E5318系列产品用户手册.docx
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E5318系列产品用户手册
自动化产品系列
E5318系列产品用户手册
版权声明
《E5318系列产品用户手册》由北京安控科技股份有限公司编写，适用于E5318井场主RTU、E5318-I井口采集单元、E5318-II阀组间通讯RTU。
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说明
本手册主要介绍E5318系列产品的特点、功能、使用及调试方法，主要分为五部分内容：
第一部分：
E5318系列产品介绍；
第二部分：
E5318-I井口采集单元使用调试说明；
第三部分：
E5318井场主RTU使用调试说明；
第四部分：
E5318-II阀组间通讯RTU使用调试说明；
第五部分：
E5318系列产品调试疑难解答。
如果您是初次使用我们的产品，请仔细阅读该用户手册，了解产品的各项性能，合理配置硬件和软件资源，使我们的产品成为您工程项目实施过程中最成功的选择。
我们将不断地丰富手册内容，为您陆续提供现场应用实例。
您在使用中如有疑问，请登录安控公司网站查阅相关资料。
第一部分
E5318系列产品介绍
1.产品概述
E5318系列产品是针对油田井口数据采集及水井配水控制而生产的远程控制终端（RTU），其采用了先进的工业级产品作为核心和接口部件，具有功能强，可靠性高，抗干扰能力强，应用灵活等特点，既可以远程监控，也可以独立完成各项功能。
E5318系列产品主要有E5318-I井口采集单元、E5318井场主RTU及E5318-II阀组间通讯RTU。
E5318-I结合负荷传感器、角位移传感器及现场仪表可实现示功图、电量等多种信号的检测。
E5318井场主RTU主要负责井口采集单元、阀组间通讯RTU的数据采集、信息传输及井场视频监控，并通过无线网桥或者光缆与站点的上位机进行通信。
E5318-II阀组间通讯RTU主要检测注水井压力、注水流量、汇管压力等信息。
产品的系统架构图如下：
2.产品特点
E5318系列产品是在做了大量的现场调研，征求了许多专家及用户意见而设计的，因此在技术上有许多独到之处，具体体现为以下几点：
●结构合理，安装方便，可直接应用于工业现场。
完备的供电、检测、控制、安装、防护设计，用户无须二次配置。
井口焊接支架或埋地安装，井场立杆悬挂安装，阀组间壁挂式安装。
外加保护箱，可很好地起到了防雨、防晒、防尘的作用。
●配置合理，具有很强的现场适应能力
具有多种类型的输入、输出信号，井口采集器可直接引入电压、电流采集电量。
具有24V仪表电源输出，可直接引入两线制仪表。
●灵活的通讯方式，标准的通讯协议。
提供多种对外通讯接口，如RS232、RS485、网口等。
内嵌2.4G无线通信模块。
支持标准的Modbus协议。
●现场监控和远程监控兼备，为系统操作、诊断、维护和升级提供了方便。
控制器可作为控制系统中的一个站点联网工作，也可独立运行完成各项功能。
可现场设定控制器参数，也可远程设定。
程序可实现现场下载，软件升级方便。
●工业标准设计，能够工作于各种恶劣环境。
内部器件均选用优秀的工业级产品，具有卓越的温度特性，可在恶劣环境下工作。
使用温度可达-40℃~70℃，存储温度达-40℃~80℃，不需要特殊的加热器或冷却装置。
●充分的可靠性设计，严格的质量检验，为用户提供了可靠的保证。
电源、信号入出口均有保护措施，并与主控电路隔离。
具有看门狗及数据掉电保护功能，可长期保存设定参数。
产品的研制、生产、检验严格按照ISO9001质量体系标准进行。
3.产品指标
3.1RS232通信接口技术指标
项目
指标
通讯端口
RS232数据终端设备（DTE）DB-9P
波特率
1200bps到57600bps可调
传输距离
电缆最长15.2m
通信协议
ModbusRTU
3.2RS485通信接口技术指标
项目
指标
通讯端口
RS485数据终端设备（DTE）
波特率
1200bps到57600bps可调
传输距离
电缆最长1200m
通信协议
ModbusRTU
3.3ETHERNET通信接口技术指标
项目
指标
通讯端口
RJ45
