油井監(jiān)控器RTU介紹材料

油井RTU原理及應(yīng)用采油工程研究院自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)研究室

1.RTU功能及原理

2.RTU接線

3.小無線及頻點(diǎn)

4.RTU使用2024/4/11.1.RTU功能及原理RTU（RemoteTerminalUnit遠(yuǎn)程終端控制單元）遠(yuǎn)程油井控制單元適用于油水井單井的遠(yuǎn)程測(cè)控。功能三方面采集：采集下屬的各個(gè)傳感器傳輸：傳輸下屬的各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)到上位機(jī)控制：實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制啟井、停井、聲光報(bào)警、調(diào)速2024/4/11.1.RTU功能及原理外部無線傳感器多數(shù)時(shí)間處于休眠狀態(tài)（微功耗），定時(shí)喚醒運(yùn)行、發(fā)射數(shù)據(jù)，RTU接收數(shù)據(jù)后集中處理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；同時(shí)接收外部（本地鍵盤/上位機(jī)遠(yuǎn)程）命令，根據(jù)命令進(jìn)行本地液晶顯示/數(shù)據(jù)傳輸/啟停井操作/實(shí)時(shí)測(cè)試等相應(yīng)操作。工作原理：2024/4/11.無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊USB接口RS232/485接口操作鍵盤寬溫液晶顯示器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器天文時(shí)鐘

微處理器通訊模塊：光端機(jī)、GPRS等RTU結(jié)構(gòu)1.RTU功能及原理2024/4/11.RTU技術(shù)指標(biāo)：⑴可以無線采集示功圖沖次范圍1-7沖/分（高沖次可以單獨(dú)選定）位移量程：不受限制載荷量程：3T、5T、10T、12T、15T⑵可以無線采集6路模擬量(分辨率4095)，也可直接采集壓力數(shù)據(jù)（需配套相應(yīng)的無線數(shù)傳壓力計(jì)）。⑶可以無線采集4路開關(guān)（曲柄銷子）報(bào)警量。⑷可以無線采集一路電磁流量的瞬時(shí)值及累計(jì)值（目前支持浙江蒼南流量計(jì)或天信流量計(jì)）。⑸可以無線采集一路翻斗或其他計(jì)數(shù)脈沖。⑹可以有線采集電參量瞬時(shí)值（三相電壓、三相電流、三相功率、總功率、功率因數(shù)、有功電度）。1.RTU功能及原理2024/4/11.⑺可以與示功圖同步采集總功率、無功功率、功率因數(shù)曲線。⑻可以與示功圖同步采集3相電流曲線（144點(diǎn)）。⑼可以采集一個(gè)機(jī)器周期的壓力曲線（模擬量1，與示功圖不同步）。⑽可以提供5個(gè)繼電器無源觸點(diǎn)輸出，可作啟井、停井、聲光報(bào)警、故障停機(jī)、兩級(jí)調(diào)速之用。⑾可以存儲(chǔ)500井次（示功圖、總功率、電流、壓力曲線）的數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)存滿后則頂替最早的數(shù)據(jù)。⑿小無線傳輸距離：空曠地不低于50米。⒀具有標(biāo)準(zhǔn)RS232或RS485接口。⒁使用溫度范圍：+50℃至-20℃，當(dāng)在高寒地區(qū)使用時(shí)應(yīng)該加裝溫度控制器。1.RTU功能及原理2024/4/11.

