一种采用嵌入式系统的智能采油树电路技术方案

本发明专利技术提供一种采用嵌入式系统的智能采油树电路，其输出端与采油树上的阀门控制端电性连接；包括智能控制板、信号采集模块、通信模块、阀门控制模块和平台中央控制系统；信号采集模块输出端与智能控制板输入端电性连接；智能控制板通过通信模块与平台中央控制系统通信连接；阀门控制模块与智能控制板电性连接；阀门控制模块与采油树上对应的阀门控制端电性连接。本发明专利技术提供一种智能采油树电路，实现了传统采油树的智能化控制；通过通信模块实现对采油树的远程管理和控制；通过信号采集模块的设置，可以实时将采油树的数据采集上传至平台中央控制系统，具备状态感知能力，能智能决策以保护设备、工艺和环境的安全。工艺和环境的安全。工艺和环境的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种采用嵌入式系统的智能采油树电路


[0001]本专利技术涉及智能采油树
，特别是涉及一种采用嵌入式系统的智能采油树电路。

技术介绍

[0002]采油树是石油生产中不可或缺的设备，传统采油树一般只有工艺管路和阀门组成，无法完成远程紧急关断操作，同时，采油树自身没有检测仪表，无法感知采油树、油井的生产运行状态，在采油树设备、油井生产工艺出现异常状态时，无法及时、自主采取保护措施，可能酿成生产、安全事故。
[0003]在物联网、设备智能快速发展的技术条件下，越来越多的产品和设备开始实现智能化和物联网连接，可以降低设备运行风险、提高工艺过程和设备的安全性，具备远程操作能力，因此，开发一种具有自主智能的采油树能够更好的保障生产、设备、环境安全。公开号为CN209765495U的中国专利技术专利于2019年12月10日公开了一种具有采集功能的电路及电路板，具体公开了一种功能集成度高、适配性强的采集电路，其虽然实现了用户对信号采集功能的需要，同时在不同系列的产品之间还具有一定的通用性，但其并不适用于采集树领域。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决现有的智能采集电路存在无法适用于采集树
的技术缺陷，提供一种采用嵌入式系统的智能采油树电路。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种采用嵌入式系统的智能采油树电路，其输出端与采油树上的阀门控制端电性连接；包括智能控制板、信号采集模块、通信模块、阀门控制模块和平台中央控制系统；其中：r/>[0007]所述信号采集模块输出端与所述智能控制板输入端电性连接；
[0008]所述智能控制板通过所述通信模块与所述平台中央控制系统通信连接，实现信息互联；
[0009]所述阀门控制模块与所述智能控制板电性连接，实现信息互联；
[0010]所述阀门控制模块与采油树上对应的阀门控制端电性连接。
[0011]上述方案中，提供一种适用于海洋石油平台井口采油树的智能采油树电路，实现了传统采油树的智能化控制，有效减轻平台负荷，简化平台的布置；通过通信模块实现对采油树的远程管理和控制；通过信号采集模块的设置，可以实时将采油树的数据采集上传至平台中央控制系统，具备状态感知能力，能智能决策以保护设备、工艺和环境的安全。
[0012]上述方案中，所述智能控制板采用高性能嵌入式SOC进行设计，与平台中央控制系统的通讯接口采用适用于工业现场的RS
‑
485总线接口，并采用工业通用总线协议MODBUS进行通讯。
[0013]其中，所述智能控制板包括控制板主体、嵌入式系统、显示器和控制按钮；其中：
[0014]所述嵌入式系统、显示器、控制按钮均设置在所述控制板主体上；
[0015]所述显示器输入端与所述嵌入式系统输出端电性连接；
[0016]所述控制按钮输出端与所述嵌入式系统输入端电性连接；
[0017]所述嵌入式系统输入端与所述信号采集模块输出端电性连接；
[0018]所述嵌入式系统与所述阀门控制模块电性连接，实现信息互联；
[0019]所述嵌入式系统通过所述所述通信模块与所述平台中央控制系统通信连接，实现信息互联。
[0020]上述方案中，所述显示器采用128*64的液晶显示器，用于显示采油树工作状态、参数，提供人机交互操作界面。智能控制板的控制按钮设置有4个，配合显示器，按钮采用动态方式设计，方便且直观。
[0021]其中，所述嵌入式系统包括微处理器、显示接口、按键接口、通讯接口、模拟信号检测接口、阀门控制接口、阀位反馈检测接口和单片机最小系统；其中：
[0022]所述单片机最小系统与所述微处理器电性连接，构成嵌入式系统的最小系统；
[0023]所述微处理器通过所述显示接口与所述显示器输入端电性连接；
[0024]所述微处理器通过按键接口与所述控制按钮输出端电性连接；
[0025]所述微处理器通过所述通讯接口与所述通信模块连接，实现信息交互；
[0026]所述微处理器通过模拟信号检测接口与所述信号采集模块输出端电性连接；
[0027]所述微处理器通过阀门控制接口与所述阀门控制模块控制端电性连接；
[0028]所述微处理器通过阀位反馈检测接口与所述阀门控制模块信号反馈端电性连接。
