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某采油厂管道物联网智能巡检系统试点项目
本工程重点以采油厂采油一队作为网络智能巡检系统的试点单位，是管道压力监测、数据传输、远程控制的终端总控点。通过在采油厂4#集输系统和3#注水系统安装智能压力传感器，并配套应急远程控制工艺，同时将石油河区域自动化控制数据实现wi-fi网络数据传输功能，在采油一队值班室建设总控机房。最终完成管道压力及站场plc信号采集、网络实时监测和数据传输、电磁阀门远程控制等自动化改造，实现石油河区域的环保隐患监控和应急远程控制的目标。
本工程项目，是对采油厂4#集输系统、3#注水系统设置管道压力监测系统，并配套应急远程控制工艺；同时，将石油河区域自动化控制数据实现传输功能；建设采油一队值班室总控机房。项目具体内容如下：
根据集输管网流程和地形地貌特点，为实现采油厂4#集输系统压力监测，在管网特征位置设置管道压力监测点，共7处，具体位置入如下：
① 1号集输阀门池增加1个压力监测点，配套xl51px0265智能压力传感器（本项目压力监测点一律选用此型号智能压力传感器，选用太阳能系统供电）。该阀池连接28#站至联合站输油主管线位于跨河段后，用于控制输油流程。
② 3号集输阀门池增加1个压力监测点。该阀门池连接石油河东岸集输流程，位于老桥东侧，用来控制石油河东岸油井流程。
③ 6号集输阀门池增加1个压力监测点。该阀池汇集自山上e15来液及210方向来液，位于15号锅炉房东侧，下坡转弯处。
④ 8号集输阀门池增加1个压力监测点。该阀池连接e15及下坡段4#干线，位于队部门口东侧150米处。
⑤ 141井下坡处阀门池增加1个压力监测点。该阀池连接4-1支线和4-5支线汇总后到4-10支线的下坡管段，位于141井下坡处。
⑥ 3号平台井阀门池加装1个压力监测点。该阀池连接冲断带平台井及4-10支线，位于平台井南侧30米处。
⑦ 18号阀门池增加1个压力监测点。该阀池位于山上庙8井东侧10米处，为串联4-1、4-2、4-5支线的流程切换控制阀，可以使整个4#集输管网形成闭合。当某条支线压力过高时，可用来切换流程，保持4#集输系统的畅通。
①141井集输阀门池安装电磁截止阀，用来在应急状态下关断北侧下山流程，使山下石油河畔集输管线得到关停控制。
②6号集输阀门池安装电磁截止阀，用来在应急状态下关断南侧下山流程，使山下石油河畔集输管线得到关停控制。
③8号集输阀池安装电磁截止阀，主要用于在应急状态下开启集输管网泄压流程。
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序号 |
设备名称 |
型号规格 |
技术参数 |
备注 |
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1 |
智能压力传感器 |
xl51px0265 |
lora无线传输，xl/6-iot、modbus rtu协议；介质：水油混合物；量程：0-2.5mpa；精度：±0.5%f.s.。 |
每个集输压力监测点配置1台。 |
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2 |
电磁阀 |
e80f |
适用介质：水、石油混合物（无杂质）；压力：2.5mpa；温度：常温；管径及工作方式：dn80，常开（通电关闭，断电打开）；工作电压：dc24v；功率：30w；连接方式：法兰连接；材质：不锈钢；安装方式：水平安装；防爆等级：exdllct5。 |
用于6#集输阀门池和141井下坡处阀门池。 |
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3 |
电磁阀 |
e150f |
适用介质：水、石油混合物（无杂质）；压力：2.5mpa；温度：常温；管径及工作方式：dn150，常闭（通电打开，断电关闭）；工作电压：dc24v；功率：30w；连接方式：法兰连接；材质：不锈钢；安装方式：水平安装；防爆等级：exdllct5。 |
用于8#集输阀门池和141井下坡处阀门池。 |
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4 |
太阳能供电系统 |
xlse-80w-120ah |
含：太阳能板、蓄电池、太阳能充电控制器，以及控制箱、安装辅材、配件等。80w，18v太阳能电池板；蓄电池：dc12v，120ah；输出电压：dc24v；电池使用时间：20天无太阳使用。控制箱：户外防水。 |
每个集输监控点配置1套。 |
根据注水管网流程和地形地貌特点，采油厂3#注水线设置管道压力监测点3处，同时配套设置电磁控制阀门3处，实现压力监测和远程应急关停操作，具体位置有：
