專(zhuān)利名稱：管道輸送智能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及管道輸送設(shè)備，特別是涉及一種用于石油、化工、冶金、醫(yī)藥、生化、民用等有壓管道輸送的管道輸送智能控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
油田輸油管線原系統(tǒng)是靠工人通過(guò)觀察石油管道壓力表的壓力值，來(lái)人為調(diào)節(jié)變頻器的頻率，從而控制接力泵(加壓泵)的排量，來(lái)維持管道內(nèi)液體壓力穩(wěn)定。工人的勞動(dòng)繁瑣，根據(jù)觀察壓力表主觀判斷來(lái)調(diào)節(jié)接力泵的排量，使管道壓力很不穩(wěn)定，對(duì)生產(chǎn)很不利。工人每隔兩個(gè)小時(shí)巡查管道壓力，從而改變變頻器的頻率。增量工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，管內(nèi)壓力控制精度很差，容易產(chǎn)品抽油機(jī)井口憋壓和輸送泵抽空的現(xiàn)象，對(duì)安全生產(chǎn)和科學(xué)生產(chǎn)及其不利。而外輸系統(tǒng)產(chǎn)生的各種故障，也不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，從而影響生產(chǎn)作業(yè)或危險(xiǎn)生產(chǎn)作業(yè)，給生產(chǎn)上帶來(lái)一定的安全隱患。存儲(chǔ)罐石油外輸原系統(tǒng)是靠工人通過(guò)儲(chǔ)油罐的液位計(jì)觀察罐體的液位，人為調(diào)節(jié)變頻器的頻率，從而控制變頻外輸泵的排量，來(lái)維持管罐內(nèi)液體液位高度穩(wěn)定。工人每隔兩個(gè)小時(shí)通過(guò)液位計(jì)觀察罐體的液位，從而改變變頻器的頻率。工人的勞動(dòng)繁瑣，根據(jù)觀察的液位主觀判斷來(lái)調(diào)節(jié)外輸泵的排量，罐體液位控制精度很差，易產(chǎn)生罐內(nèi)液體溢出或抽空現(xiàn)象，對(duì)安全生產(chǎn)和科學(xué)生產(chǎn)及其不利。而外輸系統(tǒng)產(chǎn)生的各種故障，不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，從而影響生產(chǎn)作業(yè)或危險(xiǎn)生產(chǎn)，給生產(chǎn)上帶來(lái)一定的安全隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種管道輸送智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)輸送管道的壓力，通過(guò)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(nèi)的壓力維持恒定值，從而保證罐體內(nèi)液位的高度或輸送管道內(nèi)的壓力保持不變。采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的管道輸送智能控制系統(tǒng)，包括管道輸送智能控制器，管道輸送智能控制無(wú)線接收控制裝置，聲光報(bào)警器，管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置，交流變頻器，外輸泵系統(tǒng)，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(guò)對(duì)外輸泵系統(tǒng)的入口壓力的檢測(cè)，將其實(shí)際壓力值轉(zhuǎn)換成4-20MA的信號(hào)，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(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)換成儲(chǔ)油罐的實(shí)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(tǒng)的模擬量輸入端，控制交流變頻器控制系統(tǒng)輸出頻率，從而控制外輸泵系統(tǒng)的外輸泵的排量。交流變頻器控制系統(tǒng)與外輸泵系統(tǒng)三相0-380V交流電連接，通過(guò)交流變頻器控制系統(tǒng)的輸出頻率，控制外輸泵系統(tǒng)三相交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)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(bào)警信息、儲(chǔ)油罐液位信息和運(yùn)行狀態(tài)信息，通過(guò)RS232信號(hào)，送入到管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置同時(shí)管道輸送智能控制器也能接收管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置發(fā)送過(guò)來(lái)的控制信息。聲光報(bào)警器與管道輸送智能控制器電連接。控制器發(fā)生報(bào)警時(shí)，通過(guò)管道輸送智能控制器繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)控制聲光報(bào)警器；發(fā)生報(bào)警信號(hào)。管道輸送智能控制無(wú)線接收控制裝置與管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置無(wú)線電連接。管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置將其報(bào)警信息、儲(chǔ)油罐液位信息和運(yùn)行狀態(tài)信息通過(guò)無(wú)線電發(fā)送到管道輸送智能控制無(wú)線接收控制裝置。