[发明专利]一种注水井无人巡井智能监控系统及监控方法

权利要求书

1.一种注水井无人巡井智能监控系统，包括一体化高压流量自控仪、无线压力变送器、注水井智能监控柜、3G/4G路由器、计算机，所述一体化高压流量自控仪为流量计、调节阀、执行器及控制器四部分集于一体，所述注水井智能监控柜内设有断路器、DC24V开关电源、注水井数据采集控制模块、DTU无线数据终端、线槽接线端子，其特征在于：还包括注水井数据采集控制模块，注水井数据采集控制模块设置在注水井智能监控柜内；所述注水井数据采集控制模块连接一体化高压流量自控仪和DTU无线数据终端H7710，能够向这两个单元写入或读取数据，DTU无线数据终端H7710与3G/4G路由器为无线连接，通过空中进行数据交换，3G/4G路由器与用户计算机通过网线连接，无线压力变送器获取读取指令后，将油管压力、套管压力以无线方式传送给注水井数据采集控制模块，用户计算机安装有注水井无人巡井智能监控软件；

所述的注水井数据采集控制模块包括按键输入单元、温度传感输入单元、天文时钟电路 、电源变换单元、信号过零采集单元、MCU主控单元、LED数显单元、数据驱动单元、声音报警单元、可控输出信号单元、开关量输出单元，所述MCU主控单元分别与按键输入单元、温度传感输入单元、天文时钟电路 、电源变换单元、信号过零采集单元、LED数显单元、数据驱动单元、声音报警单元、可控输出信号单元、开关量输出单元连接。

2.一种采用权利要求1所述的注水井无人巡井智能监控方法，其特征在于：步骤如下，

第一步，注水井无人巡井智能监控软件在用户计算机上运行，设定计数器使用外部参考信号，设定计数器采集门限，发送读取瞬时流量、累计流量、油管压力、套管压力的指令，这些指令通过3G/4G无线网络发送给注水井智能监控柜的DTU无线数据终端H7710，DTU无线数据终端H7710接收到指令，转换成RS232协议指令发给注水井数据采集控制模块，注水井数据采集控制模块内部的RS232接口电路将RS232协议指令转换成串口数据，发给主控单元PIC16F1937的串口0，主控单元PIC16F1937解析串口0接收的数据，得出测量瞬时流量、累计流量、油管压力、套管压力的指令，由串口1发送给RS485接口电路，RS485接口电路与一体化高压流量自控仪相连，一体化高压流量自控仪获取读取指令后，将现有瞬时流量、累计流量实际数值通过RS485接口返回给注水井数据采集控制模块的RS485接口电路, 无线压力变送器获取读取指令后，将油管压力、套管压力以无线方式传送给注水井数据采集控制模块，RS485接口电路输出串口数据发给主控单元PIC16F1937的串口1，主控单元PIC16F1937解析串口1接收的数据，得到瞬时流量、累计流量、油管压力、套管压力的数据，主控单元PIC16F1937将这些数据由串口0发给RS232接口电路，DTU无线数据终端H7710收到测试数据，通过3G/4G无线网络发送给3G/4G路由器，3G/4G路由器将测试数据传回给注水井无人巡井智能监控软件，注水井无人巡井智能监控软件解析上传上来的数据，从而显示瞬时流量、累计流量、油管压力、套管压力实时数据；

第二步，注水井无人巡井智能监控软件将现场注水井传回的瞬时流量、累计流量、油管压力、套管压力数据存放到数据库中，绘制曲线图，制作EXCEL数据表格，供以后计算和用户通查询；软件操作界面包括远程控制、配置流量、读取流量、实时数据、通信状态、报表查询、曲线查询、历史数据查询，在后台形成历史数据库，数据处理层包括流量计算、报表计算、报警数据处理、RTU指令及数据通信；

第三步，注水井无人巡井智能监控软件根据用户要完成的日配注量，除以24得出每小时瞬时流量，将瞬时流量数据通过3G/4G路由器通过3G/4G无线网络发送指令给注水井智能监控柜的DTU无线数据终端H7710，DTU无线数据终端H7710把接收到3G/4G无线网络指令转换成RS232协议指令，然后发给注水井数据采集控制模块，注水井数据采集控制模块内部的RS232接口电路将RS232协议指令转换成串口数据，发给主控单元PIC16F1937的串口0，主控单元PIC16F1937解析串口0接收的数据，得出瞬时流量数据，由串口1发送给RS485接口电路，一体化高压流量自控仪通过RS485接口获取瞬时流量数据的控制信息，自动控制阀门调节，达到需要控制的瞬时流量值；

第四步，计算机每5分钟获取现场瞬时流量数据，根据传送上来的瞬时流量数据进行对比，如果瞬时流量一致，保持阀门开启度，如果不一致，下发控制命令进行调节；

软件计算流程：用户在计算机上进行读取、配置操作时，系统自动读取这些指令，把这些指令送到数据处理层，数据处理层把这些指令转换成RTU指令，送到通讯层，通讯层把指令送到下端设备RTU；下端设备RTU回应的指令送到数据层，解析出真实的数据送给各个计算模块，同时把结果送到用户界面，计算模块进行流量计算、报表计算、报警数据处理，计算每天起始时间的累计流量，每次流量值减去累计流量值即为今日流量值，储存于数据库中，当该值大于用户设定值时进行报警。