通信速率
10Mbit/s
传输距离
电缆最长100m
通信协议
ModbusTCP
3.4AI接口技术指标
项目
指标
A/D分辨率
16位
输入阻抗
<200Ω
精确度
±0.2%F·S（25℃）±0.5%F·S（全温度范围）
响应时间
10ms（从10％到90％的信号改变）
3.5DI接口技术指标
项目
指标
最大输入
30VDC
最小ON输入
15VDC
最大OFF输入
2VDC
标准输入电流
5mA@15VDC12mA@24VDC
3.6DO接口技术指标
项目
指标
输出类型
机械式继电器
输出触点容量
AC250@5ADC24V@3A
继电器寿命
1500000次（0~250mA）600000次（250~1000mA）
触点隔离
AC1000V
输入、输出隔离
优于AC1500V
项目
指标
输入电压
220VAC±20%50Hz
工作温度
-40~+70℃
工作湿度
5~95%无结露
3.7工作环境技术指标
第二部分
E5318-I井口采集单元使用调试说明
4.结构形式与配件
4.1结构形式
线槽
空开
语音报警喇叭
电源
接地汇流条
进线孔
天线孔
主控模块
保护箱
箱锁
E5318-I井口采集单元由主控模块（Super32-L308）、电源、语音报警喇叭、接地汇流条等组成。
电量及无线通信模块内嵌于主控模块中。
保护箱外形尺寸为400*300*150，可起到防雨、防晒、防尘作用。
4.2主要配件
E5318-I井口采集单元的主要配件为负荷传感器、角位移传感器和电流互感器。
电缆穿孔
保护罩
外壳
接线端子
电流互感器
5.原理框图
E5318-I井口采集单元的核心部件为主控模块（Super32-L308），其提供1路RS232，1路RS485，6路AI，4路DI，3路DO，其原理框图如下：
6.系统功能
E5318-I井口采集单元具有如下功能：
1）检测功能：
检测抽油机示功图、电压、电流、启停状态等；
2）远程通信功能：
远程控制抽油机的启停，读取、设定工作参数；
3）现场操作功能：
通过笔记本电脑现场显示示功图，读取、设定工作参数；
4）错误判断功能：
自动判断主控模块及现场仪表错误，给出错误信息，此错误信息可通过笔记本电脑读取，也可远程读取；
5）初始化功能：
对控制器进行初始化，取缺省设定参数。
7.安装与接线
根据井口采集单元设计图纸要求及现场接线图安装相应仪表，如负荷传感器、角位移传感器等。
7.1负荷传感器安装
1）光杆卡子卡在光杆的下部（确保卡子抱死），防止光杆下滑；
2）卸下光杆原固定卡（有工字钢的要卸下工字钢）；
3）负荷传感器上软体面朝上安装，注意信号出线头朝向抽油机方向；
4）电缆穿过穿线钢管接至井口采集单元。
7.2角位移传感器安装
1）将角位移底板焊接到抽油机中轴上方的游梁上。
底板与游梁
长边尽量水平，夹角应小于5度；
2）穿线钢管安装在靠近角位移传感器的机架上；
3）传感器安装到底板上；
4）电缆穿过穿线钢管接至井口采集单元。
天线安装示意图
7.3天线安装说明
5）拧下天线螺母；
6）将馈线从天线孔穿入箱内；
7）拧紧天线螺母；
8）将馈线连接到控制器的
天线接头上。
7.4内部接线
三相电参采集单元内部接线图
此图为设备出厂时的内部连接说明。
7.5现场接线
此现场接线图为现场仪表连接示意图，根据图示接入信号及仪表。
8.调试软件介绍
E5318-I井口采集单元是针对井口数据采集而生产的远程控制终端，并具有配套的调试软件RPC1.0，其安装软件为RPC1.0.msi。
RPC1.0软件操作简单，使用方便，只需简单的参数配置就可以适应现场情况，显示油井和抽油机的具体工作状况，如：
功图数据、电压、电流、启停状态等信息。
8.1软件安装
运行【RPC1.0.msi】，出现如下界面：
点击【下一步】，出现如下界面：
默认路径安装，直接点击【下一步】；
更改安装路径，点击【浏览】—>【下一步】，出现如下界面：
点击【下一步】，开始安装直到安装完成，点击【关闭】。
此时桌面会创建快捷图标
，双击此图标即可运行调试软件。
8.2软件卸载
点击桌面左下方【开始】按钮，选择【程序】—>【ECHO】—>【RPC】—>【Uninstaller.exe】,出现RPC卸载界面。
点击【确定】按钮，开始卸载，直到卸载完成后退出。
