天然氣長距離輸送安全監控系統的製作方法

2023-04-26 01:27:51

專利名稱：天然氣長距離輸送安全監控系統的製作方法
技術領域：
天然氣長距離輸送安全監控系統技術領域[0001]本實用新型涉及智能控制技術領域，尤其是涉及一種天然氣長距離輸送安全監控系統。
背景技術：
[0002]天然氣從礦井中開採出來，需要送給用戶，這就是天然氣的輸送，按輸送的方式可分為三類1、管線輸送用管線輸送天然氣；2、液化運輸將天然氣液化，然後用液化甲烷船，跨海運送到世界各地；3、壓縮輸送將天然氣加壓至20Mpa充裝到特製高壓鋼瓶罐內汽車運輸；其中，作為當今世界的五大運輸方式(鐵路、公路、水運、航運和管線輸送)之一的管線輸送具有安全性高、能耗低、輸送量大、成本低和經濟效益好等優勢，是輸送天然氣的最佳手段。但是，天然氣輸送管線在服役過程中，由於腐蝕、磨損以及意外損傷等因素，不可避免會造成管線的局部減薄、損壞甚至發生洩漏事故，輕則影響天然氣的輸送、供應，重則會造成輸送系統的癱瘓甚至起火、爆炸等事故。為了解決這一問題，就需要開發天然氣長距離輸送安全監控系統，以保證天然氣輸送管線的安全運行，防止意外事故的發生。現有技術中有用於解決這一問題的天然氣長距離輸送安全監控系統，但還存在著結構複雜、一次性建設投資大、功耗大、可靠性差等缺陷和不足，限制了其推廣使用。實用新型內容[0003]本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種天然氣長距離輸送安全監控系統，其結構簡單，設計合理，實現方便且成本低，功耗低，節約能源，工作可靠性高，實用性強，推廣應用價值高。[0004]為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是一種天然氣長距離輸送安全監控系統，其特徵在於包括上位監控計算機、多個遠程終端控制單元和多個布設在天然氣輸送管線上的信號檢測單元，多個所述遠程終端控制單元均通過GPRS網絡和Internet 網絡與所述上位監控計算機無線連接，每個所述遠程終端控制單元均與多個所述信號檢測單元連接；所述遠程終端控制單元包括處理器模塊和為遠程終端控制單元中各用電模塊供電的電源模塊，以及與處理器模塊相接的數據存儲模塊、RS-232總線通信模塊、RS-485總線通信模塊和GPRS無線通信模塊，所述處理器模塊的輸入端接有模擬量輸入接口電路模塊、數字量輸入接口電路模塊和用於為遠程終端控制單元提供實時時鐘信號的時鐘模塊， 所述處理器模塊的輸出端接有數字量輸出接口電路模塊；所述信號檢測單元包括用於對天然氣輸送管線中的天然氣流量進行檢測的流量計和用於對天然氣輸送管線中的氣壓進行檢測的壓力變送器，所述流量計和壓力變送器均通過RS-485總線與RS-485總線通信模塊相接。[0005]上述的天然氣長距離輸送安全監控系統，其特徵在於所述處理器模塊為單片機 MSP430F149。[0006]上述的天然氣長距離輸送安全監控系統，其特徵在於所述電源模塊為太陽能充電電池。[0007]上述的天然氣長距離輸送安全監控系統，其特徵在於所述數據存儲模塊為鐵電存儲器。[0008]上述的天然氣長距離輸送安全監控系統，其特徵在於所述RS-485總線通信模塊主要由晶片MAX3485構成。[0009]上述的天然氣長距離輸送安全監控系統，其特徵在於所述時鐘模塊主要由晶片 PCF8563 構成。[0010]本實用新型與現有技術相比具有以下優點[0011]I、本實用新型結構簡單，設計合理，實現方便且成本低。[0012]2、本實用新型處理器模塊採用單片機MSP430F149，MSP430F149是一個16位的、具有精簡指令集的、超低功耗的混合型單片機，數據處理速度快且整體功耗大大降低，數據傳輸的實時性好，能夠將信號檢測單元檢測到的數據準確及時地傳輸給上位監控計算機；最小空載功耗可降低至4MA之下(目前普通為200MA)，在野外不便於供電的場所採用太陽能充電電池供電，無需經常檢修或維護，節約能源，且降低了維護成本。[0013]3、本實用新型數據存儲模塊採用鐵電存儲器，數據的存儲掉電不丟失，增強了存儲數據的安全性。