無紙記錄儀的應(yīng)用　　

無紙記錄儀和無線通訊技術(shù)的有機結(jié)合，有效的解決了油田地域十分分散，而又急需解決數(shù)據(jù)遠傳和自動控制問題。本文向你介紹彩色無紙記錄儀在國內(nèi)某大型油田采油集、輸系統(tǒng)中的應(yīng)用一例。

現(xiàn)場情況

　　油田油井十分分散，往往離采油廠幾公里甚至幾十公里，因此，輸送原油及天然氣的管線遍布油區(qū)各地，要想實時獲得每口井以及各個區(qū)域的采油/氣量十分困難，多年來，各大油田的采油站、聯(lián)合站、運銷處等大都采用各采油站填寫報表的形式統(tǒng)計每天每口井以及各個區(qū)域的采油/氣量，然后通過累加的方式獲得月產(chǎn)量，這樣的方法不但要花費大量的人力和物力，很易出錯， 而且在時間上也嚴(yán)重滯后，采油廠、油田很難動態(tài)掌握每口井甚至每個區(qū)域的采油情況，對突發(fā)事件難以做出迅速反應(yīng)，有時甚至造成重大損失。因此，給油田管理帶來諸多不便，對油田整體效益的提高造成重大影響。

系統(tǒng)組成

　　其主要部分有:無紙記錄儀、渦街流量變送器、壓力變送器、Pt100熱電阻以及無線通訊設(shè)備和后方計算機系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如上圖所示。

　　該系統(tǒng)的核心是彩色無紙記錄儀，該產(chǎn)品是研發(fā)、生產(chǎn)的，是以CPU為核心，輔以大規(guī)模集成電路和圖形液晶顯示器的新型智能化記錄儀表，其性能、技術(shù)指標(biāo)達到了*水平，與同類產(chǎn)品相比，該記錄儀有許多獨到之處，特別適合油田現(xiàn)場較為復(fù)雜的顯示和控制需要。首先，它質(zhì)量可靠，性能穩(wěn)定，在線校正，能夠適應(yīng)油田現(xiàn)場惡劣溫度與電磁環(huán)境，另一方面，它所有輸入、輸出信號全隔離，并實現(xiàn)智能調(diào)理、萬用輸入功能，各種信號可直接輸入，記錄儀內(nèi)部可自動識別，且可以為一次儀表提供全隔離配電，使用、維護非常方便；第三方面，精度非常高，可達到千分之一的精度；第四，高性價比。不但能顯示、記錄，而且具有調(diào)節(jié)、報警輸出功能，特別適于高度分散，既需顯示，又需控制的油田現(xiàn)場；第五，其內(nèi)部固化了常規(guī)控制算法、常用介質(zhì)溫壓補償、流量累計等功能塊；第六，它具有通訊和聯(lián)網(wǎng)功能，記錄儀上可配有兩個RS-485接口和一個RS-232接口，使用它們可方便的組成網(wǎng)絡(luò)，另外，體積小、容量大。zui多可達8個輸入通道，也可構(gòu)成8路PID，同時可有12個開關(guān)量輸出。

　　在本應(yīng)用案例中，該系統(tǒng)主要用于采油站、聯(lián)合站對每口井以及各個區(qū)域采油、氣量的實時顯示、記錄，并把實時數(shù)據(jù)通過無線的方式傳送給采油廠的調(diào)度中心，并可對各個實時數(shù)據(jù)進行累計，生成相應(yīng)報表。

　　在該系統(tǒng)中，一般配10個輸入通道、4各輸出通道、6個開關(guān)量輸出的彩色無紙記錄儀。根據(jù)每個采油站、聯(lián)合站的具體情況，其配置作相應(yīng)改變，但zui多可配16通道（包括輸出通道）和12個開關(guān)量輸出，如果一臺無紙紀(jì)錄儀不能滿足需要，可配多臺，多臺記錄儀可公用一臺無線發(fā)射裝置，作為和基地通訊的通道。

　　對于原油，由于其為液體，不需進行溫度壓力補償，對于天然氣，其流量累計采用了彩色無紙記錄儀內(nèi)部集成的的溫度、壓力補償算法。

系統(tǒng)主要功能

　　該系統(tǒng)雖然硬件結(jié)構(gòu)簡單，投資少，但它不但實現(xiàn)了油田采油量的實時采集、顯示，為油田的管理上一臺階，而且可以大大減少意外事故損失，其主要功能有：

　　● 及時性。油田后方能夠?qū)崟r掌握每個區(qū)域、甚至每口油、氣井的生產(chǎn)動態(tài)，為快速制定生產(chǎn)和經(jīng)營方案提供決策依據(jù)。

　　● 自動報警系統(tǒng)。在出現(xiàn)意外情況，如輸油管線破裂，造成主管流量和分支管線流量之和產(chǎn)生較大差異，上位計算機經(jīng)運算發(fā)出報警，提醒用戶及時采取措施，減少事故損失。

