一种用于油田加热炉/锅炉的智能集控系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于油田加热炉/锅炉的智能集控系统及方法，所述系统包括数据配置模块、规则引擎模块、单炉控制模块、数据存储模块以及数据输出订阅模块。通过本发明专利技术既可以实现对单台加热炉/锅炉进行独立控制，又可以对多台加热炉/锅炉进行集中智能精细化管控。另外，本发明专利技术提供的智能集控系统中，信号接口和通信接口数量丰富、形式多样，具备较高的可靠性、安全性、智能性，还可根据用户需求对系统关键字段、远程控制设备分组等进行自定义，灵活性较高，可以较好的满足现代油田站场加热炉/锅炉现场复杂多变的应用需求。现场复杂多变的应用需求。现场复杂多变的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于油田加热炉/锅炉的智能集控系统及方法


[0001]本专利技术涉及油田加热设备智能控制
，尤其是涉及一种用于油田加热炉/锅炉的智能集控系统。

技术介绍

[0002]油田加热炉/锅炉是油气集输系统中处理、输送等环节应用最多的一种油田专用设备，其作用是将原油、天然气、油气混合物等加热至工艺所需要的温度，满足油气集输工艺及加工工艺的要求，是一种非常重要的油田生产设施。
[0003]目前，国内很多油田场站都在进行升级改造，油田用加热炉/锅炉的数量随之增多，相应的管理和维护难度大幅提升。目前应用较多的控制方式是一对一模式，即一台加热炉/锅炉配一套就地控制系统，就地控制系统只控制与其连接的加热炉/锅炉，与站内其他加热炉/锅炉之间没有关联。这种方式存在一些缺点，首先，当加热炉/锅炉上下游工艺参数需要根据站内所有加热炉/锅炉运行情况进行综合判断时无法实现；其次，许多就地控制系统没有数据存储，分析，上传等功能；最后，目前的就地控制系统大多还停留在基本运行控制，缺乏精细化管理功能。
[0004]因此，需要研究一种既可以对单台加热炉/锅炉进行独立控制，又可以对多台加热炉/锅炉进行集中智能精细化管控的设备，来满足现代化油田站场加热炉/锅炉现场复杂多变的应用需求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于油田加热炉/锅炉的智能集控系统。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下，
[0006]一方面，本专利技术提供了一种用于油田加热炉/锅炉的智能集控系统，所述系统包括数据配置采集模块、规则引擎模块、单炉控制模块、数据存储模块以及数据输出订阅模块，其中，
[0007]所述数据配置采集模块，用于用户账号配置，系统关键字段自定义、远程控制设备/远程控制设备分组自定义以及实例创建/安装，以及用于采集加热炉/锅炉的实时数据；
[0008]所述规则引擎模块，用于根据业务规则设定规则条件，基于所述实时数据，在设定的规则条件中进行过滤和判断，将判断结果发送给所述单炉控制模块；
[0009]所述单炉控制模块，用于对加热炉/锅炉的基本工艺流程逻辑进行控制，基于所述规则引擎模块的判断结果，进行温度控制、氧含量控制或者报警处理；
[0010]所述数据存储模块，用于存储所述实时数据、规则条件及报警信息；
[0011]所述数据输出订阅模块，用于过滤实时采集的数据，当设备正常运行且实时数据输出满足用户设定的条件时，则会将数据转发至kafka或MQTT实时数据；
[0012]所述实时数据包括模拟量参数和数字量参数，所述模拟量参数包括炉体/出口温度、燃气流量、燃气压力、炉体液位、炉体压力、管道压力、环境温度、氧含量、排烟温度以及
电动阀门开度；所述数字量参数包括各个阀、开关以及接触器的开闭状态。
[0013]进一步地，所述数据配置采集模块包括配置单元、自定义单元、创建/安装实例单元以及采集单元，其中，
[0014]所述配置单元，用于系统管理员为用户配置账号；
[0015]所述自定义单元，用于用户对系统关键字段、远程控制设备、远程控制设备分组及集控设备进行自定义，定义远程控制设备还包括定义所述远程控制设备下的点位数据、地址和类型；
[0016]所述创建/安装实例单元，用于用户创建/安装实例，在创建实例时，所述自定义单元一并定义集控产品、实例设备组及集控设备；所述安装实例为异步操作，需输入所述集控设备的地址和账户密码；
[0017]所述采集单元，用于采集加热炉/锅炉的实时数据。
[0018]进一步地，所述安装实例若成功，则将所述定义好的所述远程控制设备作为子设备角色绑定至当前实例的集控设备下，所述远程控制设备被分配至通信协议服务下，并输入所述远程控制设备地址进行通信；反之，若安装失败，则需删除实例并重新安装，或者联系管理员。
[0019]进一步地，所述规则引擎模块包括设定单元及判断单元，其中，
[0020]所述设定单元，用于根据业务规则进行设定规则条件，所述规则条件可根据业务规则情况进行编辑修改；
[0021]所述判断单元，用于基于实时数据，判断是否符合所述规则条件，若符合所述规则条件，则进一步根据所述规则条件将判断结果传输给所述单炉控制模块；反之，若不符合所述规则条件，则不执行动作。
[0022]进一步地，所述单炉控制模块包括温度控制单元、氧含量控制单元及报警单元，其中，
[0023]所述温度控制单元，用于根据所述规则引擎模块对炉体/出口温度的判断结果，对所述加热炉/锅炉采取提火或者降火动作，