2.RTU接線端子接線圖LED5LED6LED3CH6CH5CH4CH3CH2CH1復(fù)位LED4LED1：3V指示燈LED2：5V指示燈LED3：RTU狀態(tài)指示燈,正常時(shí)1s閃1次，測(cè)試時(shí)閃爍頻率會(huì)變快LED4：無線數(shù)據(jù)載波指示燈,空中有該頻段信息時(shí)則閃爍LED1LED2LED5：發(fā)送指示燈LED6：接收指示燈CH1:5V電源插座CH2:RS485串口插座，接DTU或其他通訊設(shè)備，可以級(jí)聯(lián)（并聯(lián)）多個(gè)設(shè)備，從右到左數(shù)1P—A、2P—B接線時(shí)要注意極性(以扳子標(biāo)注為準(zhǔn))。CH3:RS232串口插座，接DTU或其他通訊設(shè)備，從右到左數(shù)1P—TXD、2P—RXD，3P—GND，(以扳子標(biāo)注為準(zhǔn))接線時(shí)要注意極性。CH4:電參量模塊TTL串口,連接電參量模塊,從右到左數(shù)1P-5V、2P—TXD、3P—RXD、4P—GND，(以扳子標(biāo)注為準(zhǔn))接線時(shí)要注意極性。CH5：DTU復(fù)位繼電器，長(zhǎng)閉無源觸點(diǎn)，可以將DTU電源串接該接點(diǎn)，當(dāng)設(shè)定時(shí)間內(nèi)沒有串口通訊，則該繼電器自動(dòng)斷開3秒鐘，將DTU復(fù)位。CH6：繼電器驅(qū)動(dòng)線插座：5QTBT對(duì)應(yīng)5V、啟井、停井、報(bào)警及調(diào)速繼電器，驅(qū)動(dòng)5V直流繼電器。2024/4/11.3.小無線及頻點(diǎn)

與抽油機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控器RTU配套的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品----小無線采集單元是基于nRF905單片無線收發(fā)模塊開發(fā)的?？梢詫尉膲毫?、溫度、流量、液位、示功圖及各種報(bào)警信號(hào)通過無線方式與RTU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。工作在433MHz的ISM頻段（2.4～2.4835GHz），具有低功耗收發(fā)（小于10mW）、休眠時(shí)微功耗等特點(diǎn)。2024/4/11.3.小無線及頻點(diǎn)頻點(diǎn)：在433MHz的ISM頻段（2.4～2.4835GHz）中區(qū)分出不同的波長(zhǎng)。老程序的RTU頻點(diǎn)在00-15范圍內(nèi)選擇，新版本的頻點(diǎn)范圍是00～63。

同一口井的采集單元及RTU必須配置同樣的頻點(diǎn)并與周圍的油井區(qū)分，才能進(jìn)行通訊。

2024/4/11.4.RTU使用開機(jī)上電后液晶屏顯示主界面，RTU進(jìn)行初始化，并檢測(cè)開啟的各無線采集模塊，直到屏幕下方鍵盤菜單顯示和右上方時(shí)間正常走動(dòng)之后才可進(jìn)行操作。

有時(shí)上電屏幕沒有顯示或顯示黑屏，則可按動(dòng)復(fù)位按扭或重新上電使其正常顯示，另外設(shè)有屏幕保護(hù)功能，當(dāng)RTU沒有鍵盤操作2分鐘后屏幕顯示消失，此時(shí)按返回鍵則屏幕恢復(fù)顯示。有時(shí)按返回鍵沒有反映，說明RTU正在自檢，可以等一會(huì)再操作。2024/4/11.4.RTU使用2024/4/11.4.RTU使用鍵盤共有八個(gè)按鍵，其中：①鍵：自檢功能②鍵：回放功能③鍵：測(cè)試，點(diǎn)測(cè)示功圖④鍵：設(shè)置⑤返回鍵：返回或取消鍵⑥確定鍵：確定⑦⑧兩個(gè)顯示灰度的調(diào)整鍵，當(dāng)溫度引起顯示不合適時(shí)可以通過灰度鍵調(diào)整。2024/4/11.4.RTU使用4.1設(shè)置菜單在主界面按右鍵進(jìn)入設(shè)置菜單可以進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)功能設(shè)置,