　　● 在局部區(qū)域，如一個采油站或聯(lián)合站內(nèi)，出現(xiàn)異常情況，如某管線壓力嚴(yán)重下降，可自動關(guān)閉相關(guān)閥門，防止事故發(fā)生。

　　● 提高統(tǒng)計數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。本系統(tǒng)提供各種形式的自動報表，不但節(jié)約大量人力，也減少了因人為因素造成的誤差。

　　● 系統(tǒng)維護量小。由于采用了無線通訊技術(shù)，野外沒有通訊線路，可大大減少維護量。

　　● 在采油站、聯(lián)合站也可監(jiān)控每口井或每個采油站的生產(chǎn)情況，不但有瞬時流量，而且有累計流量；各參數(shù)不但有棒圖指示，而且有歷史曲線顯示，各項參數(shù)一目了然。

　　● 針對天然氣的特點，我們在記錄儀內(nèi)集成了其流量累積計算算法，其溫度、壓力補償計算公式如下：

　　● 后方作為數(shù)據(jù)服務(wù)器的計算機通過無線方式接收數(shù)據(jù)后，不但本機可以顯示、進行數(shù)據(jù)處理和報表打印，而且可通過網(wǎng)絡(luò)達到數(shù)據(jù)共享。

　　● 雙重記錄功能。無紙記錄儀和后方計算機同時記錄，互為冗余，可較好的防止數(shù)據(jù)丟失，即使計算機中的數(shù)據(jù)由于各種原因丟失，可方便的從記錄儀中取回歷史數(shù)據(jù)。

　　● 本系統(tǒng)現(xiàn)場部分采用無紙記錄儀，集采集、控制、記錄、顯示于一體，結(jié)構(gòu)簡單，功能強大。

　　● 配備了配套的計算機管理軟件，用戶可根據(jù)需要，十分方便的組態(tài)自己所需的畫面及處理數(shù)據(jù)。

　　無紙記錄有以下特點： 快速啟動整個系統(tǒng)（小于 8s ）；低功耗，免風(fēng)扇設(shè)計，提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性； 利用網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，提高了工作效率；使用 TFT-LCD ， 亮度達 350cd/m2 ，色彩絢麗，無視角；具有數(shù)字、曲線、百分比棒圖、追憶、報警狀況、時間等顯示。

編輯本段功能特點

　　系統(tǒng)

　　◇采用大規(guī)模集成電路，名廠元器件精心設(shè)計；

　　◇采用高速、高性能32位ARM微處理器，畫面響應(yīng)時間小于0.2秒，可同時實現(xiàn)12路信號的檢測、記錄、顯示和報警；

　　◇5.7英寸進口SHARP320X240點陣TFT高亮度彩色圖形液晶顯示，CCFL背光、畫面清晰、寬視角。屏幕亮度可以自由調(diào)節(jié)；

　　◇全隔離輸入，可輸入多種信號，無需跳線，通過軟件組態(tài)即可；

　　◇新型開關(guān)電源，85VAC~265VAC范圍內(nèi)正常工作；

　　◇集成硬件實時時鐘，掉電情況下時鐘也能準(zhǔn)確運行；

　　◇提供變送器+24VDC隔離配電；

　　◇全鋁密封外殼及內(nèi)部屏蔽板，保證儀表在惡劣環(huán)境中正常工作；

　　◇大容量FLASH閃存芯片存貯歷史數(shù)據(jù)，掉電丟失數(shù)據(jù)；

　　◇12路繼電器報警輸出。

　　信號

　　◇可輸入各種標(biāo)準(zhǔn)信號，F(xiàn)r、20mA、5V、S、B、K、T、E、J、R、N、Pt100、Cu50、Cu53、BA1、BA2、350Ω、20mV、100mV、10mV、WRe、F1、F2

　　◇信號全量程精度±0.2%

　　◇通道間*隔離

　　◇可提供隔離配電

　　◇提供標(biāo)準(zhǔn)4-20mA輸出

　　軟件

　　◇中文菜單組態(tài)、顯示工程位號，工程單位。軟件密碼鎖保證用戶組態(tài)安全；

　　◇工程量顯示數(shù)值范圍寬，可顯示5位數(shù)值：-9999~19999；

　　◇報警顯示，同時指示各路通道的下下限、下限、上限、上上限報警?？梢杂涗泎ui近的15條報警信息；

　　◇支持流量累積功能；

　　◇4組溫壓補償，支持補償信號輸入、常數(shù)可選，提供多種補償模型，如過熱蒸汽，飽和蒸汽、壓力補償?shù)瘸Ｓ醚a償模型；

　　◇支持真空度科學(xué)計數(shù)法顯示；

　　◇曲線走紙方式可設(shè)定橫向或縱向；

　　◇每4組曲線顯示可以自由組合，自定義曲線顏色；

　　◇內(nèi)置GB2312二級漢字字庫（6500漢字）；

　　◇全新T6輸入法，操作方便。支持漢字拼音輸入，數(shù)字、英文、特殊符號、上下標(biāo)等選擇輸入，采用標(biāo)準(zhǔn)編碼，解決特殊單位及漢字位號的輸入問題；

