòng)式設(shè)備的典型應(yīng) 用實(shí)例；
[0017]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例溫度及壓力數(shù)據(jù)采集設(shè)備的俯視圖；
[0018]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例內(nèi)插式熱偶采集溫度數(shù)據(jù)的連接示意圖；
[0019]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例采集溫度及壓力參數(shù)的電路原理框圖；
[0020]圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備的接線示意圖；
[0021]圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備的電路原理框圖；
[0022]圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備的接線示意圖；
[0023]圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備的電路原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
[⑷25]參見(jiàn)圖1和圖2,本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種用于海上采油平臺(tái)能耗數(shù)據(jù)綜合 采集的移動(dòng)式設(shè)備，包括便攜式箱體、數(shù)據(jù)采集端、網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)處理端；數(shù)據(jù)采集端安裝在 便攜式箱體內(nèi)部，數(shù)據(jù)采集端和數(shù)據(jù)處理端分別通過(guò)無(wú)線通訊協(xié)議與網(wǎng)關(guān)連接。參見(jiàn)圖 3， 本實(shí)施例的數(shù)據(jù)采集端包括電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備2、RS485數(shù)據(jù)總線3、485轉(zhuǎn)WiFi模塊4、溫 度及壓力數(shù)據(jù)采集設(shè)備 5和流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備6 ;電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備2、溫度及壓力數(shù)據(jù)采 集設(shè)備5和流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備6分別通過(guò)RS485數(shù)據(jù)總線3與485轉(zhuǎn)WiFi模塊4電連接； 485轉(zhuǎn)WiFi模塊4通過(guò)無(wú)線通訊協(xié)議與網(wǎng)關(guān)連接。在具體應(yīng)用中，網(wǎng)關(guān)采用無(wú)線路由器或 無(wú)線AP，這樣可實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸；數(shù)據(jù)處理端采用筆記本型計(jì)算機(jī)、PDA、平板電 腦或工控計(jì)算機(jī)等便攜式移動(dòng)終端，以方便在海上采油平臺(tái)上使用。如圖3所示，本實(shí)施例 采用無(wú)線路由器8作為網(wǎng)關(guān)，485轉(zhuǎn)WiFi模塊4通過(guò)802. lla/b/g/n無(wú)線通訊協(xié)議7與無(wú) 線路由器8通訊連接；本實(shí)施例采用筆記本型計(jì)算機(jī)1作為數(shù)據(jù)處理端，筆記本型計(jì)算機(jī)1 通過(guò)802. lla/b/g/n無(wú)線通訊協(xié)議7與無(wú)線路由器8通訊連接。
[0026] 在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備2、溫度及壓力數(shù)據(jù)采集設(shè)備5和流 量數(shù)據(jù)采集設(shè)備6均安裝在便攜式箱體內(nèi)，這樣可縮減這三種數(shù)據(jù)采集設(shè)備的尺寸， 方便攜帶，測(cè)量簡(jiǎn)便，即掛即用。便攜式箱體的尺寸可以根據(jù)所用各種數(shù)據(jù)采集設(shè) 備的尺寸及數(shù)量來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，圖3所示的移動(dòng)式設(shè)備所使用的便攜式箱體的尺寸為 ： 340mmX 260mmX 210mm(長(zhǎng)X寬X高），箱體由高密度防火纖維板制成，箱體外表面覆蓋 2mm厚的鋁合金材質(zhì)；電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備2有10個(gè)（圖3中僅示出2個(gè)），溫度及壓力數(shù) 據(jù)采集設(shè)備5有2套（圖3中僅示出1套），流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備6有2套（圖3中僅示出1 套），所有數(shù)據(jù)采集設(shè)備均采用Exibll BT4防爆類(lèi)型，防爆等級(jí)IP20以上。