9.调试指南
9.1运行状态指示
在主控模块右上端有多个状态指示灯，其含义如下：
状态指示灯
含义
说明
Wp1
预留
Wq1
预留
PWR
电源指示
上电后常亮
RUN
运行状态指示
正常时一秒闪烁一次
STAT
2.4G无线通信指示
收发数据时闪烁
ERR
错误状态指示
有错误时闪烁
DO0～DO3
数字信号输出状态指示
当DO为ON时亮
DI0～DI3
数字信号输入状态指示
当DI为高时亮
TXD0
RS485发送指示
RS485通信时交替闪烁
RXD0
RS485接收指示
TXD1
RS232（COM1）发送指示
COM1通信时交替闪烁
RXD1
RS232（COM1）接收指示
9.2运行过程指示
控制器上电运行过程是：
系统上电——主控模块初始化——无线通信模块初始化——正常运行。
在此过程中，指示灯按照如下规律闪烁：
●系统上电——PWR灯亮。
●主控模块初始化——上电PWR灯亮约1秒后，指示灯RUN、STAT、ERR全亮，约1秒后STAT、ERR灭，主控模块初始化结束，RUN灯闪烁。
●无线通信模块初始化——主控模块初始化后，RUN灯闪烁，此时主控模块对无线通信模块进行初始化，约3秒后STAT灯连续闪烁，然后熄灭，无线通信模块初始化结束。
在此过程中，若RUN灯闪烁3秒后，STAT灯未连续闪烁，重复主控模块初始化过程，说明无线通信模块初始化失败。
9.3调试界面
控制器初始化正确后，运行RPC1.0软件，出现如下界面：
该界面可以划分成如箭头所示七个区域：
1）参数设置区：
包括本机设置、基本参数、帮助信息。
2）数据显示区：
包括功图数据（只有在功图读取后才有显示）、单相电参值、载荷角位移数据。
3）功图曲线显示区：
显示当前读取到的功图曲线。
4）功图采集操作区：
包括功图采集、读功图、清功图等。
5）三相电参显示区：
包括三相电压、电流值，有功、无功功率值，有功、无功电能值，视在功率，电网频率，功率因数，断相状态等信息。
6）开关机及状态显示区：
包括开关机操作及状态显示，显示报警、触点动作、测量延时等。
7）功图采集状态显示区：
显示功图采集过程状态，此区显示内容用于特殊调试，用户无需了解。
9.4本机设置
在RPC调试界面的参数设置区中，点击【本机设置】，出现如下界面，在此界面设置电脑通信参数。
【通信设备】：
选择串口号，范围为COM1～COM8，默认为COM1。
【站号】：
Modbus协议站号，范围为1～254，默认为1。
【波特率】：
根据实际使用的波特率进行选择，范围为1200～57600,默认为9600。
参数设置完成后点击【确定】存储参数，参数存储路径可通过【浏览】修改；点击【退出】退出设置界面。
9.5基本参数设置
在参数设置区点击【基本参数】，出现井口配置基本参数设置界面：
在参数框内通过下拉方式或直接输入数据修改参数，红色（图中下划线）标注为主要修改参数，其余取缺省值，见“参数设置参照表”。
【上载】：
读取井口采集单元当前的参数信息。
【下载】：
将参数信息写入井口采集单元。
【保存】：
将参数信息保存到参数配置文件。
【默认配置】：
恢复出厂时的默认配置信息。
注意：
参数设置完成后，主控模块重新上电，确保设置参数可用。
红色标注部分说明如下：
井号：
当前调试井口的名称，可以根据现场井口编号进行设置，例如11-11，最大设置8个字符。
通道号：
是指无线通讯通道号，可设置范围为0-15，同一个井场及所属设备的通道号必须相同，为了避免通信干扰，相邻井场的通道号不能重复。
地址：
是指设备的无线通信地址，可设范围为0-15，同一井场下的井口设备地址不能重复。
触点寄存器状态：
电机控制箱引出的开机触点类型（常开或常闭），根据实际接线选择。
角位移零点/角位移满度：
角位移正负45度的标定值，一般出厂时此标定值对应4mA～20mA电流信号，则角位移零点和角位移满度分别设为400和2000。
若对应6mA~16mA电流信号，则角位移零点和角位移满度分别设为600和1600。
驴头半径：
抽油机实际驴头半径，该参数要根据实际情况准确填写，单位为cm，例如实际驴头半径为2.9米，则输入290。
负荷零点/负荷量程：
负荷零点为当负荷值为0kN时,RTU对应的AD采集值；其计算公式为：
