一种压裂设备泵控系统及控制方法技术方案

本发明专利技术属于压裂装备技术领域，具体涉及一种压裂设备泵控系统及控制方法。本发明专利技术至少包括多个压裂泵车，每个压裂泵车上设置有与之配套的至少设置有无线传输模块的本地控制器和用于监控状态的传感器，传感器与无线传输模块电信号连接；还包括基站、主控制器、显示器和远程服务器；显示器上至少设置有输入输出模块；每个本地控制器分别与基站电信号连接，主控制器分别与基站及输入输出模块电信号连接；远程服务器与主控制器电信号连接。本地控制器和主控器采用无线传输的方式通信，避免采用有线需现场挖沟、布线困难的问题。本发明专利技术采用冗余备份的结构且在主控制器中设置设备识别器，有效的保障了通信的稳定，且实现了对不同厂家设备的兼容控制。的兼容控制。的兼容控制。

【技术实现步骤摘要】
一种压裂设备泵控系统及控制方法


[0001]本专利技术属于压裂装备
，具体涉及一种压裂设备泵控系统及控制方法。

技术介绍

[0002]随着压裂施工规模的日益扩大，不同厂家压裂装备联合作业，已经成为压裂施工的新常态。由于不同厂商作业设备间的技术壁垒，每个压裂泵车控制和数采系统之间无法互相通信，施工人员现场需操作多种控制终端，工况判断和应急处置均存在滞后现象，已严重影响了压裂施工的质量。同时，现有的控制系统均采用有线的方式进行连接，现场挖沟布线困难，且仅能完成压裂设备的控制和数据显示，缺乏数据储存、远程传输、状态识别等智能化辅助功能，已无法满足压裂施工数智化的需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种压裂设备泵控系统及控制方法，目的在于提供一种能够进行数据储存、无线远程传输、状态识别及油品诊断等智能化辅助功能的泵控系统及方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种压裂设备泵控系统，至少包括多个压裂泵车，每个所述的压裂泵车上设置有与之配套的本地控制器和用于监控状态的传感器，所述的本地控制器内至少设置有无线传输模块，所述传感器与无线传输模块电信号连接；其特征在于：还包括基站、主控制器、显示器和远程服务器；所述显示器上至少设置有输入输出模块；每个压裂泵车上的无线传输模块分别与基站电信号连接，主控制器分别与基站及输入输出模块电信号连接；所述的远程服务器与主控制器电信号连接。
[0006]还包括辅助控制器；辅助控制器在主控制器出现故障时，替代主控制器。
[0007]所述的基站包括无线基站和备份基站；所述的无线基站和备份基站之间电信号连接，且无线基站与备份基站的机构相同，若无线基站故障时替代无线基站。
[0008]所述的主控制器至少包括设备识别器、数据采集模块、控制模块和PLC控制器；所述的设备识别器分别与主控制器或辅助控制器及每个压裂泵车上的无线传输模块电信号连接，并与数据采集模块、控制模块和PLC控制器电信号连接；所述的PLC控制器分别与数据采集模块、控制模块及主控制器或辅助控制器电信号连接。
[0009]所述的主控制器中采用了冗余备份结构。
[0010]每个所述的无线传输模块与基站之间、主控制器与基站及输入输出模块之间、远程控制器与主控制器之间均通过无线的方式进行连接。
[0011]每个所述压裂泵车上还设置有柱塞泵润滑油品监测传感器、防冻液监测传感器、变速箱液压油监测传感器及发动机机油监测传感器；所述的柱塞泵润滑油品监测传感器、防冻液监测传感器、变速箱液压油监测传感器及发动机机油监测传感器分别连接在压裂泵车动力端润滑油箱、压裂泵车水箱、压裂泵车变速箱及压裂泵车发动机上；所述的柱塞泵润滑油品监测传感器、防冻液监测传感器、变速箱液压油监测传感器及发动机机油监测传感
器分别与每个所述的压裂泵车上配套设置的本地控制器电信号连接。
[0012]一种压裂设备泵控系统的控制方法，包括如下步骤，
[0013]步骤一：打开所有压裂泵车上的电源，每个压裂泵车上的本地控制器和无线传输模块均启动，每个本地控制器经对应的无线传输模块通过基站自主寻找主控制器；
[0014]步骤二：基站与每个压裂泵车中的本地控制器建立连接后，主控制器内的设备识别器向每个压裂泵车发送发动机、变速箱的识别信号；
[0015]步骤三：根据不同压裂泵车上的本地控制器对识别信号的反馈，主控制器内的设备识别器完成每一台压裂泵车的识别；
[0016]步骤四：步骤三完成后，由主控制器内的PLC控制器根据不同泵车的型号发送指令给数据采集模块和控制模块，匹配对应的压裂泵车；
[0017]步骤五：数据采集模块接收相应压裂泵车上的各传感器状态数据，控制模块向对应泵车的本地控制器下发控制指令并接收反馈，PLC控制器对各项数据和控制指令进行处理，并输送给输入输出模块进行显示，同时，无线远传给远程服务器。
[0018]作业开始时，主控制器和辅助控制器、无线基站和备份基站同时工作，辅助控制器不参与控制和数据采集，当主控制器或无线基站发生故障无法正常工作时，切换至辅助控制器或备份基站。
[0019]有益效果：
[0020](1)本专利技术采用无线通信网络进行压裂车组的通信及数据传输，采用冗余备份的结构进行装置的方案设计，有效的保障了信号通信的稳定性。