管道輸送智能控制無(wú)線接收控制裝置將其控制信息通過(guò)到無(wú)線電發(fā)送到管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置。本實(shí)用新型中提到的管道輸送智能控制器為已知技術(shù)，可市購(gòu)，它主要包括AD轉(zhuǎn)換及濾波電路，液晶顯示電路，按鍵電路，RS232數(shù)據(jù)輸出接口電路，電位器輸入電路及控制器0-5V輸出電路，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(zhuǎn)換電路與中央處理單元電路電連接，通過(guò)對(duì)輸送泵入口壓力的檢測(cè)，將4-20MA的電流信號(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換及濾波電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào)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(hào)通過(guò)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(shè)定值、圖形、頻率和系統(tǒng)狀態(tài)等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和比例系數(shù)、微分系數(shù)、積分系數(shù)、時(shí)間系數(shù)、液位調(diào)節(jié)值、報(bào)警上下限值、輸出上下限值等系統(tǒng)參數(shù)設(shè)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(jié)果輸出，通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)送入變頻器，對(duì)其輸送泵的排量進(jìn)行控制；所述的中央處理單元電路通過(guò)對(duì)程序的讀寫(xiě)和信號(hào)處理將其結(jié)果和顯示量加以輸出；所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路與中央處理單元電路電連接，程序所需要的參數(shù)通過(guò)中央處理單元電路對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)；所述的控制器的電源電路與各個(gè)模塊電連接，它提供各個(gè)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(guò)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(guò)檢測(cè)輸送石油管道輸送泵的入口壓力(可通過(guò)計(jì)算公式推導(dǎo)出儲(chǔ)油罐的液位高度)。通過(guò)人為設(shè)定一個(gè)液位值，當(dāng)儲(chǔ)油罐的液位高于設(shè)定液位時(shí)，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(tǒng)的模擬量輸入端口，交流變頻系統(tǒng)的輸出頻率增加。從而控制輸送泵的排量也相應(yīng)的增加。當(dāng)儲(chǔ)油罐的液位低于設(shè)定液位時(shí)，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(tǒng)的模擬量輸入端口，交流變頻系統(tǒng)的輸出頻率減小。從而控制輸送泵的排量也相應(yīng)的減小。管道輸送智能控制器通過(guò)交流變頻系統(tǒng)從而控制輸送泵的排量，使儲(chǔ)油罐的液位維持在恒定值，即進(jìn)入儲(chǔ)油罐多少液量，通過(guò)輸送泵就能排出多少液量，從而保證罐體內(nèi)液位的高度保持不變。即液位增加時(shí)，增大輸送泵的排量；液位減小時(shí)，減小輸送泵的排量。無(wú)線發(fā)送裝置通過(guò)RS232信號(hào)將管道輸送智能控制器的液位高度信息、報(bào)警信息、狀態(tài)信息發(fā)送到無(wú)線接收裝置。同時(shí)，無(wú)線接收裝置也能將控制信息發(fā)送到無(wú)線發(fā)送裝置，在通過(guò)RS232信號(hào)輸送到管道輸送智能控制器中。管道輸送智能控制器發(fā)生報(bào)警信號(hào)時(shí)，通過(guò)其繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使聲光報(bào)警器產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)。管道輸送智能控制器能判斷出石油管道輸油系統(tǒng)的各種故障，并具有自動(dòng)處理能力。[0012]本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)是I、一鍵轉(zhuǎn)換，自動(dòng)控制和手動(dòng)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(shù)據(jù)，人性化設(shè)計(jì)。3、多種故障的報(bào)警功能，及時(shí)可靠的提供報(bào)警信息和故障處理方法。4、大功率的聲光報(bào)警器和遠(yuǎn)距離無(wú)線報(bào)警(可選擇)。5、遠(yuǎn)距離無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，在遠(yuǎn)距離可顯示數(shù)據(jù)和控制本控制器。(可選擇)6、自動(dòng)化控制輸送泵的排量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，自動(dòng)化程度高。