负荷零点=（0kN输出电流值–4mA）/16*40000+10000；负荷量程表示最大负荷的KN值，需要根据现场负荷的量程来输入，例如负荷传感器最大负荷为150.00KN，则其输入为15000。
参数设置参照表
名称
数值范围
缺省值
备注
主要修改参数设置部分
井号
xxxxxxxx
88888888
根据现场井口编号进行设置，最大设置为8个字符
通道号
0～15
0
2.4G无线通信通道号
地址
0～15
0
根据现场井口抽油机情况而定，地址不能重复
触点寄存器状态
常开/常闭
常开
根据现场实际情况接入
角位移零点
400～2000
400
假如采用角位移电流信号为4mA～20mA
角位移满度
400～2000
2000
驴头半径
150～300
290
根据现场实际测量输入
负荷零点
10000～20000
10000
根据公司标定负荷标定值输入
负荷量程
10000～15000
15000
默认参数设置部分
功率
0～4
4
最大发射功率为4（表示4mW）
功图采集周期
0～65535
600
连续两个功图之间的采集间隔，600表示为600s
功图采集间隔
2～100
5
根据实测的冲次自动计算，单位为10ms
功图采集点数
360～600
600
位移载荷数据对的点数
电流输入量程
0～10000
10000
浮点数转换为整数来运算，即将浮点数乘以10的小数点位数次方，例100.00*100=10000
电压输入量程
0～45000
45000
采集电压的最大量程，表示方法同电流输入量程，450.00V
电流互感器变比
固定值
2000
电量采集连接的电流互感器变比，2000表示20.00
电压互感器变比
固定值
100
电量采集连接的电压互感器变比，100表示1.00
启停判断
功图/启停状态/电流
启停状态
根据启停状态信号判断
标定系数
70～200
100
标定系数=（自动测量的冲程/现场实际测量冲程）（保留两位有效数字）*100。
100表示1.00
位移滤波系数
1～100
100
滤波系数范围1～100，100表示没有滤波
负荷增益
100～200
200
负荷增益=（满量程输出电流值-0kN输出电流值）*12.5
负荷滤波系数
1～100
100
滤波系数范围1～100，100表示没有滤波
功图滤波系数
2~10
4
默认值为4
9.6开关机控制及状态显示
在RPC调试界面中，开关机及状态显示区含义如下：
【开机】：
启动抽油机，开机语音报警后开机。
【关机】：
停止抽油机。
【开关机状态】：
显示抽油井的开、关机状态，绿色表示开机，红色表示为关机。
【开机报警】：
开机报警倒计时，时间为63S。
【触点动作】：
开机输出触点动作倒计时，时间为5S。
【测量延时】：
开、关机后到稳定运行的延时倒计时，延时期间不做功图采集处理。
9.7功图采集操作
在RPC调试界面中，功图采集操作区含义如下：
【开始扫描】：
显示功图采集状态，三相电量参数，启、停井状态等。
选中“读功图”复选框，按照功图采集周期自动读取功图。
【读功图】：
手动读取当前功图。
【清功图】：
清除当前所显示的功图曲线。
【功图采集】：
主控模块开始采集功图数据，当实际采集点数与功图采集周期点数相同时，显示功图曲线。
【功图复位】：
清除本次采集命令。
说明：
控制器操作命令之间没有先后顺序，但最好先点击【开始扫描】，这样在操作其他命令时能直接观察命令执行后的状态变化，方便调试。
10.调试步骤
1）检查系统内部接线及仪表接线，串口（COM1）与计算机正确连接；
2）系统上电；
3）观察主控模块状态指示灯，判断系统初始化及运行是否正常；
4）运行调试软件，设置井口参数，包括“本机设置”、“基本参数”；
5）参数设置完成后，对系统重新上电，以保证参数设置可用；
6）检测抽油机开、关机控制，判断语音报警是否正常；
7）观察抽油机运行状态和电量数据显示是否正确；
8）采集功图，观察功图曲线，判断曲线形状是否正常；
9）以上操作均正常完成后断开计算机与串口的连接，调试结束。
第三部分
E5318井场主RTU使用调试说明
11.结构形式
E5318井场主RTU由主控模块（Super32-L201）、电源、无线通信模块、保护箱等组成。