選擇好后按確定鍵，提示輸入密碼，出廠默認(rèn)密碼為1。設(shè)置時(shí)間格式化沖次快慢測(cè)試數(shù)據(jù)控制休眠水井設(shè)置設(shè)置地址載荷量程故障停機(jī)設(shè)置頻點(diǎn)傳感器油井類型電參量采集單元通訊速率啟停模式標(biāo)準(zhǔn)位移GPRS超時(shí)測(cè)試周期壓力液面井狀態(tài)2013-09-20（v4.5RH.Z-B）2024/4/11.4.RTU使用時(shí)間設(shè)置可以設(shè)置RTU時(shí)間，設(shè)置->設(shè)置時(shí)間,則可進(jìn)行RTU時(shí)間修正，→、←鍵移動(dòng)光標(biāo)選擇修改項(xiàng)，↑、↓修改光標(biāo)對(duì)應(yīng)的數(shù)值，修正完畢按返回鍵即可，若想對(duì)示功傳感器設(shè)置時(shí)間，按確定鍵可以將時(shí)間傳送到相同頻點(diǎn)的示功儀。

設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過程中，上位機(jī)每天定時(shí)校時(shí)。2024/4/11.4.RTU使用測(cè)試數(shù)據(jù)設(shè)置->測(cè)試數(shù)據(jù),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，是否對(duì)相應(yīng)的采集模塊進(jìn)行采集。→、←鍵移動(dòng)光標(biāo)選擇數(shù)據(jù)項(xiàng)，↑、↓選擇有無。注意：①不需要的參量一定要設(shè)置為“無”，否則RTU每次巡檢會(huì)浪費(fèi)許多時(shí)間。②模擬量1項(xiàng)在示功圖采集后可以采集一個(gè)周期的曲線，有別與其他幾路模擬量，若不需要壓力曲線可選擇模擬量2或3作為壓力測(cè)量為好，這樣比較節(jié)省壓力表的電池電源。2024/4/11.4.RTU使用地址設(shè)置設(shè)置RTU地址0-255，相對(duì)上位機(jī)而言，跟通訊有關(guān)。對(duì)于光纖或電臺(tái)傳輸?shù)南到y(tǒng)，每個(gè)RTU地址是唯一。設(shè)置頻點(diǎn)設(shè)置RTU頻點(diǎn)，注意RTU頻點(diǎn)應(yīng)與所屬各采集模塊頻點(diǎn)必須一致，否則無法采集模塊數(shù)據(jù)。同時(shí)距離比較近的井（小于300米）應(yīng)將頻點(diǎn)差開即不同頻，另外如果在某頻點(diǎn)RTU的CD燈常亮或頻繁閃亮，說明該頻點(diǎn)有干擾，會(huì)影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)某晒β?，最好改變頻點(diǎn)試試。2024/4/11.4.RTU使用電參量設(shè)置->電參量，主要用來設(shè)置電量模塊自身的地址和波特率，若地址不等于1或波特率不為19200bps，則RTU顯示…自動(dòng)搜索電量模塊，檢索到后改為默認(rèn)的設(shè)置，屏幕顯示“是否清零？”，只有必須清零時(shí)才清，否則無需清“0”。啟?？刂?/p>