[0024]所述氧含量控制单元，用于根据所述规则引擎模块对氧含量值的判断结果，对所述加热炉/锅炉采取提氧或者降氧动作；
[0025]所述报警单元，用于当所述规则引擎模块判断所采集的实时数据异常时，更新报警信息列表，以及输出报警信息和声光提示。
[0026]进一步地，所述提火或者降火动作，是指当炉体/出口温度小于或者大于设定值时，加大或者减小主燃气阀开度，根据燃气阀开度，按照比例加大或者减小主空气阀开度；
[0027]所述提氧或者降氧动作，是指当氧含量小于或者大于设定值时，加大或者减小微燃气阀开度，再根据当前燃气流量，按照比例加大或者减小微空气阀开度。
[0028]进一步地，所述系统采用双MCU硬件架构，其中MCU1采用高性能单片机，主要用于负责信号输入采集和驱动输出；MCU2采用高性价比SoC，主要用于负责加热炉/锅炉智能集中工艺流程逻辑控制、数据采集、数据处理和存储、协议转换、信息传输、智能算法模型、微服务等工作。MCU1与MCU2之间通过片上串口UART0连接。
[0029]另一方面，本专利技术还提供了一种用于油田加热炉/锅炉的智能集控方法，所述方法包括以下步骤：
[0030]为用户配置账号，用户根据需要进行系统关键字段自定义，对远程控制设备/远程控制设备分组自定义，用户创建/安装实例；
[0031]采集实时数据；
[0032]根据业务规则设定的规则条件，基于实时数据，在所述规则条件中进行过滤和判断；
[0033]根据判断结果对加热炉/锅炉进行温度控制、氧含量控制或者报警处理；
[0034]存储所述实时数据、规则条件及报警信息；
[0035]过滤实时采集数据，当设备正常运行且实时数据满足用户设定的条件时，将数据转发至kafka或MQTT实时数据；
[0036]所述实时数据包括模拟量参数和数字量参数，所述模拟量参数包括炉体/出口温度、燃气流量、燃气压力、炉体液位、炉体压力、管道压力、环境温度、氧含量、排烟温度以及电动阀门开度；所述数字量参数包括各个阀、开关以及接触器的开闭状态。
[0037]进一步地，在所述步骤“在所述规则条件中进行过滤和判断”中，若所述实时数据符合所述设定的规则条件，则进一步根据所述规则条件执行控制处理，触发修改另一个或多个远程控制设备下点位值的动作，来达到现场远程控制设备和传感器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于油田加热炉/锅炉的智能集控系统，其特征在于，所述系统包括数据配置采集模块、规则引擎模块、单炉控制模块、数据存储模块以及数据输出订阅模块，其中，所述数据配置采集模块，用于用户账号配置，系统关键字段自定义、远程控制设备/远程控制设备分组自定义以及实例创建/安装，以及用于采集加热炉/锅炉的实时数据；所述规则引擎模块，用于根据业务规则设定规则条件，基于所述实时数据，在设定的规则条件中进行过滤和判断，将判断结果发送给所述单炉控制模块；所述单炉控制模块，用于对加热炉/锅炉的基本工艺流程逻辑进行控制，基于所述规则引擎模块的判断结果，进行温度控制、氧含量控制或者报警处理；所述数据存储模块，用于存储所述实时数据、规则条件及报警信息；所述数据输出订阅模块，用于过滤实时采集的数据，当设备正常运行且实时数据输出满足用户设定的条件时，则会将数据转发至kafka或MQTT实时数据；所述实时数据包括模拟量参数和数字量参数，所述模拟量参数包括炉体/出口温度、燃气流量、燃气压力、炉体液位、炉体压力、管道压力、环境温度、氧含量、排烟温度以及电动阀门开度；所述数字量参数包括各个阀、开关以及接触器的开闭状态。2.根据权利要求1所述的智能集控系统，其特征在于，所述数据配置采集模块包括配置单元、自定义单元、创建/安装实例单元以及采集单元，其中，所述配置单元，用于系统管理员为用户配置账号；所述自定义单元，用于用户对系统关键字段、远程控制设备、远程控制设备分组及集控设备进行自定义，定义远程控制设备还包括定义所述远程控制设备下的点位数据、地址和类型；所述创建/安装实例单元，用于用户创建/安装实例，在创建实例时，所述自定义单元一并定义集控产品、实例设备组及集控设备；所述安装实例为异步操作，需输入所述集控设备的地址和账户密码；所述采集单元，用于采集加热炉/锅炉的实时数据。3.根据权利要求2所述的智能集控系统，其特征在于，所述安装实例若成功，则将所述定义好的所述远程控制设备作为子设备角色绑定至当前实例的集控设备下，所述远程控制设备被分配至通信协议服务下，并输入所述远程控制设备地址进行通信；反之，若安装失败，则需删除实例并重新安装，或者联系管理员。4.根据权利要求1所述的智能集控系统，其特征在于，所述规则引擎模块包括设定单元及判断单元，其中，所述设定单元，用于根据业务规则进行设定规则条件，所述规则条件可根据业务规则情况进行编辑修改；所述判断单元，用于基于实时数据，判断是否符合所述规则条件，若符合所述规则条件，则进一步根据所述规则条件将判断结果传输给所述单炉控制模块；反之，若不符合所述规则条件，则不执行动作。5.根据权利要求1所述的智能集控系统，其特征在于，所述单炉控制模块包括温度控制单元、氧含量控制单元及报警单元，其中，所述温度控制单元，用于根据所述规则引擎模块对炉体/出口温度的判断结果，对所述加热炉/锅炉采取提火或者降火动作，

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永才，乔常明，吴中华，李楠，吕宗才，曾祥茂，王飞，刘辛酉，杨岳佳，陈家林，
申请(专利权)人：深圳市佳运通电子有限公司，
类型：发明
国别省市：