① 注水流程1号阀池安装压力监测点和远程电磁控制阀门。该阀池连接4#注水场来水及单井b227管线，位于石油河东侧。
② 注水流程3号阀池安装压力监测点和远程电磁控制阀门。该阀池连接上山段管线，位于15#锅炉房西北侧，石油河西侧。
③ 注水流程g139支线安装压力监测点和远程电磁控制阀门。该阀池连接3-2支线及单井g139管线，位于g39井南侧。
上述位置都位于山下沿河处。设置系统监测点和控制点，实现注水系统管道压力的实时监测，以及应急状态下控制石油河畔注水管线紧急关断的操作目标。监测点和控制点的具体位置示意图如下：
设备清单
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序号 |
设备名称 |
型号规格 |
技术参数 |
备注 |
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1 |
智能压力传感器 |
xl51px0265 |
lora无线传输，xl/6-iot、modbus rtu协议；介质：普通水；量程：0-25mpa；精度：±0.5%f.s.。 |
每个注水压力监测点配置1台。 |
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2 |
电磁阀 |
e125f |
适用介质：水、石油混合物（无杂质）；压力：2.5mpa；温度：常温；管径及工作方式：dn125，常开（通电关闭，断电打开）；工作电压：dc24v；功率：30w；连接方式：法兰连接；材质：不锈钢；安装方式：水平安装；防爆等级：exdllct5。 |
用于1#阀池和3#阀池。 |
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3 |
电磁阀 |
e65f |
适用介质：水、石油混合物（无杂质）；压力：2.5mpa；温度：常温；管径及工作方式：dn65，常开（通电关闭，断电打开）；工作电压：dc24v；功率：30w；连接方式：法兰连接；材质：不锈钢；安装方式：水平安装；防爆等级：exdllct5。 |
用于g139支线。 |
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4 |
太阳能供电系统 |
xlse-80w-120ah |
含：太阳能板、蓄电池、太阳能充电控制器，以及控制箱、安装辅材、配件等。80w，18v太阳能电池板；蓄电池：dc12v，120ah；输出电压：dc24v；电池使用时间：20天无太阳使用。控制箱：户外防水。 |
每个注水监控点配置1套。 |
3、石油河区域自动化控制数据实现整合传输功能
在采油一队值班室建设数据收集、显示以及信号报警、发出指令的总控机。将采油厂石油河区域现有数据信号（28号转油站的两台输油泵进、出口压力监测信号和plc控制系统内的数据信号），以及新配置的压力监测信号和远程电磁阀门应急启停控制信号，通过xl80智能主机，传输至总控机内，实现压力实时监测、超压报警和控制阀门的远程启停操作。设备清单
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序号 |
设备名称 |
型号规格 |
技术参数 |
备注 |
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1 |
智能主机 |
xl801e6m |
支持433mhz/rs485/ethernet通讯接口，modbus/mqtt/soap通信协议；dc24v供电，导轨安装。 |
用于plc及压力信号采集。 |
4、通讯网及数据传输方案构建
① 系统通信中心站监控中心设在采油一队队部。在采油一队所在地靠石油河的山边上，建立“管道物联网系统”的通讯中心机站。通信中心站通过wi-fi和监控中心通信，通过lora和其它的监控点，或是局部通信集中节点，通信。通信中心站预留有以太网，4g lte（可选nb-iot）等通讯接口，以便于和其它系统通信，交换数据。
系统中心站配置1台xl90物联网关，1对网桥（网桥的另一端安装采油一队队部），一套防水控制箱。
② 在厂区地点设一个局部通信集中站
在厂区内部地点，设置一套局部通信集中站。该局部通信集中站，配1台xl90物联网关，一套防水控制箱。
③ 在141井地点设一个局部通信集中站
在141井地点，设置一套局部通信集中站。该局部通信集中站，配1台xl90物联网关，一套防水控制箱。
④ 项目通信网络设备清单
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序号 |
设备名称 |
型号规格 |
技术参数 |
备注 |
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1 |
物联网关 |
xl905e6i |
