油气生产云平台数据采集终端制造技术

本发明专利技术油气生产云平台数据采集终端，生产数据采集模块采用多个传感器检测油气生产作业参数，在采样时率的控制下进入站控子系统，采样时率根据云平台拥塞评估电路、变化幅度检测电路、时钟发生电路得出，实现依据预先设置的采样时率权重、传感器采集信号的变化幅度、云平台收发数据速率占比，调节采样时率，实现在站控子系统的数据采集源头进行采样时率的设置后再进行传送，能减少数据输出的量，并能避免漏失重要的数据，经数据融合、异常分析，能确保数据的精度及时发现异常，之后进入通信模块，数据融合后信号经公用网络传输到云平台，异常分析后信号经专用网络传输到云平台，以确保云平台及时接收异常数据。保云平台及时接收异常数据。保云平台及时接收异常数据。

【技术实现步骤摘要】
油气生产云平台数据采集终端


[0001]本专利技术属于油气生产数据采集
，尤其涉及油气生产云平台数据采集终端。

技术介绍

[0002]现有油气井生产数据的采集，通过相关传感器（例如抽油机井采用压力变送器检测油压、套压，载荷传感器检测载荷，位移传感器检测位移，抽油机电压、电流采集等，通过摄像头、气体检测仪器等对重点油气井、高危险井等生产环境进行检测），自动采集油气井的生产数据，通过有线或近距离的ZigBee等无线传输到站控子系统，各站控子系统通过无线通讯网络传输到云平台实现数据采集、存储，并可对实时工况分析及历史工况对比分析、报警、清蜡控制等，然而云平台接收、处理的数据庞大，现有技术通常采用控制采样时率的方式来预防云台服务器流量拥塞，尤其是在流量拥塞时，设置采样时率很低或者停止采样，这种在数据采集终端处理的方式会漏失重要的数据。