7、多種參數(shù)設(shè)置功能，使控制器能適應(yīng)不同外輸要求。8、操作簡(jiǎn)單，用戶使用方便。9、安裝方便、維護(hù)方便、耐腐蝕性強(qiáng)。10、不停泵運(yùn)行，避免泵的頻繁啟動(dòng)，避免在冬季啟泵之前需要盤(pán)泵的缺點(diǎn)。11、故障自動(dòng)處理功能，避免停機(jī)停泵。12、開(kāi)機(jī)系統(tǒng)自檢，及時(shí)判斷系統(tǒng)狀態(tài)。13、看門(mén)狗設(shè)計(jì)，保證程序可靠運(yùn)行。14、采用變頻器內(nèi)部電源或則隔離電源。防止較差的電網(wǎng)電源質(zhì)量，影效系統(tǒng)的運(yùn)行。15、硬件全部采用工業(yè)級(jí)芯片。保證系統(tǒng)硬件電路的可靠運(yùn)行。16、采用高精度的傳感器和12位的AD轉(zhuǎn)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(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng).抗干擾強(qiáng)，抗振性強(qiáng)，優(yōu)良的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。18、采用鐵質(zhì)外殼和屏蔽線、鎧裝電纜，防止外部無(wú)線電干擾。19、采用自動(dòng)回顯設(shè)置，使系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù)到用戶窗口狀態(tài)。20、參數(shù)設(shè)置采用組合鍵或則密碼的形式，避免意外改動(dòng)參數(shù)或惡意修改參數(shù)。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的管道輸送智能控制系統(tǒng)，包括管道輸送智能控制器1，管道輸送智能控制無(wú)線接收控制裝置4，聲光報(bào)警器3，管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置2，交流變頻器5，外輸泵系統(tǒng)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(guò)對(duì)外輸泵系統(tǒng)6的入口壓力的檢測(cè)，將其實(shí)際壓力值轉(zhuǎn)換成4-20MA的信號(hào)，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(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)換成儲(chǔ)油罐的實(shí)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(tǒng)6的外輸泵的排量。交流變頻器5與外輸泵系統(tǒng)6三相0-380V交流電連接，通過(guò)交流變頻器5的輸出頻率，控制外輸泵系統(tǒng)三相交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)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(bào)警信息、儲(chǔ)油罐液位信息和運(yùn)行狀態(tài)信息，通過(guò)RS232信號(hào)，送入到管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置2同時(shí)管道輸送智能控制器I也能接收管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置2發(fā)送過(guò)來(lái)的控制信息。聲光報(bào)警器3與管道輸送智能控制器I電連接?？刂破靼l(fā)生報(bào)警時(shí)，通過(guò)管道輸送智能控制器I繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)控制聲光報(bào)警器3發(fā)生報(bào)警信號(hào)。管道輸送智能控制無(wú)線接收控制裝置4與管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置2無(wú)線電連接。管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置2將其報(bào)警信息、儲(chǔ)油罐液位信息和運(yùn)行狀態(tài)信息通過(guò)無(wú)線電發(fā)送到管道輸送智能控制無(wú)線接收控制裝置4。管道輸送智能控制無(wú)線接收控制裝置4將其控制信息通過(guò)到無(wú)線電發(fā)送到管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置2。操作過(guò)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(dòng)/自動(dòng)鍵，裝置處于自動(dòng)狀態(tài)，自動(dòng)指示燈亮?？刂破魍ㄟ^(guò)壓力傳感器和AD轉(zhuǎn)換及濾波電路，將其模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央處理單元可識(shí)別的數(shù)字量信號(hào)， 在通過(guò)計(jì)算公式可推導(dǎo)出儲(chǔ)油罐液位高度。液位高度值與設(shè)定液位高度值相比較，當(dāng)儲(chǔ)油罐的液位高于設(shè)定液位時(shí)，中央處理單元電路(108)，根據(jù)人工智能、模糊的控制方法和讀出程序儲(chǔ)存器中所需的參數(shù)，再通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，輸出的電壓值增加(0-5V);當(dāng)儲(chǔ)油罐的液位低于設(shè)定液位時(shí)，中央處理單元電路(108)，根據(jù)人工智能、模糊的控制方法和讀出程序儲(chǔ)存器中所需的參數(shù)，再通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，輸出的電壓值減小(0-5V)。