油气田场站的数据传输系统技术方案

本发明专利技术提供一种油气田场站的数据传输系统，包括场站内用于检测各类设备进行数据采集的传感器，用于将所述传感器采集的数据通过无线传输至协议转换器的无线通信模块，所述无线通信模与所述协议转换器均预先设定有相同的局域网无线标准，所述协议转换器与中心控制设备相连接，所述中心控制设备还与边缘计算机相连接，所述边缘计算机连接有预设通信协议的通信模块，所述通信模块用于与场内特定监控设备进行数据传输，所述场内特定监控设备连接有预设的与所述边缘计算机相同的通信协议的通信模块。本发明专利技术的有益效果是提高油气田场站内信号传输的质量和速度。号传输的质量和速度。号传输的质量和速度。

【技术实现步骤摘要】
油气田场站的数据传输系统


[0001]本专利技术属于油气田场站的检测监控
，是实现场站标准化、无人值守、数字化管理的一种技术方法，具体是一种油气田场站的数据传输系统。

技术介绍

[0002]在油气田开采低压全流程系统中，存在各种类型和数量的设备，包括但不限于阀门、流量计、液位计等传感器和控制设备。设备的数据集中采集到控制柜中的可编程控制器中，在控制柜的操作屏上可以进行设备控制、数据查看的操作。由于控制柜位置固定，进行操作时只能在控制柜前进行。为方便井场工作，需使用平板电脑对井场设备进行控制、数据查看。
[0003]如果用平板直接分别连接井场中的每个设备，各个设备的型号、厂家、数据采集方式、网络连接方式均不相同，平板电脑无法直接与设备进行通信，所以平板电脑只是与控制柜进行通信，通过控制柜来控制井场中的各个设备。
[0004]
技术实现思路