[0014]4、本實用新型採用GPRS網絡和Internet網絡進行數據的無線傳輸，無需布線，也無需投資建設通信基站，實現方便，而且數據傳輸的穩定性和可靠性高，數據傳輸量不受限制。[0015]5、本實用新型的實用性強，能夠及時可靠地檢測到天然氣輸送管線是否發生了洩露並判斷出洩露位置，能夠及時地通知工作人員儘早採取相應措施，避免影響天然氣的輸送、供應，防止引起起火，爆炸等事故，推廣應用價值高。[0016]綜上所述，本實用新型結構簡單，設計合理，實現方便且成本低，功耗低，節約能源，工作可靠性高，實用性強，推廣應用價值高。[0017]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。


[0018]圖I為本實用新型的電路原理框圖。[0019]圖2為本實用新型遠程終端控制單元與信號檢測單元的連接關係示意圖。[0020]附圖標記說明[0021]I一上位監控計算機；2—遠程終端控制單兀；2_1—處理器模塊；[0022]2-2-電源模塊； 2-3-數據存儲模塊；[0023]2-4—RS-232總線通信模塊；2-5—RS-485總線通信模塊；[0024]2-6—GPRS無線通信模塊；2-7—模擬量輸入接口電路模塊；[0025]2-8—數字量輸入接口電路模塊；2-9—時鐘模塊；[0026]2-10—數字量輸出接口電路模塊；3一彳目號檢測單兀；[0027]3-1—流量計； 3-2—壓力變送器； 4一GPRS網絡；[0028]5—Internet 網絡。
具體實施方式
[0029]如圖I和圖2所示，本實用新型包括上位監控計算機I、多個遠程終端控制單元2 和多個布設在天然氣輸送管線上的信號檢測單元3，多個所述遠程終端控制單元2均通過 GPRS網絡4和Internet網絡5與所述上位監控計算機I無線連接，每個所述遠程終端控制單元2均與多個所述信號檢測單元3連接；所述遠程終端控制單元2包括處理器模塊2-1 和為遠程終端控制單元2中各用電模塊供電的電源模塊2-2，以及與處理器模塊2-1相接的數據存儲模塊2-3、RS-232總線通信模塊2-4、RS-485總線通信模塊2_5和GPRS無線通信模塊2-6，所述處理器模塊2-1的輸入端接有模擬量輸入接口電路模塊2-7、數字量輸入接口電路模塊2-8和用於為遠程終端控制單元2提供實時時鐘信號的時鐘模塊2-9，所述處理器模塊2-1的輸出端接有數字量輸出接口電路模塊2-10 ;所述信號檢測單元3包括用於對天然氣輸送管線中的天然氣流量進行檢測的流量計3-1和用於對天然氣輸送管線中的氣壓進行檢測的壓力變送器3-2，所述流量計3-1和壓力變送器3-2均通過RS-485總線與 RS-485總線通信模塊2-5相接。[0030]本實施例中，所述處理器模塊2-1為單片機MSP430F149。MSP430F149是一個16位的、具有精簡指令集的、超低功耗的混合型單片機，數據處理速度快且整體功耗大大降低， 最小空載功耗可降低至4MA之下(目前普通為200MA)。所述電源模塊2_2為太陽能充電電池，利用太陽能充電，有助於節約能源。所述數據存儲模塊2-3為鐵電存儲器，數據的存儲掉電不丟失，增強了存儲數據的安全性。所述RS-485總線通信模塊2-5主要由晶片MAX3485 構成。所述時鐘模塊2-9主要由晶片PCF8563構成，晶片PCF8563為寬電源輸入時鐘晶片， 能夠為該遠程終端控制單元提供高精度可靠時鐘。[0031]具體實施時，天然氣輸送管線上每隔一段距離就設置有一個信號檢測單元3，每10 255個信號檢測單元3連接一個遠程終端控制單元。