三種數(shù)據(jù)采集設(shè) 備（即：溫度及壓力數(shù)據(jù)采集設(shè)備、電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備、流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備）使用時(shí)靈活組 合搭配，可多參數(shù)同時(shí)采集并實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢查，不需要硬線連接，采用wifi無(wú)線通信的方式， 將采集的各種能耗數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線路由器傳輸?shù)焦P記本型計(jì)算機(jī)。筆記本型計(jì)算機(jī)對(duì)被測(cè)設(shè) 備的所有測(cè)量參數(shù)進(jìn)行顯示與分析，由此可以判斷出被測(cè)設(shè)備的工作狀況及能耗水平。
[0027] 在實(shí)際工作時(shí)，先根據(jù)被測(cè)設(shè)備的特點(diǎn)，選定需要組合的數(shù)據(jù)采集設(shè)備類(lèi)型（即： 電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備、溫度及壓力數(shù)據(jù)采集設(shè)備、流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備）和數(shù)據(jù)采集設(shè)備的數(shù) 量。然后，將電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備的電流互感器夾在母線上，電壓鉗直接夾在接線柱或引接到 接線排上；溫度及壓力采集探頭利用原有的測(cè)量孔進(jìn)行安裝，流量數(shù)據(jù)采集通過(guò)外夾的方 式夾在管道外壁上，所有測(cè)量設(shè)備的安裝不損壞或不改變?cè)性O(shè)備及工藝結(jié)構(gòu)，特別是電 力數(shù)據(jù)測(cè)量，完全可以帶電操作，不需要倒停接線。數(shù)據(jù)采集設(shè)備安裝到位后，開(kāi)啟無(wú)線路 由器和筆記本型計(jì)算機(jī)，分散在現(xiàn)場(chǎng)的各采集設(shè)備所采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線路由上傳到筆 記本型計(jì)算機(jī)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示與處理。通過(guò)對(duì)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所采集數(shù)據(jù)的分析， 就可以清楚地了解被測(cè)設(shè)備的能耗狀況。
[0028] 下面對(duì)本實(shí)施例使用的各種數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行具體介紹：
[0029] 1)溫度及壓力數(shù)據(jù)采集設(shè)備
[0030]溫度及壓力數(shù)據(jù)采集設(shè)備，用于采集海上平臺(tái)工藝流程和用能設(shè)備的溫度及壓 力。該采集設(shè)備封裝在便攜式箱體內(nèi)，面板帶有液晶顯示功能，熱電阻（熱偶）或壓力變送 器的信號(hào)可直接接在下面的接線端口處，無(wú)需A/D轉(zhuǎn)換，如圖4所示。圖5示出了內(nèi)插式熱 偶采集溫度數(shù)據(jù)的連接示意圖，其主要技術(shù)參數(shù)如下：支持RS485、RS232串行接口，采用標(biāo) 準(zhǔn)MODBUS RTU通訊協(xié)議；溫度測(cè)量范圍_2〇〇?60CTC ;壓力測(cè)量范圍0?lOMPa ;基本誤 差：0_5%FS或0_2%FS±1個(gè)字；精度：±0_3%FS;防爆等級(jí)：Exibll BT4。圖6是本實(shí) 施例采集溫度及壓力參數(shù)的電路原理框圖，主要包括：溫度傳感器、壓力傳感器、溫度信號(hào) 處理器、信號(hào)放大器、電源復(fù)位電路、微處理器和液晶顯示器（LCD);溫度傳感器與溫度信 可處理器連接，壓力傳感器與彳曰號(hào)放大器電連接；溫度信號(hào)處理器通過(guò)RS485數(shù)據(jù)總線與 微處理器電連接；電源復(fù)位電路與微處理器電連接；微處理器與液晶顯示器電連接；微處 理器包括485通信接口，并通過(guò)485通信接口及RS485數(shù)據(jù)總線與485轉(zhuǎn)WiFi模塊電連接。 其中，主要元件的生產(chǎn)廠家及型號(hào)如下表1所示。
[0031] 表 1
