專利名稱：管道輸送智能控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及管道輸送設備，特別是涉及一種用于石油、化工、冶金、醫藥、生化、民用等有壓管道輸送的管道輸送智能控制系統。
背景技術：
油田輸油管線原系統是靠工人通過觀察石油管道壓力表的壓力值，來人為調節變頻器的頻率，從而控制接力泵(加壓泵)的排量，來維持管道內液體壓力穩定。工人的勞動繁瑣，根據觀察壓力表主觀判斷來調節接力泵的排量，使管道壓力很不穩定，對生產很不利。工人每隔兩個小時巡查管道壓力，從而改變變頻器的頻率。增量工人的勞動強度，管內壓力控制精度很差，容易產品抽油機井口憋壓和輸送泵抽空的現象，對安全生產和科學生產及其不利。而外輸系統產生的各種故障，也不能及時被發現，從而影響生產作業或危險生產作業，給生產上帶來一定的安全隱患。存儲罐石油外輸原系統是靠工人通過儲油罐的液位計觀察罐體的液位，人為調節變頻器的頻率，從而控制變頻外輸泵的排量，來維持管罐內液體液位高度穩定。工人每隔兩個小時通過液位計觀察罐體的液位，從而改變變頻器的頻率。工人的勞動繁瑣，根據觀察的液位主觀判斷來調節外輸泵的排量，罐體液位控制精度很差，易產生罐內液體溢出或抽空現象，對安全生產和科學生產及其不利。而外輸系統產生的各種故障，不能及時被發現，從而影響生產作業或危險生產，給生產上帶來一定的安全隱患。
實用新型內容為解決上述現有技術存在的問題，本實用新型提供一種管道輸送智能控制系統。該系統通過檢測輸送管道的壓力，通過智能控制變頻器的輸出頻率，從而控制輸送泵的排量，使管道內的壓力維持恒定值，從而保證罐體內液位的高度或輸送管道內的壓力保持不變。采用的技術方案是本實用新型的管道輸送智能控制系統，包括管道輸送智能控制器，管道輸送智能控制無線接收控制裝置，聲光報警器，管道輸送智能控制器無線發送控制裝置，交流變頻器，外輸泵系統，壓力傳感器，壓力傳感器與管道輸送智能控制器電連接，通過對外輸泵系統的入口壓力的檢測，將其實際壓力值轉換成4-20MA的信號，再送入管道輸送智能控制器，管道輸送智能控制器再將4-20MA信號經過計算轉換成儲油罐的實際液位高度。交流變頻器與管道輸送智能控制器電連接，管道輸送智能控制器輸出0-5V的電壓模擬量，將其送入到交流變頻器控制系統的模擬量輸入端，控制交流變頻器控制系統輸出頻率，從而控制外輸泵系統的外輸泵的排量。交流變頻器控制系統與外輸泵系統三相0-380V交流電連接，通過交流變頻器控制系統的輸出頻率，控制外輸泵系統三相交流電動機的轉速。管道輸送智能控制器無線發送控制裝置與管道輸送智能控制器電連接，它將管道輸送智能控制器的報警信息、儲油罐液位信息和運行狀態信息，通過RS232信號，送入到管道輸送智能控制器無線發送控制裝置同時管道輸送智能控制器也能接收管道輸送智能控制器無線發送控制裝置發送過來的控制信息。聲光報警器與管道輸送智能控制器電連接。控制器發生報警時，通過管道輸送智能控制器繼電器的常開觸點控制聲光報警器；發生報警信號。管道輸送智能控制無線接收控制裝置與管道輸送智能控制器無線發送控制裝置無線電連接。管道輸送智能控制器無線發送控制裝置將其報警信息、儲油罐液位信息和運行狀態信息通過無線電發送到管道輸送智能控制無線接收控制裝置。管道輸送智能控制無線接收控制裝置將其控制信息通過到無線電發送到管道輸送智能控制器無線發送控制裝置。