主要负责井口采集单元、阀组间通讯RTU的数据采集、信号控制、信息传输及井场视频监控，并通过无线网桥或光缆与站点上位机进行通讯。
保护箱外形尺寸为800*600*250，可起到防雨、防晒、防尘的作用。
12.原理框图
阀组间通讯RTU
井口采集单元
E5318井场主RTU的核心部件为主控模块（Super32-L201），其提供1路RS232、1路RS485、1路ETHERNET通信接口、6路AI、8路DI、4路DO，其原理框图如下：
Super32-L201
视频接线原理框图
13.系统功能
E5318井场主RTU具有如下功能：
1）无线通信转接功能：
汇集井口采集单元、阀组间通讯RTU等数据，通过无线网桥或光纤传输至站内计算机；
2）有线通信转接功能：
汇集RS485连接设备的数据，通过无线网桥或光纤传输至站内计算机；
3）视频监控功能：
内含视频监控系统，随时了解井场动态；
4）自检功能：
使用此功能可检查控制器的硬件故障；
5）初始化功能：
对控制器进行初始化，可恢复参数缺省值。
14.井场主RTU通信方式
井场主RTU提供3个通信接口：
1）网口——连接交换机，完成主RTU与站内上位机的通信，也可用于现场调试。
2）COM1/串口1——RS232/RS485接口，用于主RTU与其他厂家设备之间的通信。
3）COM2/串口2——RS232接口，连接SZ930（2.4G无线通信模块），完成主RTU与井口采集单元、阀组间通讯RTU的通信，也可用于现场设置通信参数。
14.1与安控设备通信
井场主RTU与井口采集单元、阀组间通讯RTU以2.4G无线通信方式进行通信。
无线通信模块SZ930接井场主RTU的COM2口，采用非透传方式，其通道号设置范围为0～15。
14.2与其他厂家设备通信
1）有线透传方式
井场主RTU通过COM1（RS485）与其他厂家设备连接，采用有线透传方式，其他厂家设备的站号设置范围为65～127、129～253。
2）无线透传方式
可采购1对任意厂家的无线透传模块，分别接在井场主RTU的COM1（RS485）和其他厂家设备的RS485口上，采用无线透传方式，其他厂家设备的站号设置范围为65～127、129～253。
15.安装与接线
根据井场主RTU设计图纸要求及现场接线图，安装相应仪表。
安装时注意电源输入要求。
15.1内部布局
井场主RTU内部结构如下图所示：
15.2内部接线
此图为设备内部连线说明。
15.3现场接线
此图为现场仪表连接示意图，将交换机、网桥电源、视频服务器等设备安装在底板上，根据图示将电源及信号线接入。
摄像机视频输入
16.调试指南
E5318井场主RTU将井口采集单元、阀组间通讯RTU的数据及汇管压力等数据通过无线网桥、网线或者光纤传输到站控系统。
井场主RTU是整个井场系统架构的核心，E5318cfg.exe为井场专用调试软件，此软件可方便地设置通讯参数、查看通信效率及功图状态。
16.1运行状态指示
主控模块右上端有多个状态指示灯，其含义如下：
状态指示灯
含义
说明
PWR
电源指示
上电后常亮
RUN
运行状态指示
正常时一秒闪烁一次
STAT
2.4G无线通信指示
收发数据时闪烁
ERR
错误状态指示
有错误时闪烁
DO0～DO3
数字信号输出状态指示
当DO为ON时亮
DI0～DI7
数字信号输入状态指示
当DI为高时亮
PI0~PI2
脉冲信号输入状态指示
有脉冲信号输入时亮
LINK
网口连接指示
未连网线时亮，连接正确时灭
TX0
预留
RX0
预留
TX1
RS485/COM1发送指示
通信正常时交替闪烁
RX1
RS485/COM1接收指示
TX2
RS232（COM2）发送指示
通信正常时交替闪烁
RX2
RS232（COM2）接收指示
TX
网口发送指示
通信正常时交替闪烁
RX
网口接收指示
16.2运行过程指示
主RTU上电运行过程是：
系统上电――主控模块初始化――无线通信模块初始化――正常运行。
在此过程中，指示灯按如下规律闪烁：
●系统上电——PWR灯亮。
●主控模块初始化——上电后PWR灯亮，约1秒后，指示灯RUN、STAT、ERR全亮，约4秒后STAT、ER
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