設(shè)置->啟?？刂?，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體啟停模式設(shè)置。RTU共有五組繼電器，模式1中第一組繼電器為起井,第二組停井,第三組為起井前報(bào)警(10秒鐘),第四組為故障停井(用戶選用),第五組為兩位制調(diào)速控制。02方式為第一組繼電器閉合為啟井，斷開為停井。2024/4/11.4.RTU使用測(cè)試周期設(shè)置->測(cè)試周期，用來設(shè)置示功圖刷新周期，對(duì)于需要功圖算產(chǎn)時(shí)設(shè)為01（1小時(shí)1次）即可，若無需功圖算產(chǎn)設(shè)為8（即8小時(shí)1次）或根據(jù)管理者的需求而定。若設(shè)置為00則半小時(shí)錄取一次示功圖，主要作為研究井況用，不建議采用此間隔，因?yàn)楸容^消耗傳感器的電池。格式化設(shè)置->格式化，此功能一般在RTU第一次使用時(shí)需對(duì)存儲(chǔ)芯片格式化，確保存儲(chǔ)可靠。當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)太多數(shù)據(jù)（RTU可以存儲(chǔ)500井次功圖數(shù)據(jù)）又已經(jīng)上傳時(shí)可以格式化，但這種操作慎用，它將清除所有記錄。2024/4/11.4.RTU使用控制休眠設(shè)置->休眠控制，可以讓所屬頻點(diǎn)的示功儀或各無線模塊進(jìn)入休眠狀態(tài)，此時(shí)示功儀或無線模塊進(jìn)入全休眠狀態(tài)（該選項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)必須打開，參考4.2），該功能在傳感器出廠、運(yùn)輸過程中十分有用，可以最大程度的節(jié)約傳感器電池耗電，當(dāng)需要安裝使用前可以用磁鋼激活傳感器，傳感器則進(jìn)入休眠、喚醒狀態(tài)。零點(diǎn)系數(shù)指的是載荷零點(diǎn)、系數(shù)及沖程標(biāo)準(zhǔn)值。設(shè)置->零點(diǎn)系數(shù)->確定：RTU屏幕顯示“XXXYYYYZZ.ZZ”。其中XXX是載荷零點(diǎn)，YYYY是載荷的量程系數(shù)，ZZ.ZZ沖程標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)值。默認(rèn)050027000.00m。2024/4/11.4.RTU使用傳感器僅針對(duì)壓力表，用來確定上傳數(shù)據(jù)是數(shù)字量還是模擬量，以及小數(shù)點(diǎn)位數(shù)。采集單元此功能是用來檢測(cè)、配置采集單元模塊。操作方法是設(shè)置->采集單元，屏幕出現(xiàn)頻點(diǎn)：功能：模式：此時(shí)用磁鋼激活目標(biāo)采集單元模塊，模塊將返回當(dāng)前的頻點(diǎn)、功能數(shù)據(jù)，根據(jù)需要可以重新配置傳感器的參數(shù)，按上下鍵改變頻點(diǎn)或功能數(shù)，按左右鍵選擇頻點(diǎn)或功能。2024/4/11.4.RTU使用標(biāo)準(zhǔn)位移作為低沖次井（0.5-1次/分）的標(biāo)準(zhǔn)位移用，當(dāng)沖次太低時(shí)傳感器的加速度就失效了，使用該功能可以彌補(bǔ)沖次低端不足。

操作方法先將載荷位移傳感器安裝在曲柄上（注意方向），然后按設(shè)置->標(biāo)準(zhǔn)位移，顯示已經(jīng)采集過的位移載荷曲線，按上下鍵輪流可選擇6條已經(jīng)采集存儲(chǔ)的曲線，按確定鍵則采集新曲線，此時(shí)逐點(diǎn)顯示新采集點(diǎn)，待曲線穩(wěn)定后（約3秒鐘）再按確定則真正開始采集，采集完畢后屏幕提示“是否存儲(chǔ)？”此時(shí)若按左鍵則專門存儲(chǔ)一條標(biāo)準(zhǔn)位移曲線，作為低沖次井的標(biāo)準(zhǔn)位移用，若直接按確定鍵則存為一般的位移載荷曲線，供分析之用，可以記錄6條。該功能可以用于抽油機(jī)上下行程停機(jī)測(cè)量靜載荷或測(cè)量泵漏失之用。2024/4/11.4.RTU使用壓力液面此功能是針對(duì)井下壓力計(jì)或示功圖換算動(dòng)液面之用。液面測(cè)試前要輸入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，設(shè)置->壓力液面,將顯示需要輸入的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，左鍵切換光條，右鍵移動(dòng)光標(biāo)，上下鍵修改。沖次快慢此功能是配合上述標(biāo)準(zhǔn)位移之用。設(shè)置->沖次快慢，01為正常沖次（1-7沖）、02為備用、03為備用，04為特慢沖次（1-0.5沖），設(shè)備默認(rèn)為1。水井設(shè)置

