Automatisierte Datenerfassung an Gestängetiefpumpen

Architektur der Datenerfassung an Gestängetiefpumpen: Module OrionMeter LA-IP-RSP fragen die SPS und den Frequenzumrichter über RS-485 Modbus ab und senden die Daten über LoRaWAN an den Netzwerkserver und an OPCSync, das sie über OPC an ein industrielles SCADA-System weitergibt.

Zweck der Lösung

Diese Referenzlösung automatisiert Überwachung und Steuerung von Gestängetiefpumpen (SRP) über LoRaWAN. Ihr Kernstück ist OPCSync, eine proprietäre Technologie, die Rohdaten der Anlagen (Frequenzumrichter, SPS, Sensoren) in ein strukturiertes, mit SCADA und OPC UA kompatibles Format umwandelt. Mit dem integrierten grafischen Designer für die Datenextraktion konfigurieren Anwender die Verarbeitungslogik ohne Programmierung und erhalten aus komplexen LoRaWAN-Nutzdaten saubere, sofort nutzbare Parameter. So wird intelligente Überwachung selbst an abgelegenen Standorten möglich, ohne Änderungen auf der SCADA-Ebene.

Pferdekopfpumpe einer Erdölbohrung mit der Nummer 3332 auf dem Balancier; daneben ein Schaltschrank und eine Leiter zur Inspektionsplattform.

Komponenten der Lösung

Frequenzumrichter (VFD): steuert die Betriebsarten des Pumpenmotors
SPS bzw. Relaissteuerung: Signalverarbeitung, Steuerung der Pumpe und der Hilfsaggregate
Sensoren: messen Druck, Temperatur, Strom, Vibration, Flüssigkeitsstand und weitere Prozessparameter
Kommunikationsmodul: OrionMeter LA-IP-RSP wird über Modbus RTU an die Anlagen angeschlossen, sammelt Daten und überträgt sie über LoRaWAN
Übertragungsmedium: LoRaWAN bietet eine zuverlässige Funkverbindung mit minimaler Leistungsaufnahme und großer Reichweite
Dienst: OPCSync empfängt die Daten über MQTT, wandelt die Nutzdaten in flaches JSON um, extrahiert die Werte mit dem grafischen Designer und liefert sofort nutzbare Parameter für SCADA
Schnittstelle zur übergeordneten Ebene: OPC UA, Einbindung in SCADA, Gebäudeleittechnik (GLT) und andere industrielle Systeme
Visualisierungsplattform: SCADA mit Datenanzeige in Echtzeit, Alarmen, Protokollen und Auswertungen

Geöffneter Schaltschrank der Bohrung: Steuerung, USV von CyberPower, Frequenzumrichter Schneider Electric Altivar und Schaltgeräte.

Architektur des Datenaustauschs

Feldgeräte wie Frequenzumrichter (VFD) und speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) werden über RS-485 per Modbus RTU direkt an OrionMeter LA-IP-RSP angeschlossen. Das Gerät kann sowohl die SPS als auch den Frequenzumrichter direkt abfragen, ohne Zwischenglieder. Die gesammelten Daten werden umgewandelt und über das LoRaWAN-Netz an die Cloud oder an ein SCADA-System übertragen, wo sie weiter analysiert, visualisiert und zur Steuerung genutzt werden. So lassen sich Anlagen verschiedener Hersteller schnell und flexibel anbinden und eine intelligente Überwachung umsetzen, ohne vor Ort Kabel zu verlegen oder aufwendige Automatisierungstechnik zu installieren.

Vorteile

Fernüberwachung und Fernsteuerung in Echtzeit
Konfigurierbare Benachrichtigungen bei Störungen und Abweichungen
Analyse und Prognose der Effizienz der Pumpanlagen
Geringere Wartungskosten
Unterstützung offener und zuverlässiger Industrieprotokolle

Was die Lösung einzigartig macht: OPCSync

OPCSync ist ein proprietärer Softwaredienst, der für die Einbindung von LoRaWAN-Geräten in SCADA entwickelt wurde.

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