技术实现思路

[0003]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术提供油气生产云平台数据采集终端，依据预先设置的采样时率权重、传感器采集信号的变化幅度、云平台收发数据速率占比，在站控子系统的数据采集源头进行采样时率的设置后再进行传送，有效的解决了现有技术在数据采集终端控制采样时率的方式，会漏失重要的数据的问题。
[0004]其技术方案是，包括生产数据采集模块、站控子系统、通信模块、云平台，所述生产数据采集模块采用多个传感器检测油气生产作业参数；所述站控子系统在采样时率的控制下接收多个传感器检测的油气生产作业参数，经数据融合、异常分析后连接通信模块；所述通讯模块包括公用网络、专用网络，数据融合后信号经公用网络传输到云平台，异常分析后信号经专用网络传输到云平台。
[0005]优选的，所述采样时率根据云平台拥塞评估电路、变化幅度检测电路、时钟发生电路得出；所述云平台拥塞评估电路通过对云平台收发数据的速率进行除法运算，所得占比经限幅、充电，拥塞时，双二极管导通，经反向与控制电压耦合，调节云平台接收数据的脉冲频率；所述变化幅度检测电路接收传感器检测的油气生产作业参数，经滤波、限幅放大后，经采样保持后进入站控子系统，采样保持前后信号进入差动放大器，得出幅度差值，变化幅度大时，输出幅度差值到时钟发生电路；所述时钟发生电路采用非门、电阻、电容、变容二极管DC1组成的压控振荡器产生方波脉冲作采样时率，并由环形滤波后电压经加权比例运算，耦合到压控振荡器的电源，调节方波脉冲频率，由幅度差值耦合到变容二极管DC1的负极，调节方波脉冲占空比。
[0006]优选的，所述数据融合、异常分析后的具体步骤为：步骤一，采用滑动平均法得出多个传感器检测的油气生产作业参数的预测值；步骤二，采用低通滤波接收多个传感器检测的油气生产作业参数；步骤三，在步骤二的基础上，采用偏度建立动态检测门限判别、剔除粗差，得出实测值；步骤四，采用加权融合算法计算实测值、预测值，得出单个传感器测量数据；步骤五，采用迭代聚类算法对个传感器测量数据进行融合，得出融合数据，将融合后数据与历史故障模型进行逼近，相似度为96％时，判定为异常、故障。
[0007]优选的，所述时钟发生电路包括非门U2、电容C9，非门U2的引脚1、电容C9的一端连接二极管D5的正极，非门U2的引脚1连接电容C10的一端，电容C10的另一端分别连接电阻R23的一端、与非门U3的引脚2，与非门U3的引脚1分别连接电容C9的另一端、电阻R22的一端，电阻R22的另一端、电阻R23的另一端连接电源+5V，与非门U3的引脚3连接非门U4的引脚1，非门U4的引脚4连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接电容C3的一端、电阻R5的一端，电容C3的另一端分别连接接地电阻R4的一端、接地电容C4的一端，电阻R5的另一端分别连接运算放大器AR3的反相输入端、电阻R6的一端，运算放大器AR3的同相输入端通过电阻R7连接地，运算放大器AR3的输出端分别连接电阻R6的另一端、电阻R8A的一端，电阻R8A的另一端分别连接电阻R9的一端、电阻R8B的一端、电阻R10的一端，电阻R8B的另一端连接电源+5V，电阻R9的另一端分别连接电容C5的一端、非门NOT1的引脚1，非门NOT1的引脚2连接电容C6的一端，电容C6的另一端分别连接电阻R10的另一端、非门NOT2的引脚1，非门NOT2的引脚2连接开关K1的控制端、变容二极管DC1的正极，变容二极管DC1的负极连接电容C5的另一端、电阻R15的另一端。
[0008]本专利技术的有益效果：1，通过在站控子系统设置云平台拥塞评估电路、时钟发生电路、变化幅度检测电路，依据预先设置的采样时率权重、传感器采集信号的变化幅度、云平台收发数据速率占比，调节采样时率，调节接收传感器检测的油气生产作业参数，实现在站控子系统的数据采集源头进行采样时率的设置后再进行传送，能减少数据输出的量，并能避免漏失重要的数据；2，将引起故障的各传感器检测数据结合、数据融合、异常分析，能确保数据的精度及时发现异常数据，并根据数据预处理的异常情况选择通过公用网络、专用网络传输到云平台，以确保云平台及时接收异常数据。
附图说明
[0009]图1是本专利技术电路原理图。
[0010]图2是本专利技术步骤流程图。
[0011]图3为本专利技术系统图。
具体实施方式
[0012]以下将结合附图对本专利技术各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，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。
[0013]以下结合说明书附图1至图3，对本专利技术的具体实施方式做进一步详细说明。
[0014]实施例1，油气生产云平台数据采集终端，包括生产数据采集模块、站控子系统、通信模块、云平台，所述生产数据采集模块采用多个传感器检测油气生产作业参数；所述站控子系统在采样时率的控制下接收多个传感器检测的油气生产作业参数，依据预先设置的采样时率权重、传感器采集信号的变化幅度、云平台收发数据速率占比，在站控子系统的数据采集源头进行采样时率的设置后再进行传送，能减少数据传输的量，同时 能避免现有技术通常采用控制采样时率的方式来预防云台服务器流量拥塞漏失重要数据问题，将引起故障的各传感器检测数据结合、数据融合、异常分析，能确保数据的精度及时发现异常数据；所述通讯模块包括公用网络、专用网络，数据融合后信号经公用网络传输到云平台，异常分析后信号经专用网络传输到云平台，以确保云平台及时接收异常数据。
[0015]实施例2，所述数据融合、异常分析后的具体步骤为：步骤一，采用滑动平均法得出多个传感器检测的油气生产作业参数的预测值；步骤二，采用低通滤波接收多个传感器检测的油气生产作业参数；步骤三，在步骤二的基础上，采用偏度建立动态检测门限判别、剔除粗差，也即传感器检测的油气生产作业参数偏离动态检测门限一定值时，剔除出去，得出实测值；步骤四，采用加权融合算法计算实测值、预测值，得出单个传感器测量数据；步骤五，采用迭代聚类算法对个传感器测量数据进行融合，得出融合数据，将融合后数据与历史故障模型进行逼近，相似度为96％时，判定为异常、故障，将引起故障的各传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.油气生产云平台数据采集终端，包括生产数据采集模块、站控子系统、通信模块、云平台，其特征在于，所述生产数据采集模块采用多个传感器检测油气生产作业参数；所述站控子系统在采样时率的控制下接收多个传感器检测的油气生产作业参数，经数据融合、异常分析后连接通信模块；所述通讯模块包括公用网络、专用网络，数据融合后信号经公用网络传输到云平台，异常分析后信号经专用网络传输到云平台。2.根据权利要求1所述的油气生产云平台数据采集终端，其特征在于，所述采样时率根据云平台拥塞评估电路、变化幅度检测电路、时钟发生电路得出；所述云平台拥塞评估电路通过对云平台收发数据的速率进行除法运算，所得占比经限幅、充电，拥塞时，双二极管导通，经反向与控制电压耦合，调节云平台接收数据的脉冲频率；所述变化幅度检测电路接收传感器检测的油气生产作业参数，经滤波、限幅放大后，经采样保持后进入站控子系统，采样保持前后信号进入差动放大器，得出幅度差值，变化幅度大时，输出幅度差值到时钟发生电路；所述时钟发生电路采用非门、电阻、电容、变容二极管DC1组成的压控振荡器产生方波脉冲作采样时率，并由环形滤波后电压经加权比例运算，耦合到压控振荡器的电源，调节方波脉冲频率，由幅度差值耦合到变容二极管DC1的负极，调节方波脉冲占空比。3.根据权利要求1所述的油气生产云平台数据采集终端，其特征在于，所述数据融合、异常分析后的具体步骤为：步骤一，采用滑动平均法得出多个传感器检测的油气生产作业参数的预测值；步骤二，采用低通滤波接收多个传感器检测的油气生产作业参数；步骤三，在步骤二的基础上，采用偏度建立动态检测门限判别、剔除粗差，得出实测值；步骤四，采用加权融合算法计算实测值、预测值，得出单个传感器测量数据；步骤五，采用迭代聚类算法对个传感器测量数据进行融合，得出融合数据，将融合后数据与历史故障模型进行逼近，相似度为96％时，判定为异常、故障。4.根据权利要求2所述的油气生产云平台数据采集终端，其特征在于，所述云平台拥塞评估电路包括运算放大器AR5，运算放大器AR5的反相输入端分别连接电阻R16的一端、电阻R17的一端，电阻R16的另一端连接云平台服务器接收数据速率信号，运算放大器AR5的同相输入端通过电阻R18连接地，运算放大器AR5的输出端分别连接乘法器IC1的引脚4、电阻R19的一端、二极管D4的正极、二极管D3的负极，乘法器IC1的引脚1连接云平台服务器转发数据速率信号，乘法器IC1的引脚6连接电阻R17的另一端，二极管D4的负极连接电源+5V，二极管D3的正极连接电源
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5V，电阻R19的另一端分别连接接地电容C8的一端、双向二极管SD2的左端，双向二极管SD2的右端分别连接电阻R21的一端、运算...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢朋文，李海洋，刘楠，张会，王娟，胡嘉义，
申请(专利权)人：河南油田工程科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：