本實用新型中提到的管道輸送智能控制器為已知技術，可市購，它主要包括AD轉換及濾波電路，液晶顯示電路，按鍵電路，RS232數據輸出接口電路，電位器輸入電路及控制器0-5V輸出電路，數據存儲電路，控制器的電源電路，中央處理單元電路，指示燈及繼電器電路；所述的AD轉換電路與中央處理單元電路電連接，通過對輸送泵入口壓力的檢測，將4-20MA的電流信號經AD轉換及濾波電路轉換成數字量信號送入中央處理單元；所述的按鍵電路與中央處理單元電路電連接，將按鈕的命令信號通過光電耦合器送入中央處理 單元；所述的液晶顯示電路與中央處理單元電路電連接，顯示液位值、設定值、圖形、頻率和系統狀態等實時數據和比例系數、微分系數、積分系數、時間系數、液位調節值、報警上下限值、輸出上下限值等系統參數設置；所述的電位器輸入電路及控制器0-5V輸出電路與中央處理單元電路電連接，輸出模塊電路接受中央處理單元的結果輸出，通過數模轉換為模擬信號送入變頻器，對其輸送泵的排量進行控制；所述的中央處理單元電路通過對程序的讀寫和信號處理將其結果和顯示量加以輸出；所述的數據存儲電路與中央處理單元電路電連接，程序所需要的參數通過中央處理單元電路對數據存儲器的數據的讀寫；所述的控制器的電源電路與各個模塊電連接，它提供各個模塊所需要的工作電壓；所述的指示燈及繼電器電路中央處理單元電路電連接，中央處理單元電路(108)通過光耦控制指示燈和繼電器。工作原理管道輸送智能控制器通過檢測輸送石油管道輸送泵的入口壓力(可通過計算公式推導出儲油罐的液位高度)。通過人為設定一個液位值，當儲油罐的液位高于設定液位時，管道輸送智能控制器輸出的電壓值增加(0-5V)，此電壓力值控制輸入到交流變頻系統的模擬量輸入端口，交流變頻系統的輸出頻率增加。從而控制輸送泵的排量也相應的增加。當儲油罐的液位低于設定液位時，管道輸送智能控制器輸出的電壓值減小(0-5V)，此電壓力值控制輸入到交流變頻系統的模擬量輸入端口，交流變頻系統的輸出頻率減小。從而控制輸送泵的排量也相應的減小。管道輸送智能控制器通過交流變頻系統從而控制輸送泵的排量，使儲油罐的液位維持在恒定值，即進入儲油罐多少液量，通過輸送泵就能排出多少液量，從而保證罐體內液位的高度保持不變。即液位增加時，增大輸送泵的排量；液位減小時，減小輸送泵的排量。無線發送裝置通過RS232信號將管道輸送智能控制器的液位高度信息、報警信息、狀態信息發送到無線接收裝置。同時，無線接收裝置也能將控制信息發送到無線發送裝置，在通過RS232信號輸送到管道輸送智能控制器中。管道輸送智能控制器發生報警信號時，通過其繼電器常開觸點閉合，使聲光報警器產生聲光報警信號。管道輸送智能控制器能判斷出石油管道輸油系統的各種故障，并具有自動處理能力。[0012]本實用新型的主要優點是I、一鍵轉換，自動控制和手動控制兩種控制t吳式。2、5寸大屏幕中文液晶顯示，中文加圖形顯示數據，人性化設計。3、多種故障的報警功能，及時可靠的提供報警信息和故障處理方法。4、大功率的聲光報警器和遠距離無線報警(可選擇)。5、遠距離無線數據傳輸，在遠距離可顯示數據和控制本控制器。(可選擇)6、自動化控制輸送泵的排量，減輕工人的勞動強度，自動化程度高。7、多種參數設置功能，使控制器能適應不同外輸要求。8、操作簡單，用戶使用方便。9、安裝方便、維護方便、耐腐蝕性強。10、不停泵運行，避免泵的頻繁啟動，避免在冬季啟泵之前需要盤泵的缺點。11、故障自動處理功能，避免停機停泵。12、開機系統自檢，及時判斷系統狀態。13、看門狗設計，保證程序可靠運行。14、采用變頻器內部電源或則隔離電源。防止較差的電網電源質量，影效系統的運行。15、硬件全部采用工業級芯片。保證系統硬件電路的可靠運行。16、采用高精度的傳感器和12位的AD轉換芯片，提高采樣和顯示精度。17、采用防爆式原裝芯片，性能穩定可靠，使用壽命長.抗干擾強，抗振性強，優良的長期穩定性。18、采用鐵質外殼和屏蔽線、鎧裝電纜，防止外部無線電干擾。19、采用自動回顯設置，使系統能自動恢復到用戶窗口狀態。20、參數設置采用組合鍵或則密碼的形式，避免意外改動參數或惡意修改參數。