lora、ethernet、rs485、4g lte（nb-iot）通讯接口，a11（油气生产物联网协议）、mqtt、soap、modbus、xl/6-iot等等通信协议；工作电压：24v；壁挂式或导轨安装。 |
用于系统中心站和每一个局部通信集中站。 |
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2 |
防水控制箱 |
bo4515xs6 |
400x5400x150，防护等级：ip664。含电源、开关、端子。用于安装物联网关。 |
用于系统中心站和除28号点外的其它局部通信集中站。 |
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3 |
无线网桥 |
xla2 |
工作模式 ap / cpe / 网桥/转发器， 标准 ieee 802.11b/g/n： 工作频率(信道) 2.412 – 2.472 ghz (ch 1-13) • 发射功率 30 dbm (最大值)；标准 ieee 802.11a/n ： 工作频率 5.15 – 5.35 ghz 5.47 – 5.725 ghz 5.725 – 5.825 ghz • 发射功率 30 dbm (最大值) ；工作温度： -40 °c ～ 60 °c (设备周围环境) ； 雷电保护 en61000-4-5 ，风载荷 可达 216 km/h， 防护等级 ip67；最大速率：300m/867m。 |
安装于中心站和队部。 |
⑤ 通信网络示意图
⑥ 通信网络平面示意图
① 监控平台概述
监控平台作为智能巡检系统的人机对话接口。以图、表形式展示各监测点的实时数据、设备状态。当某监测点数值越限，平台发出声光报警信号。
监控平台软件，将读取的数据，生成历史数据库。将历史数据生成报表、曲线，对相关的数据进行统计、分析，实现用户要求的功能。
监控平台系统，具有远程配置、维护功能。可以随时随地为用户提供九游会登录j9入口的技术支持、技术服务。
监控平台配有智能主机，可通过以太网，或4g通讯方式，将数据转发至其它系统，支持a11（油气生产物联网协议）、mqtt、soap等等多种通信协议。
② 监控系统配置
选择10吋触摸屏cmt3103的作为监控平台的核心设备。
10.1" ，1024 x 600 tft lcd, led背光灯；
无风扇冷却系统；
com2及com3 rs-485 2w支持mpi 187.5k；
主板涂布保护处理在严苛的环境中，能防止腐蚀；
内置电源隔离；
支持以太网接口：10/100 base-t；
nema4 / ip65 前面板防护等级；
wifi 802.11 b/g/n无线网络；
内置 easyaccess 2.0 授权；
1g内存，4g闪存；
内装应用软件、数据库；
另配一台xl80智能主机，一套现场控制箱，安装触摸屏、智能主机，开关、电源等等。
③ 监控平台的通信
监控平台，通过网桥，从系统通信中心站的xl90物联网关，实时读取所有监控点的数据、设备运行状态。
从监控平台下发的控制指令，通过系统通信中心站的xl90物联网关，转发至目标监控点，执行控制操作。
监控平台，可通过企业局域网，或是运营商的4g网络，将数据上传至企业的其它平台，如后续构建的石化物联网大数据平台。
项目综述
① 本项目技术方案的数据传输方式，选用更新一代的物联网传输技术，lora、wi-fi、4g lte（可选nb-iot），等多物联网传输技术结合的方案，以解决采油厂管网巡检项目复杂地理环境下对无线传输的技术要求。并预留有扩展接口（以太网，及4g、nb），及油气生产物联网（a11）协议，接入后续企业构建的大数据服务器。
② 本技术方案的无线通讯网络，按分布式和局部集中的数据传输方案，设计整个系统的通信网络。从而更好的解决采油厂复杂地理环境（有地下监控点、地上监控点、山下监控点、山上监控点、山前监控点、山后监控点）下的物联网络构建。
③ 为本项目设计的通讯网络，严格考虑了保密的要求。所有数据不经过任何第三方企业的内部通信网络，公有云或私有云服务器。
④ 项目的安装方案设计，以最低限度影响正常生产为原则，安装方式简单、方便、快捷为目标。
⑤ 系统监控中心，以简单、适用、方便，易于现场工作人员操作使用为原则进行设计。
⑥ 监测点设备选型，以智能设备、智能传感器，更低功耗为设备原则。
⑦ 系统方案设计，并不仅仅考虑项目试点的监测点，系统设计已经考虑了更多的扩容和兼容能力。在项目实施过程中，如巡检试点需要增加监控点，增加的设备能方便接入通讯网络中，且系统不需进行修改，不管增加的设备是“技术协议”中要求过的，或是未提及的，都能接入，系统具备良好的兼容能力。
总之，项目试点实施后，如要增加更多的监控点，或是更多的监控内容，第三方的设备接入系统，或是本系统接入到第三方的系统，本方案已设计预留有相应的接口和容量，方便后续的系统扩容，并兼容第三方的设备和系统。