一、煤層氣排采遠程監控?系統概述

我公司研制生產的MYC-1煤層氣遠程監控系統主要包括數據采集節點，現場人機終端，無線模塊，服務器和客戶端。其中我公司已設計的客戶端包括基于Chrome核心的瀏覽器網頁客戶端（PC端）和app客戶端兩部分。PC端，以數據監控及分析為主要目的，用戶可以觀察到詳細的實時生產數據；app客戶端，以審查為目的，用戶可以通過它對重要的統計數據進行瀏覽。

MYC-1煤層氣遠程監控系統同時也可以根據需要包含流量計、套壓計等一整套完整的煤層氣排采解決方案。

二、系統工作原理與系統結構

2.1系統工作原理

采集板通過485通訊協議對現場儀表的數據進行采集并儲存，之后由CAN協議將數據傳輸到主板中；主板對接收到的數據進行再處理，一方面將數據傳送到液晶屏加以顯示，另一方面將數據傳送到DTU無線模塊。無線模塊利用移動通訊網（GPRS流量）將數據傳輸到服務器并儲存。客戶可通過PC端或app客戶端，登陸遠程服務器控制端，查看實時數據，歷史數據等并進行遠程控制。如圖1所示。

圖1 工作原理流程圖

2.2系統的組成結構及主要參數

系統的主要組成結構以及參數如下表：

MYC-1煤層氣排采遠程監控系統組成結構及技術參數表

三、MYC-1煤層氣排采遠程監控系統主要功能

煤層氣排采技術

3.1遠程數據采集、傳輸功能：采集板通過485通訊協議對現場儀表的數據進行采集并儲存，之后由CAN協議將數據傳輸到主板中；主板對接收到的數據進行再處理，一方面將數據傳送到液晶屏加以顯示，另一方面將數據傳送到DTU無線模塊。無線模塊利用移動通訊網（GPRS流量）將數據傳輸到服務器并儲存。

3.2遠程控制功能：生產管理員可以通過遠程客戶端對生產井進行遠程調控，下發生產指令后，生產井現場終端會給遠程終端一個反饋信號，確認遠程終端所下發命令是否已執行或需要重新進行調整。

3.3智能排采：系統提供降流壓排采、穩流壓排采兩種智能排采方式。智能排采方式可以減輕監控人員的負擔，在一定程度上解決人員緊缺的問題。

降流壓排采方式根據設定的周期及下降的流壓值，穩定的降低井底流壓，適用于新開尚未產氣或產氣量不穩定的煤層氣井。選擇降流壓模式時，系統自動根據設置的流壓下降值控制電機的工作，每過一定時間對變頻器的頻率進行調整。當一定時間內井底流壓的下降值低于目標值時，人機終端會自動增加變頻器的頻率，使電機加速；當井底流壓的下降值超過目標值時，人機終端會自動減少變頻器的頻率，使電機減速。

穩流壓排采方式根據設定的流壓上下限，平穩地調節變頻器頻率，在保護煤層氣井的前提下，保證產氣量的穩定。選擇穩流壓模式時，系統自動根據設置的流壓范圍控制電機的工作。當井底流壓超過設定范圍上*，人機終端會自動增加變頻器的頻率，使電機加速；當井底流壓超過設定范圍下*，人機終端會自動減少變頻器的頻率，使電機減速。

并且系統可以進行手動定速的人工排采方式人工排采方式對監控人員的要求較高，需要監控人員長時間在線觀察數據，并及時發送控制指令。

3.4報警功能：在PC端“報警設置"欄，設置相應的報警范圍，當超過所設置的報警范圍時，系統就會有語音提示，并推送到app客戶端于服務器上，此外，在相應的井號有相應的報警記錄生成，以便后期查詢及分析。

3.5數據篩選功能：歷史數據功能可以保存以往的數據，方便以后檢查和分析；服務器上可以快速查詢該井的歷史數據，也可以選擇任意時間范圍內的歷史數據進行查看。數據篩選功能主要是針對歷史數據進行篩選，有助于去除異常數據。點擊“歷史數據"欄，選擇所要查詢歷史數據的井號、時間進行查詢。系統提供秒數據、分鐘數據和小時數據三種查詢類型，并可以選擇表格或曲線的形式加以呈現。多井實時動態曲線界面可以進行數據篩選操作，選擇所采用的篩選方式并加以設置。

3.6實時數據監測及歷史數據查詢功能：實時數據曲線可以同時監控多個排采井的實時數據，還可以進行歷史數據查詢、數據篩選、遠程控制、報警設置等操作，是系統實時監控的核心功能。并且歷史數據可以查看日報表、小時報表、分鐘報表，而報表可以以表格和曲線的形式展現。

3.7人力成本的節約：井場實現無人化管理，數據實時監控，節約人力和運營成本。

3.8app客戶端：具有查看井口實時數據、歷史數據和報警信息的功能。掃描PC端上相應的二維碼，下載并安裝對應APP客戶端（支持IOS系統及安卓系統），輸入帳號密碼登錄后，即可通過App客戶端查看各井口的實時數據和歷史數據，點擊井口號可以查看實時動態曲線。

四、煤層氣排采設備技術參數

4.1套壓壓力變送器

HJ3105套壓壓力變送器自帶rs485和4~20mA通信，能和MYC-1煤層氣排采遠程監控系統進行通信；套壓壓力變送器測量范圍：≥2Mpa，壓力測量精度：≤0.1%FS，分辨率：≤1Kpa。電源變化：≤±0.1% 電源低降：≤±0.1%

4.2煤層氣排采液流量計

HLW煤層氣排采液流量計是一種速度式流量儀表，具有計量可靠，成本低，易維修等特點，在氣、固、液三相流的狀態下測量準確性高。流量計自帶RS485信號和4~20mA信號，測量范圍：0.1m?/d~10m?/d，zui小精度要求：小于0.01m?/d，公稱壓力：0.25MPa~1.0MPa。

4.3UPS電源系統

在生產現場動力電源斷電后，UPS電源將給現場各設備提供外接電源并保證MYC-1煤層氣排采遠程監控系統在72小時之內正常傳輸采集數據；同時在動力電源斷電時，發出報警聲。

4.4 GPRS通訊模塊

ZWG-28 GPRS通訊模塊具有超高的抗干擾以及智能的信號傳輸功能。在生產井信號較弱或者干擾較強時，ZWG-28 GPRS通訊模塊會自行放大傳輸信號。

4.5服務器軟件

服務器軟件可以監視多井實時數據、查詢歷史數據以及遠程控制遠程系統的井上設備的運作，服務器上的歷史數據可以以日報表、小時報表、分鐘報表，而報表可以以表格和曲線的形式展現。

4.6RTU柜

RTU箱子集成組成部分以及電路走向，如下圖

五、保養和維護

5.1 日常保養

為防止煤層氣控制柜出現故障，保證設備正常運行，延長控制柜使用壽命，需要對控制柜進行日常的維護，維護內容如下：

確認環境溫度在-40℃～+60℃；

濕度在0%～97%RH；

確認柜體無油霧、無凝水；

確認UPS系統無異常發熱、無異常振動；

確認輸入電源的電壓電流在允許范圍內；

5.2煤層氣排采設備定期維護

為了防止煤層氣排采設備發生故障，確保長時間高性能穩定運行，用戶必須定期(半年內)對控制柜進行檢查，檢查項目及內容見表3：

表3 檢查項目及內容