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(chǎng)人機(jī)終端，無(wú)線模塊，服務(wù)器和客戶端。其中我公司已設(shè)計(jì)的客戶端包括基于Chrome核心的瀏覽器網(wǎng)頁(yè)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(shí)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(duì)重要的統(tǒng)計(jì)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(shí)也可以根據(jù)需要包含流量計(jì)、套壓計(jì)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并儲(chǔ)存，之后由CAN協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街靼逯校恢靼鍖?duì)接收到的數(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(wú)線模塊。無(wú)線模塊利用移動(dòng)通訊網(wǎng)（GPRS流量）將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器并儲(chǔ)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(shí)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并儲(chǔ)存，之后由CAN協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街靼逯?；主板?duì)接收到的數(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(wú)線模塊。無(wú)線模塊利用移動(dòng)通訊網(wǎng)（GPRS流量）將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器并儲(chǔ)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(duì)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(chǎng)終端會(huì)給遠(yuǎn)程終端一個(gè)反饋信號(hào)，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(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)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(shí)間對(duì)變頻器的頻率進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)一定時(shí)間內(nèi)井底流壓的下降值低于目標(biāo)值時(shí)，人機(jī)終端會(huì)自動(dòng)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(shí)，人機(jī)終端會(huì)自動(dòng)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(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)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(huì)自動(dòng)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(huì)自動(dòng)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(dòng)定速的人工排采方式人工排采方式對(duì)監(jiān)控人員的要求較高，需要監(jiān)控人員長(zhǎng)時(shí)間在線觀察數(shù)據(jù)，并及時(shí)發(fā)送控制指令。

3.4報(bào)警功能：在PC端“報(bào)警設(shè)置"欄，設(shè)置相應(yīng)的報(bào)警范圍，當(dāng)超過所設(shè)置的報(bào)警范圍時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)有語(yǔ)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(hào)有相應(yīng)的報(bào)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?cè)摼臍v史數(shù)據(jù)，也可以選擇任意時(shí)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(duì)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(hào)、時(shí)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(shí)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(shí)動(dòng)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(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及歷史數(shù)據(jù)查詢功能：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線可以同時(shí)監(jiān)控多個(gè)排采井的實(shí)時(shí)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(bào)警設(shè)置等操作，是系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控的核心功能。并且歷史數(shù)據(jù)可以查看日?qǐng)?bào)表、小時(shí)報(bào)表、分鐘報(bào)表，而報(bào)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(chǎng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人化管理，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，節(jié)約人力和運(yùn)營(yíng)成本。

3.8app客戶端：具有查看井口實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和報(bào)警信息的功能。掃描PC端上相應(yīng)的二維碼，下載并安裝對(duì)應(yīng)APP客戶端（支持IOS系統(tǒng)及安卓系統(tǒng)），輸入帳號(hào)密碼登錄后，即可通過App客戶端查看各井口的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊井口號(hào)可以查看實(shí)時(shí)動(dòng)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(cè)量范圍：≥2Mpa，壓力測(cè)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(jì)

HLW煤層氣排采液流量計(jì)是一種速度式流量?jī)x表，具有計(jì)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(cè)量準(zhǔn)確性高。流量計(jì)自帶RS485信號(hào)和4~20mA信號(hào)，測(cè)量范圍：0.1m?/d~10m?/d，zui小精度要求：小于0.01m?/d，公稱壓力：0.25MPa~1.0MPa。

4.3UPS電源系統(tǒng)

在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力電源斷電后，UPS電源將給現(xiàn)場(chǎng)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(shí)之內(nèi)正常傳輸采集數(shù)據(jù)；同時(shí)在動(dòng)力電源斷電時(shí)，發(fā)出報(bào)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(hào)傳輸功能。在生產(chǎn)井信號(hào)較弱或者干擾較強(qiáng)時(shí)，ZWG-28 GPRS通訊模塊會(huì)自行放大傳輸信號(hào)。

4.5服務(wù)器軟件

服務(wù)器軟件可以監(jiān)視多井實(shí)時(shí)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?qǐng)?bào)表、小時(shí)報(bào)表、分鐘報(bào)表，而報(bào)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(zhǎng)控制柜使用壽命，需要對(duì)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(wú)油霧、無(wú)凝水；

確認(rèn)UPS系統(tǒng)無(wú)異常發(fā)熱、無(wú)異常振動(dòng)；

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(zhǎng)時(shí)間高性能穩(wěn)定運(yùn)行，用戶必須定期(半年內(nèi))對(duì)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