圖I是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型的管道輸送智能控制系統，包括管道輸送智能控制器1，管道輸送智能控制無線接收控制裝置4，聲光報警器3，管道輸送智能控制器無線發送控制裝置2，交流變頻器5，外輸泵系統6，壓力傳感器7，壓力傳感器7與管道輸送智能控制器I電連接，通過對外輸泵系統6的入口壓力的檢測，將其實際壓力值轉換成4-20MA的信號，再送入管道輸送智能控制器I。管道輸送智能控制器I再將4-20MA信號經過計算轉換成儲油罐的實際液位高度。交流變頻器5與管道輸送智能控制器I電連接，管道輸送智能控制器I輸出0-5V的電壓模擬量，將其送入到交流變頻器5的模擬量輸入端，控制交流變頻器5輸出頻率，從而控制外輸泵系統6的外輸泵的排量。交流變頻器5與外輸泵系統6三相0-380V交流電連接，通過交流變頻器5的輸出頻率，控制外輸泵系統三相交流電動機的轉速。管道輸送智能控制器無線發送控制裝置2與管道輸送智能控制器I電連接，它將管道輸送智能控制器I的報警信息、儲油罐液位信息和運行狀態信息，通過RS232信號，送入到管道輸送智能控制器無線發送控制裝置2同時管道輸送智能控制器I也能接收管道輸送智能控制器無線發送控制裝置2發送過來的控制信息。聲光報警器3與管道輸送智能控制器I電連接。控制器發生報警時，通過管道輸送智能控制器I繼電器的常開觸點控制聲光報警器3發生報警信號。管道輸送智能控制無線接收控制裝置4與管道輸送智能控制器無線發送控制裝置2無線電連接。管道輸送智能控制器無線發送控制裝置2將其報警信息、儲油罐液位信息和運行狀態信息通過無線電發送到管道輸送智能控制無線接收控制裝置4。管道輸送智能控制無線接收控制裝置4將其控制信息通過到無線電發送到管道輸送智能控制器無線發送控制裝置2。操作過程首先，接通控制器的電源電路(107)，其電壓分別為12V，5V，0V。其次，①按下手動/自動鍵，裝置處于自動狀態，自動指示燈亮。控制器通過壓力傳感器和AD轉換及濾波電路，將其模擬量信號轉換成中央處理單元可識別的數字量信號， 在通過計算公式可推導出儲油罐液位高度。液位高度值與設定液位高度值相比較，當儲油罐的液位高于設定液位時，中央處理單元電路(108)，根據人工智能、模糊的控制方法和讀出程序儲存器中所需的參數，再通過模數轉換電路，輸出的電壓值增加(0-5V);當儲油罐的液位低于設定液位時，中央處理單元電路(108)，根據人工智能、模糊的控制方法和讀出程序儲存器中所需的參數，再通過模數轉換電路，輸出的電壓值減小(0-5V)。即當液位增加時，輸出電壓增加，當液位減小時，輸出電壓減小。從而維持儲油罐液位高度不變。液晶顯示模塊，能將實時數據、系統運行的參數、系統運行的狀態和報警信息顯示出來。按鍵電路能改變顯示項目、改變參數設定值、系統報警信息及解決、處理的方法。按鍵模塊改變系統參數的設定值，能改變系統的運行效果。指示燈電路模塊能顯示系統的運行狀態、輸出和報警信息。繼電器電路，當控制發生報警時，繼電器閉合否則繼電器斷開。