[0032]本實用新型的工作原理及工作過程是信號檢測單元3中的流量計3-1對其所在位置處的一段天然氣輸送管線中的天然氣流量進行實時檢測並將所檢測到的信號通過 RS-485總線和RS-485總線通信模塊2_5輸出給處理器模塊2_1，信號檢測單元3中的壓力變送器3-2對其所在位置處的一段天然氣輸送管線中的氣壓進行檢測並將所檢測到的信號通過RS-485總線和RS-485總線通信模塊2_5輸出給處理器模塊2_1，處理器模塊2_1接收多個流量計3-1和多個壓力變送器3-2所輸出的信號並進行分析處理，得出天然氣輸送管線是否發生了洩露的分析處理結果，將分析處理結果存儲到數據存儲模塊2-3中，並將分析處理結果通過GPRS無線通信模塊2-6、GPRS網絡4和Internet網絡5傳輸給上位監控計算機1，當流量計3-1或/和壓力變送器3-2所檢測到的數據發生突變時，說明天然氣輸送管線發生了洩露，上位監控計算機I通過Internet網絡5和GPRS網絡4接收多個處理器模塊2-1傳輸的信號並判斷出天然氣輸送管線發生洩露的具體位置，通知工作人員儘早採取相應措施，避免影響天然氣的輸送、供應，防止引起起火，爆炸等事故。[0033]其中，時鐘模塊2-9用於為遠程終端控制單元2提供可靠的實時時鐘信號，模擬量輸入接口電路模塊2-7備用，用於連接外部輸出模擬量的檢測設備，數字量輸入接口電路模塊2-8備用，用於連接外部直接輸出數字量的檢測設備。[0034]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍內。
權利要求1.一種天然氣長距離輸送安全監控系統，其特徵在於包括上位監控計算機(I)、多個遠程終端控制單元(2)和多個布設在天然氣輸送管線上的信號檢測單元(3)，多個所述遠程終端控制單元(2)均通過GPRS網絡(4)和Internet網絡(5)與所述上位監控計算機(I) 無線連接，每個所述遠程終端控制單元(2 )均與多個所述信號檢測單元(3 )連接；所述遠程終端控制單元(2)包括處理器模塊(2-1)和為遠程終端控制單元(2)中各用電模塊供電的電源模塊(2-2)，以及與處理器模塊(2-1)相接的數據存儲模塊(2-3)、RS-232總線通信模塊(2-4)、RS-485總線通信模塊(2-5)和GPRS無線通信模塊(2_6)，所述處理器模塊(2_1) 的輸入端接有模擬量輸入接口電路模塊(2-7)、數字量輸入接口電路模塊(2-8)和用於為遠程終端控制單元(2)提供實時時鐘信號的時鐘模塊(2-9)，所述處理器模塊(2-1)的輸出端接有數字量輸出接口電路模塊(2-10);所述信號檢測單元(3)包括用於對天然氣輸送管線中的天然氣流量進行檢測的流量計(3-1)和用於對天然氣輸送管線中的氣壓進行檢測的壓力變送器(3-2)，所述流量計(3-1)和壓力變送器(3-2)均通過RS-485總線與RS-485總線通信模塊(2-5)相接。
2.按照權利要求I所述的天然氣長距離輸送安全監控系統，其特徵在於所述處理器模塊(2-1)為單片機MSP430F149。
3.按照權利要求I所述的天然氣長距離輸送安全監控系統，其特徵在於所述電源模塊(2-2)為太陽能充電電池。
4.按照權利要求I所述的天然氣長距離輸送安全監控系統，其特徵在於所述數據存儲模塊(2-3)為鐵電存儲器。
5.按照權利要求I所述的天然氣長距離輸送安全監控系統，其特徵在於所述RS-485 總線通信模塊(2-5)主要由晶片MAX3485構成。
6.按照權利要求I所述的天然氣長距離輸送安全監控系統，其特徵在於所述時鐘模塊(2-9)主要由晶片PCF8563構成。
專利摘要本實用新型公開了一種天然氣長距離輸送安全監控系統，包括上位監控計算機、多個遠程終端控制單元和多個信號檢測單元，多個遠程終端控制單元均通過GPRS網絡和Internet網絡與上位監控計算機無線連接，每個遠程終端控制單元均與多個信號檢測單元連接；遠程終端控制單元包括處理器模塊和電源模塊，以及與處理器模塊相接的數據存儲模塊、RS-232總線通信模塊、RS-485總線通信模塊、GPRS無線通信模塊、模擬量輸入接口電路模塊、數字量輸入接口電路模塊、時鐘模塊和數字量輸出接口電路模塊；信號檢測單元包括流量計和壓力變送器。本實用新型實現方便且成本低，功耗低，節約能源，工作可靠性高，實用性強，推廣應用價值高。
文檔編號F17D5/02GK202812804SQ20122047131
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月14日 優先權日2012年9月14日
發明者徐濘 申請人:西安奧益達石油技術開發有限公司