[0021](2)本专利技术通过采用设备识别器，对发动机、变速箱等主要控制组件型号的识别，实现了对不同厂家设备的兼容性控制。
[0022](3)本专利技术的方案中，通过数据储存、无线远程传输和油品诊断等智能化功能的增加，进一步提升了智能泵控系统的数智化水平。
[0023]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术的系统整体结构图。
[0026]图2为本专利技术的主控制器内部结构示意图。
[0027]图3为本专利技术的压裂泵车油品监测传感器布设示意图。
[0028]图中：1、压裂泵车；2、本地控制器；3、无线传输模块；4、无线基站；5、备份基站；6、主控制器；7、辅助控制器；8、远程服务器；9、输入输出模块；1
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1、柱塞泵润滑油品监测传感器；1
‑
2、防冻液监测传感器；1
‑
3、变速箱液压油监测传感器；1
‑
4、发动机机油监测传感器；6
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1、设备识别器；6
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2、数据采集模块；6
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3、控制模块；6
‑
4、PLC控制器。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]实施例一：
[0031]根据图1所示的一种压裂设备泵控系统，至少包括多个压裂泵车1，每个所述的压裂泵车1上设置有与之配套的本地控制器2和用于监控状态的传感器，所述的本地控制器2内至少设置有无线传输模块3，所述传感器与无线传输模块3电信号连接；其特征在于：还包括基站、主控制器6、显示器和远程服务器8；所述显示器上至少设置有输入输出模块9；每个压裂泵车1上的无线传输模块3分别与基站电信号连接，主控制器6分别与基站及输入输出模块9电信号连接；所述的远程服务器8与主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压裂设备泵控系统，至少包括多个压裂泵车(1)，每个所述的压裂泵车(1)上设置有与之配套的本地控制器(2)和用于监控状态的传感器，所述的本地控制器(2)内至少设置有无线传输模块(3)，所述传感器与无线传输模块(3)电信号连接；其特征在于：还包括基站、主控制器(6)、显示器和远程服务器(8)；所述显示器上至少设置有输入输出模块(9)；每个压裂泵车(1)上的无线传输模块(3)分别与基站电信号连接，主控制器(6)分别与基站及输入输出模块(9)电信号连接；所述的远程服务器(8)与主控制器(6)电信号连接。2.如权利要求1所述的一种压裂设备泵控系统，其特征在于：还包括辅助控制器(7)；辅助控制器(7)与主控制器(6)的构成相同，在主控制器(6)出现故障时替代主控制器(6)。3.如权利要求1或2所述的一种压裂设备泵控系统，其特征在于：所述的基站包括无线基站(4)和备份基站(5)；所述的无线基站(4)和备份基站(5)之间电信号连接，且无线基站(4)与备份基站(5)的机构相同，若无线基站(4)故障时替代无线基站(4)。4.如权利要求1或2所述的一种压裂设备泵控系统，其特征在于：所述的主控制器(6)至少包括设备识别器(6
‑
1)、数据采集模块(6
‑
2)、控制模块(6
‑
3)和PLC控制器(6
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4)；所述的设备识别器(6
‑
1)分别与主控制器(6)或辅助控制器(7)及每个压裂泵车(1)上的无线传输模块(3)电信号连接，并与数据采集模块(6
‑
2)、控制模块(6
‑
3)和PLC控制器(6
‑
4)电信号连接；所述的PLC控制器(6
‑
4)分别与数据采集模块(6
‑
2)、控制模块(6
‑
3)及主控制器(6)或辅助控制器(7)电信号连接。5.如权利要求4所述的一种压裂设备泵控系统，其特征在于：所述的主控制器(6)中采用了冗余备份结构。6.如权利要求1所述的一种压裂设备泵控系统，其特征在于：每个所述的无线传输模块(3)与基站之间、主控制器(6)与基站及输入输出模块(9)之间、远程控制器与主控制器(6)之间均通过无线的方式进行连接。7.如权利要求1所述的一种压裂设备泵控系统，其特征在于：每个所述压裂泵车上还设置有柱塞泵润滑油品监测传感器(1
‑
1)、防冻液监测传感器(1
‑
2)、变速箱液压油监测传感器(1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟新荣，张增年，刘东方，柴龙，刘润才，白明伟，车昊阳，杨文伟，付军刚，杨敏，陈飞，马升平，胡洪彬，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：