電位器輸入電路及控制器0-5V輸出電路，通過按下手動/自動鍵，選擇控制器的工作狀態，自動狀態時，繼電器吸合，運行指示燈亮，控制器通過液位高度值與設定液位高度值相比較的差值，自動控制輸出的電壓值的大小(0-5V)。保持液位高度不變。輸出指示燈閃爍。手動運行狀態時，繼電器斷開，手動指示燈亮，控制器輸出的電壓值等于輸入的電位器的電壓值，人為調節電壓值，改變控制器輸出的電壓器的大小(0-5V)。RS232輸出電路，能將控制器的液位高度信息、報警信息、狀態信息發送到無線接收裝置。同時，通過RS232信號將無線發送裝置的控制數據輸送到管道輸送智能控制器中。
權利要求1.管道輸送智能控制系統，包括管道輸送智能控制器(1)，管道輸送智能控制無線接收控制裝置(4)，聲光報警器(3)，管道輸送智能控制器無線發送控制裝置(2)，交流變頻器(5)，外輸泵系統(6)，壓力傳感器(7)，其特征在于所述的壓力傳感器(7)與管道輸送智能控制器(I)電連接，通過對外輸泵系統(6)的入口壓力的檢測，將其實際壓力值轉換成4-20MA的信號，再送入管道輸送智能控制器(I )，管道輸送智能控制器(I)再將4-20MA信號經過計算轉換成儲油罐的實際液位高度；交流變頻器(5)與管道輸送智能控制器(I)電連接，管道輸送智能控制器(I)輸出0-5V的電壓模擬量，將其送入到交流變頻器控制系統(5)的模擬量輸入端，控制交流變頻器控制系統(5)輸出頻率，從而控制外輸泵系統(6)的外輸泵的排量，交流變頻器控制系統(5)與外輸泵系統(6)三相0-380V交流電連接，通過交流變頻器控制系統(5)的輸出頻率，控制外輸泵系統三相交流電動機的轉速；管道輸送智能控制器無線發送控制裝置(2)與管道輸送智能控制器(I)電連接，它將管道輸送智能控制器(I)的報警信息、儲油罐液位信息和運行狀態信息，通過RS232信號，送入到管道輸送智能控制器無線發送控制裝置(2)同時管道輸送智能控制器(I)也能接收管道輸送智能控制器無線發送控制裝置(2)發送過來的控制信息；聲光報警器(3)與管道輸送智能控制器(O電連接；控制器發生報警時，通過管道輸送智能控制器(I)繼電器的常開觸點控制聲光報警器(3)，發生報警信號；管道輸送智能控制無線接收控制裝置(4)與管道輸送智能控制器無線發送控制裝置(2 )無線電連接；管道輸送智能控制器無線發送控制裝置(2 )將其報警信息、儲油罐液位信息和運行狀態信息通過無線電發送到管道輸送智能控制無線接收控制裝置(4);管道輸送智能控制無線接收控制裝置(4)將其控制信息通過到無線電發送到管道輸送智能控制器無線發送控制裝置(2 )。
專利摘要管道輸送智能控制系統，包括管道輸送智能控制器，管道輸送智能控制無線接收控制裝置，聲光報警器，管道輸送智能控制器無線發送控制裝置，交流變頻器，外輸泵系統，壓力傳感器，壓力傳感器與管道輸送智能控制器電連接，通過對外輸泵系統的入口壓力的檢測，將其實際壓力值轉換成4-20MA的信號，再送入管道輸送智能控制器，管道輸送智能控制器再將4-20MA信號經過計算轉換成儲油罐的實際液位高度。交流變頻器與管道輸送智能控制器電連接，管道輸送智能控制器輸出0-5V的電壓模擬量，將其送入到交流變頻器控制系統的模擬量輸入端，控制交流變頻器控制系統輸出頻率，從而控制外輸泵系統的外輸泵的排量。本實用新型具有性能穩定可靠，使用壽命長.抗干擾強，抗振性強等優點。
文檔編號F17D3/01GK202532183SQ20122002700
公開日2012年11月14日 申請日期2012年1月20日 優先權日2012年1月20日
發明者劉力, 劉成, 張健, 張雨桐 申請人:劉力, 張健