此功能是設(shè)置水井的頻點(diǎn)、地址。激活水井RTU則返回當(dāng)前的頻點(diǎn)和地址，可以改成所希望的頻點(diǎn)及地址，改完后按返回鍵若產(chǎn)生GOOD說明配置成功。2024/4/11.4.RTU使用故障停機(jī)此功能是選擇開關(guān)量報(bào)警（曲柄銷子）啟動(dòng)第2路繼電器之用，若將此繼電器串入停機(jī)回路將可以起到開關(guān)報(bào)警停機(jī)功能，設(shè)置->故障停機(jī),將顯示銷子1、銷子2、開關(guān)量1、開關(guān)量2，分別選擇是或否即可，若無需停機(jī)則都設(shè)成無即可。油井類型01：抽油機(jī)（默認(rèn)）02：電潛泵03：大站通訊速率RTU與通訊模塊之間的通訊速率?？稍?400和9600之間選擇。2400用于數(shù)傳電臺(tái)，9600用于光端機(jī)。默認(rèn)為96002024/4/11.4.RTU使用GPRS超時(shí)僅用于采用GPRS通訊的系統(tǒng)。設(shè)定GPRS超時(shí)時(shí)間和采集時(shí)間。監(jiān)聽RTU與上位機(jī)的通訊端口,當(dāng)在設(shè)定的GPRS超時(shí)時(shí)間內(nèi)沒有正常的數(shù)據(jù)通訊時(shí)，認(rèn)為GPRS通訊模塊掉線，RTU對(duì)其進(jìn)行復(fù)位重啟。井狀態(tài)設(shè)置判斷啟停井狀態(tài)的參數(shù)。01：按載荷判斷啟停井，需要設(shè)置停井閾值和時(shí)率時(shí)刻。02：按電量有功功率判斷啟停井，需要設(shè)置有功功率和時(shí)率時(shí)刻。2024/4/11.4.RTU使用4.2自檢該功能主要用于調(diào)試和維護(hù)各個(gè)功能，退出自檢按返回鍵即可。2024/4/11.4.RTU使用