[0032]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于海上采油平臺(tái)能耗數(shù)據(jù)綜合采集的移動(dòng)式設(shè)備，包括便攜式箱體、數(shù)據(jù)采 集端、網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)處理端；所述數(shù)據(jù)采集端安裝在所述便攜式箱體內(nèi)部，所述數(shù)據(jù)采集端和 數(shù)據(jù)處理端分別通過(guò)無(wú)線通訊協(xié)議與所述網(wǎng)關(guān)連接；其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集端包括電 力數(shù)據(jù)采集設(shè)備、RS485數(shù)據(jù)總線、485轉(zhuǎn)WiFi模塊、溫度及壓力數(shù)據(jù)采集設(shè)備和流量數(shù)據(jù) 采集設(shè)備；所述電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備、溫度及壓力數(shù)據(jù)采集設(shè)備和流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備分別通 過(guò)所述RS485數(shù)據(jù)總線與所述485轉(zhuǎn)WiFi模塊電連接；所述485轉(zhuǎn)WiFi模塊通過(guò)無(wú)線通 訊協(xié)議與所述網(wǎng)關(guān)連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式設(shè)備，其特征在于，所述電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括電壓分 壓電路、電流互感器、集成計(jì)量芯片、微控制器、內(nèi)部存儲(chǔ)器、溫補(bǔ)實(shí)時(shí)時(shí)鐘和人機(jī)接口設(shè) 備；所述集成計(jì)量芯片分別與所述電壓分壓電路、電流互感器和微控制器電連接，所述微 控制器分別與所述溫補(bǔ)實(shí)時(shí)時(shí)鐘、內(nèi)部存儲(chǔ)器和人機(jī)接口設(shè)備電連接；所述微控制器包括 485通信接口，并通過(guò)所述485通信接口及所述RS485數(shù)據(jù)總線與所述485轉(zhuǎn)WiFi模塊電 連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的移動(dòng)式設(shè)備，其特征在于，所述集成計(jì)量芯片包括外部供電電 路接口，并通過(guò)所述外部供電電路接口與外部供電電路電連接。
4. 如權(quán)利要求3所述的移動(dòng)式設(shè)備，其特征在于，所述電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備還包括停電 抄表電池，所述停電抄表電池與所述微控制器電連接。
5. 如權(quán)利要求2所述的移動(dòng)式設(shè)備，其特征在于，所述人機(jī)接口設(shè)備為L(zhǎng)CD顯示器。
6. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式設(shè)備，其特征在于，所述溫度及壓力數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括 溫度傳感器、壓力傳感器、溫度信號(hào)處理器、信號(hào)放大器、電源復(fù)位電路、微處理器和液晶顯 示器；所述溫度傳感器與溫度信號(hào)處理器電連接，所述壓力傳感器與信號(hào)放大器電連接； 所述溫度信號(hào)處理器通過(guò)RS485數(shù)據(jù)總線與所述微處理器電連接；所述電源復(fù)位電路與所 述微處理器電連接；所述微處理器與所述液晶顯示器電連接；所述微處理器包括485通信 接口，并通過(guò)所述485通信接口及所述RS485數(shù)據(jù)總線與所述485轉(zhuǎn)WiFi模塊電連接。
7. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式設(shè)備，其特征在于，所述流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括超聲波 發(fā)射探頭、第一功率放大器、低通濾波器、超聲波接收探頭、第二功率放大器、帶通濾波器、 微處理器和液晶顯示器；所述超聲波發(fā)射探頭與所述第一功率放大器電連接，所述第一功 率放大器與所述低通濾波器電連接，所述低通濾波器與所述微處理器電連接；所述超聲波 接收探頭與所述第二功率放大器電連接，所述第二功率放大器與所述帶通濾波電連接，所 述帶通濾波與所述微處理器電連接；所述微處理器與所述液晶顯示器電連接；所述微處理 器包括485通信接口，并通過(guò)所述485通信接口及所述RS485數(shù)據(jù)總線與所述485轉(zhuǎn)WiFi 模塊電連接。
8. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式設(shè)備，其特征在于，所述網(wǎng)關(guān)為無(wú)線路由器或無(wú)線AP。
9. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理端為筆記本型計(jì)算機(jī)、 PDA、平板電腦或工控計(jì)算機(jī)。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK204085572SQ201420552602
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】劉英凡, 溫哲華, 趙德喜, 李智勇, 杜振華, 王釗, 廉美蓉, 竇如濱, 金文濤, 董龍飛 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油能源發(fā)展股份有限公司, 中海油節(jié)能環(huán)保服務(wù)有限公司