[0005]为解决现有技术的技术问题，本专利技术提供一种油气田场站的数据传输系统，包括场站内用于检测各类设备进行数据采集的传感器，用于将所述传感器采集的数据通过无线传输至协议转换器的无线通信模块，所述无线通信模与所述协议转换器均预先设定有相同的局域网无线标准，所述协议转换器与中心控制设备相连接，所述中心控制设备还与边缘计算机相连接，所述边缘计算机连接有预设通信协议的通信模块，所述通信模块用于与场内特定监控设备进行数据传输，所述场内特定监控设备连接有预设的与所述边缘计算机相同的通信协议的通信模块。
[0006]更进一步的，所述协议转换器通过交换机与所述中心控制设备相连接，所述中心控制设备通过所述交换机与所述边缘计算机相连接。
[0007]更进一步的，所述中心控制设备通与所述交换机有线连接。
[0008]更进一步的，所述边缘计算机还与外部网络连接，还包括与所述外部网络连接的场外可移动监控端，所述场外可移动监控端用于与所述边缘计算机通过外部网络进行数据传输。
[0009]更进一步的，所述边缘计算机通过预定的消息队列遥测传输协议与外部网络进行数据传输。
[0010]更进一步的，所述场内特定监控设备和所述场外可移动监控端均有预定的应用程序编程接口用于处理接受自所述中心控制设备传输的信号。
[0011]更进一步的，所述场内特定监控设备和所述场外可移动监控端均设有用于处理所述中心控制设备所传输数据的应用程序编程接口。
[0012]更进一步的，所述通信模块通过串行接口与所述边缘计算机相连接。
[0013]更进一步的，所述中心控制设备通过预设程序用于识别各所述无线通信模块编号并进行重新定义。
[0014]更进一步的，所述通信模块预设的通信协议为LoRa局域网无线标准。
[0015]这种方式的优点有：通信协议格式针对油气田低压全流程进行设计，便于应用生成、解析。
[0016]通信协议数据包长度较小，适合各种低速率的网络技术使用。通信协议只定义井场设备类型，与具体的设备厂家、型号、数据采集方式无关，应用开发者可以只关注应用本身业务逻辑。
[0017]具体的：1.由监控端直接读取控制柜中可编程控制器的内存信息，耦合度较高。在可编程控制器的软件逻辑改变时，平板端需要大量修改软件程序，本专利技术解决了这一技术问题。
[0018]2. 监控端需要的数据只是可编程控制器内存的一小部分数据，但可编程控制器的程序不会恰好将平板电脑需要的数据存放于连续区域，最极限情况下，可能需要读取可编程控制器的所有内存空间才能获取到需要的几个数据，造成了带宽的极大浪费；本专利技术解决了这个问题。
[0019]3.网络通信协议为可编程控制器厂家提供，在控制柜的可编程控制器品牌可能根据不同井场服务商的需求进行更换时，监控端的软件程序也要重新编写；本专利技术通过统一网络通信协议的方式解决了该问题。
[0020]4.控制柜中有多个可编程控制器时，监控端需要同时无线连接多台可编程控制器，增加了软件复杂性，降低了网络稳定性；本专利技术通过由控制中心统一接收、发送，解决了前述技术问题。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的流程示意图。
具体实施方式
[0022]如图1所示，油气田场站的数据传输系统，包括场站内用于检测各类设备进行数据采集的传感器，用于将所述传感器采集的数据通过无线传输至协议转换器的无线通信模块，所述无线通信模与所述协议转换器均预先设定有相同的局域网无线标准，所述协议转换器与中心控制设备相连接，所述中心控制设备还与边缘计算机相连接，所述边缘计算机连接有预设通信协议的通信模块，所述通信模块用于与场内特定监控设备进行数据传输，所述场内特定监控设备连接有预设的与所述边缘计算机相同的通信协议的通信模块。所述协议转换器通过交换机与所述中心控制设备相连接，所述中心控制设备通过所述交换机与所述边缘计算机相连接。所述中心控制设备通与所述交换机有线连接。所述边缘计算机还与外部网络连接，还包括与所述外部网络连接的场外可移动监控端，所述场外可移动监控端用于与所述边缘计算机通过外部网络进行数据传输。所述边缘计算机通过预定的消息队列遥测传输协议与外部网络进行数据传输。所述场内特定监控设备和所述场外可移动监控端均有预定的应用程序编程接口用于处理接受自所述中心控制设备传输的信号。所述场内特定监控设备和所述场外可移动监控端均设有用于处理所述中心控制设备所传输数据的
应用程序编程接口。所述通信模块通过串行接口与所述边缘计算机相连接。所述中心控制设备通过预设程序用于识别各所述无线通信模块编号并进行重新定义。所述通信模块预设的通信协议为LoRa局域网无线标准；或者使用ZigBee局域网无线标准。
[0023]优选的，中心控制设备选用PLC作为控制设备。PLC设置有触摸显示屏。
[0024]优选的，场内特定监控设备使用平板电脑。场外可移动监控端可为手机、平板电脑或电脑等均可。
[0025]网络传输模块理论上不限制网络技术选型，在本方案中，综合井场需求，选取LoRa网络通信技术作为本方案的网络底层支持。
[0026]平板电脑与控制柜中安装的网络传输模块不区分主从与收发方，均为接收发送双向通信端，只是针对平板电脑和控制柜的接口，在连接方式和网络角色上有所区别。
[0027]多数情况下，网络结构为一对一网络。当井场中存在多个平板电脑时，实际上物理的网络组成是多对多网络，在本网络中，所有的消息均为广播发送，在多个平板电脑时，平板电脑会互相收到其他平板电脑的网络消息。为使网络硬件模块有通用性，减少使用前的设置工作，在硬件模块和网络物理层不做修改，而在平板电脑的软件逻辑和控制柜的软件逻辑中，进行消息过滤，即可将多对多的网状网络视为一对多的星状网络。
[0028]在本方案案例中，可移动监控端选用平板电脑，平板电脑与网络通信模块使用USB接口连接，转为串口通信。
[0029]控制柜中使用边缘计算主机，来收集控制柜中所有的可编程控制器采集的数据。网络通信协议处理解析的功能单独存放于此边缘计算主机，使涉及到修本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油气田场站的数据传输系统，包括场站内用于检测各类设备进行数据采集的传感器，用于将所述传感器采集的数据通过无线传输至协议转换器的无线通信模块，所述无线通信模与所述协议转换器均预先设定有相同的局域网无线标准，所述协议转换器与中心控制设备相连接，所述中心控制设备还与边缘计算机相连接，所述边缘计算机连接有预设通信协议的通信模块，所述通信模块用于与场内特定监控设备进行数据传输，所述场内特定监控设备连接有预设的与所述边缘计算机相同的通信协议的通信模块。2.如权利要求1所述的一种油气田场站的数据传输系统，其特征在于：所述协议转换器通过交换机与所述中心控制设备相连接，所述中心控制设备通过所述交换机与所述边缘计算机相连接。3.如权利要2所述的一种油气田场站的数据传输系统，其特征在于：所述中心控制设备通与所述交换机有线连接。4.如权利要求1所述的一种油气田场站的数据传输系统，其特征在于：所述边缘计算机还与外部网络连接，还包括与所述外部网络连接的场外可移动监控端，所述场外可移动监控端用于与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鼎，
申请(专利权)人：青岛北美油气田环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：