通訊檢測(cè)在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)可以用RTU檢測(cè)另外RTU的串口通訊是否正常。方法是將兩個(gè)RTU串口連接，RS232方式收對(duì)發(fā)、發(fā)對(duì)收，RS485則A對(duì)A、B對(duì)B。按自檢->通訊確定后屏幕顯示good！，說明串口通訊沒有問題，若是不顯示并屏幕返回說明串口故障。2024/4/11.4.RTU使用電參量自檢自檢->電參量，顯示3相電流、3相電壓、3個(gè)單項(xiàng)有功、P、Q、功率因數(shù)，電壓量程默認(rèn)是600v，電流量程80A，需根據(jù)具體量程設(shè)置。應(yīng)注意在一個(gè)周期內(nèi)總有功正值比較多、3相電流、3個(gè)單相有功應(yīng)相差不多，否則應(yīng)該查看接線是否正確。屏幕下端顯示電量模塊的電壓、電流量程，左右鍵移動(dòng)光標(biāo)，上下鍵修改，使用前注意量程匹配，否則測(cè)試數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。繼電器自檢自檢->繼電器，該項(xiàng)功能可以檢測(cè)5個(gè)繼電器的功能，操作后繼電器依次動(dòng)作，可以聽聲音或使用萬用表測(cè)量通斷。該功能一但接到實(shí)際的啟停井回路后禁用，操作后會(huì)引起電機(jī)動(dòng)作。2024/4/11.4.RTU使用測(cè)量值1自檢自檢->測(cè)量值1，鍵后顯示示功圖、模擬量1-3、銷子1、銷子2，可以獲取各采集模塊的當(dāng)前瞬時(shí)值，對(duì)調(diào)試和維護(hù)非常有用。以下分別介紹：示功圖自檢自檢->測(cè)量值1->示功圖：鍵后顯示：AA，當(dāng)和示功儀傳感器通訊建立起來后顯示MMMMMNNNNNNXXXXX三組數(shù)據(jù)，其中第一組數(shù)據(jù)MMMMM為位移數(shù)字量，第二組數(shù)據(jù)NNNNN為載荷數(shù)字量，第三組數(shù)據(jù)XXXXX為折算成千牛單位的載荷。若AA后面沒有顯示，說明RTU與示功儀之間通訊有問題，由于傳感器是工作在長(zhǎng)休眠、短喚醒的制度下，因此通訊連接需要一定時(shí)間。該自檢功能十分有用，可以檢測(cè)示功儀的原始狀態(tài)好壞。2024/4/11.4.RTU使用模擬量1（模擬量2或模擬量3）自檢自檢->測(cè)量值1->模擬量1（模擬量2或模擬量3）：鍵后顯示：顯示：MMMMMNNNNN二組數(shù)據(jù)，其中第一組數(shù)據(jù)為壓力，第二組數(shù)據(jù)為備用，測(cè)得的壓力數(shù)值是實(shí)際值×100（保留2位小數(shù)），應(yīng)同壓力表顯示表相一致，若不一致表明采集模塊和壓力表之間通訊不正常，可查看采集模塊和壓力表間的通訊線，若一直顯示AA則表明RTU和采集模塊之間通訊故障，可以檢查頻點(diǎn)是否一致，或傳感器電池電壓是否充足。另外由于傳感器是工作在長(zhǎng)休眠、短喚醒的制度下，因此通訊連接需要一定時(shí)間。另外模擬量1若選擇上則測(cè)試示功圖后會(huì)采集一條曲線，若只是想要瞬時(shí)值則選擇其他模擬量，以達(dá)到省電目的。2024/4/11.4.RTU使用銷子1（或銷子2）自檢自檢->測(cè)量值1->銷子1（或銷子2），平常銷子報(bào)警模塊與報(bào)警磁鋼是結(jié)合在一起的，鍵后顯示02為曲柄銷子檢測(cè)正常，取掉磁鋼后若顯示01則為曲柄銷子報(bào)警，此時(shí)說明模塊工作正常。若沒有任何顯示則說明銷子報(bào)警器通訊故障，可以檢查頻點(diǎn)是否一致，或傳感器電池電壓是否充足。2024/4/11.4.RTU使用測(cè)量值2自檢->測(cè)量值2，鍵后顯示開關(guān)量1、開關(guān)量2、液面、流量1、流量2、模擬量4、模擬量5，可以獲取各采集模塊的當(dāng)前瞬時(shí)值。以下分別介紹：開關(guān)量1(開關(guān)量2)自檢自檢->測(cè)量值2->開關(guān)量1（或開關(guān)量2），其他同銷子1自檢。液面自檢需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)置，對(duì)于由壓力計(jì)算液面應(yīng)選擇MN（適用于二線制壓力變送器）。2024/4/11.4.RTU使用流量1自檢流量1適應(yīng)于讀取現(xiàn)成廠家流量計(jì)累計(jì)流量和瞬時(shí)流量，目前做了浙江天信和蒼南氣體流量計(jì)，若是別的廠家則需另特定。自檢->測(cè)量值2->流量1RTU顯示：MMMMMNNNNNXXXXX三組數(shù)據(jù)MMMMM是瞬時(shí)流量（除以100，保留2位小數(shù)），NNNNN是累計(jì)流量，XXXXX是流量的科學(xué)計(jì)數(shù)法表示。所顯數(shù)應(yīng)與流量計(jì)顯示數(shù)字相一致。注意：模塊采用休眠-喚醒方式工作，所以采集數(shù)據(jù)有一定的延遲。2024/4/11.4.RTU使用流量2自檢流量2是脈沖計(jì)數(shù)，適合于翻斗計(jì)量。自檢->測(cè)量值2->流量2RTU顯示：MMMMMNNNNN二組數(shù)據(jù)MMMMM是瞬時(shí)流量（每分鐘脈沖數(shù)），NNNNN是累計(jì)流量，磁鋼晃動(dòng)時(shí)累計(jì)計(jì)數(shù)應(yīng)增加。注意：模塊采用休眠-喚醒方式工作，所以采集過程有一定的延遲。當(dāng)累計(jì)流量需要清0時(shí)，此時(shí)按確定鍵，RTU屏幕出現(xiàn)是否清零？，按確定鍵則清零。2024/4/11.4.RTU使用模擬量4（模擬量5）自檢自檢->測(cè)量值2->流量2RTU顯