　　◇漢字位號、單位自定義組合輸入。

　　通訊

　　◇標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口：RS-485和RS-232C；

　　◇支持標(biāo)準(zhǔn)Modbus RTU通訊協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)Modbus TCP通訊協(xié)議，提供多種數(shù)據(jù)類型，如百分量、工程量、累積量等，除支持本公司ScanX數(shù)據(jù)管理軟件外，還支持iFIX、組態(tài)王、MCGS、PCAuto等流行專業(yè)組態(tài)軟件，無需驅(qū)動；

　　◇使用USB2.0接口轉(zhuǎn)存和備份歷史記錄，支持256M、512M、1G優(yōu)盤；

　　◇支持FAT16/FAT32文件系統(tǒng)類型，Windows可識別歷史記錄文件；

　　◇外接微型打印機，可手動打印數(shù)據(jù)、曲線#8a87fc，自動定時打印數(shù)據(jù)，滿足用戶現(xiàn)場打印的需要。

　　無紙記錄儀的計量性能要求

　　l、基本誤差

　　無紙記錄儀的準(zhǔn)確度等級和zui大允許誤差應(yīng)符合表1規(guī)定。（基本誤差以其他方式表示時，以儀表銘牌或說明書為準(zhǔn)）。

　　2、通道顯示一致性（多通道時適用）

　　如果儀表使用說明書無特殊說明時，多通道無紙記錄儀各通道間的zui大顯示差值應(yīng)不超過3b

　　b:無紙記錄儀數(shù)字顯示部分分辨率

　　3、穩(wěn)定性

　　3.1 模糊誤差

　　無紙記錄儀數(shù)字顯示部分只允許按分辨力計數(shù)順序（增、減）改變示值，而不能間隔跳動，其不同的數(shù)字位應(yīng)同步，不應(yīng)產(chǎn)生模糊誤差。

　　3.2 波動

　　無紙記錄儀數(shù)字顯示部分零點和示值波動用量化單位（分辨力值）表示。

　　一般儀表的波動不大于lb;分辨力高（a%FS≥10b）儀表的波動不大于2b

　　a-無紙記錄儀準(zhǔn)確度等級

　　3.3 短期漂移

　　儀表經(jīng)預(yù)熱、預(yù)調(diào)后，lh內(nèi)的zui大漂移值應(yīng)不大于zui大允許誤差的1/4

　　4 重復(fù)性誤差

　　4.1 一般儀表數(shù)字顯示部分的重復(fù)性誤差應(yīng)不大于lb;

　　4.2 分辨力高（a%FS≥10b）的儀表數(shù)字顯示部分其重復(fù)性誤差應(yīng)不大于zui大允許誤差的1/4

　　無紙記錄儀通用技術(shù)要求

　　1、外觀

　　1.1 結(jié)構(gòu)件

　　儀表的結(jié)構(gòu)件應(yīng)有良好的表面處理，不應(yīng)有鍍層脫落、銹蝕、霉斑等現(xiàn)象，也不應(yīng)有劃傷、沾污等痕跡，不應(yīng)有明顯變形損壞或缺件。

　　1.2 連接機構(gòu)

　　儀表外部接線端子應(yīng)齊全，接頭與插座之間應(yīng)有定位裝置，以保證接擂時各接插點具有惟一的對應(yīng)關(guān)系，插人單元及插件應(yīng)有緊固或鎖緊裝置。

　　1.3 標(biāo)志和符號

　　儀表面板或銘牌上的標(biāo)志、文字、圖形符號、數(shù)字和計量單位等應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)范，并應(yīng)鮮明、清晰，不應(yīng)殘缺和沾污。

　　2、 顯示

　　2.1 讀數(shù)顯示機構(gòu)

　　儀表顯示讀數(shù)應(yīng)清晰、無疊字、亮度均勻，不應(yīng)有缺筆劃或無測量單位等現(xiàn)象，狀態(tài)顯示應(yīng)正確。進入工作狀態(tài)后，畫面顏色、清晰度、畫面切換應(yīng)正常。

　　2.2 顯示范圍

　　儀表應(yīng)能按照設(shè)定范圍進行全量程的顯示。

　　2.3 顯示方式

　　儀表應(yīng)能在數(shù)字顯示、棒圖顯示、曲線顯示及其他顯示功能之間相互切換。

　　3、數(shù)據(jù)存儲

　　3.1、存儲介質(zhì)：可同時具有不同存儲介質(zhì)，每種存儲介質(zhì)應(yīng)符合說明書相應(yīng)要求。

　　3.2、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存：可選擇自動或手動方式在不同存儲介質(zhì)間轉(zhuǎn)存。

　　3.3、數(shù)據(jù)存儲、記錄間隔和記錄時間應(yīng)符合說明書相應(yīng)要求。

　　4、安全性能

　　4.1、絕緣電阻