[0029]其中，所述微处理器采用STM32F407处理芯片。
[0030]其中，所述智能控制板安装于防爆接线箱中。
[0031]上述方案中，为了实现海洋平台环境下高可靠的工作要求，通过使用防爆接线箱这种特殊的配电设备，其具备防爆功能，可以更好地保护智能控制板不受外部损害。
[0032]其中，所述电路还包括指示灯模块；所述指示灯模块输入端与所述微处理器输出端电性连接。
[0033]其中，所述电路还包括供电模块；所述供电模块为所述智能控制板供电；所述电路还包括光电隔离模块；所述光电隔离模块设置在所述信号采集模块的连接端口和阀门控制模块的连接端口上。
[0034]上述方案中，为了实现海洋平台环境下的工作要求，对输入的电源进行隔离转换处理，对于信号采集模块、阀门控制模块的连接端口采用光电隔离模块实现对输入输出信号的电气隔离。
[0035]其中，所述阀门控制模块包括两个主阀控制模块、四个翼阀控制模块、两个可调节流阀控制模块；其中：
[0036]所述主阀控制模块控制端、翼阀控制模块控制端、可调节流阀控制模块控制端均通过所述阀门控制接口与所述微处理器电性连接；
[0037]所述主阀控制模块信号反馈端、翼阀控制模块信号反馈端、可调节流阀控制模块信号反馈端均通过所述阀位反馈检测接口与微处理器电性连接。
[0038]其中，所述电路还包括线性光耦隔离模块；其中：
[0039]所述信号采集模块输出端与所述线性光耦隔离模块输入端电性连接；
[0040]所述线性光耦隔离模块输出端与所述智能控制板输入端电性连接。
[0041]与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：
[0042]本专利技术提出一种采用嵌入式系统的智能采油树电路，提供一种适用于海洋石油平台井口采油树的智能采油树电路，实现了传统采油树的智能化控制，有效减轻平台负荷，简化平台的布置；通过通信模块实现对采油树的远程管理和控制；通过信号采集模块的设置，可以实时将采油树的数据采集上传至平台中央控制系统，具备状态感知能力，能智能决策以保护设备、工艺和环境的安全。
附图说明
[0043]图1为本专利技术所述电路模块连接示意图；
[0044]图2为一实施例中智能采油树电路模块结构示意图；
[0045]图3为一实施例中J38连接件与STM32F407的电路板图；
[0046]图4为一实施例中按钮开关连接图；
[0047]图5为一实施例中模拟信号输入通道示意图；
[0048]图6为一实施例中阀门信号控制电路图；
[0049本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用嵌入式系统的智能采油树电路，其输出端与采油树上的阀门控制端电性连接；其特征在于，包括智能控制板(1)、信号采集模块(2)、通信模块(3)、阀门控制模块(4)和平台中央控制系统(5)；其中：所述信号采集模块(2)输出端与所述智能控制板(1)输入端电性连接；所述智能控制板(1)通过所述通信模块(3)与所述平台中央控制系统(5)通信连接，实现信息互联；所述阀门控制模块(4)与所述智能控制板(1)电性连接，实现信息互联；所述阀门控制模块(4)与采油树上对应的阀门控制端电性连接。2.根据权利要求1所述的一种采用嵌入式系统的智能采油树电路，其特征在于，所述智能控制板(1)包括控制板主体(11)、嵌入式系统(12)、显示器(13)和控制按钮(14)；其中：所述嵌入式系统(12)、显示器(13)、控制按钮(14)均设置在所述控制板主体(11)上；所述显示器(13)输入端与所述嵌入式系统(12)输出端电性连接；所述控制按钮(14)输出端与所述嵌入式系统(12)输入端电性连接；所述嵌入式系统(12)输入端与所述信号采集模块(2)输出端电性连接；所述嵌入式系统(12)与所述阀门控制模块(4)电性连接，实现信息互联；所述嵌入式系统(12)通过所述所述通信模块(3)与所述平台中央控制系统(5)通信连接，实现信息互联。3.根据权利要求2所述的一种采用嵌入式系统的智能采油树电路，其特征在于，所述嵌入式系统(12)包括微处理器(121)、显示接口(122)、按键接口(123)、通讯接口(124)、模拟信号检测接口(125)、阀门控制接口(126)、阀位反馈检测接口(127)和单片机最小系统(128)；其中：所述单片机最小系统(128)与所述微处理器(121)电性连接，构成嵌入式系统(12)的最小系统；所述微处理器(121)通过所述显示接口(122)与所述显示器(13)输入端电性连接；所述微处理器(121)通过按键接口(123)与所述控制按钮(14)输出端电性连接；所述微处理器(121)通过所述通讯接口(124)与所述通信模块(3)连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘书杰，王尔钧，管申，何连，李炎军，杨可三，刘立焱，刘贤玉，曹峰，冉风光，黄清，苏剑波，王恒，谢茂成，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司湛江分公司中海石油中国有限公司海南分公司，
类型：发明
国别省市：