即當(dāng)液位增加時(shí)，輸出電壓增加，當(dāng)液位減小時(shí)，輸出電壓減小。從而維持儲(chǔ)油罐液位高度不變。液晶顯示模塊，能將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)、系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)和報(bào)警信息顯示出來(lái)。按鍵電路能改變顯示項(xiàng)目、改變參數(shù)設(shè)定值、系統(tǒng)報(bào)警信息及解決、處理的方法。按鍵模塊改變系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定值，能改變系統(tǒng)的運(yùn)行效果。指示燈電路模塊能顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、輸出和報(bào)警信息。繼電器電路，當(dāng)控制發(fā)生報(bào)警時(shí)，繼電器閉合否則繼電器斷開(kāi)。電位器輸入電路及控制器0-5V輸出電路，通過(guò)按下手動(dòng)/自動(dòng)鍵，選擇控制器的工作狀態(tài)，自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，繼電器吸合，運(yùn)行指示燈亮，控制器通過(guò)液位高度值與設(shè)定液位高度值相比較的差值，自動(dòng)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(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，繼電器斷開(kāi)，手動(dòng)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(diào)節(jié)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(bào)警信息、狀態(tài)信息發(fā)送到無(wú)線接收裝置。同時(shí)，通過(guò)RS232信號(hào)將無(wú)線發(fā)送裝置的控制數(shù)據(jù)輸送到管道輸送智能控制器中。
權(quán)利要求1.管道輸送智能控制系統(tǒng)，包括管道輸送智能控制器(1)，管道輸送智能控制無(wú)線接收控制裝置(4)，聲光報(bào)警器(3)，管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置(2)，交流變頻器(5)，外輸泵系統(tǒng)(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(guò)對(duì)外輸泵系統(tǒng)(6)的入口壓力的檢測(cè)，將其實(shí)際壓力值轉(zhuǎn)換成4-20MA的信號(hào)，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(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)換成儲(chǔ)油罐的實(shí)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(tǒng)(5)的模擬量輸入端，控制交流變頻器控制系統(tǒng)(5)輸出頻率，從而控制外輸泵系統(tǒng)(6)的外輸泵的排量，交流變頻器控制系統(tǒng)(5)與外輸泵系統(tǒng)(6)三相0-380V交流電連接，通過(guò)交流變頻器控制系統(tǒng)(5)的輸出頻率，控制外輸泵系統(tǒng)三相交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)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(bào)警信息、儲(chǔ)油罐液位信息和運(yùn)行狀態(tài)信息，通過(guò)RS232信號(hào)，送入到管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置(2)同時(shí)管道輸送智能控制器(I)也能接收管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置(2)發(fā)送過(guò)來(lái)的控制信息；聲光報(bào)警器(3)與管道輸送智能控制器(O電連接；控制器發(fā)生報(bào)警時(shí)，通過(guò)管道輸送智能控制器(I)繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)控制聲光報(bào)警器(3)，發(fā)生報(bào)警信號(hào)；管道輸送智能控制無(wú)線接收控制裝置(4)與管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置(2 )無(wú)線電連接；管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置(2 )將其報(bào)警信息、儲(chǔ)油罐液位信息和運(yùn)行狀態(tài)信息通過(guò)無(wú)線電發(fā)送到管道輸送智能控制無(wú)線接收控制裝置(4);管道輸送智能控制無(wú)線接收控制裝置(4)將其控制信息通過(guò)到無(wú)線電發(fā)送到管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置(2 )。
專(zhuān)利摘要管道輸送智能控制系統(tǒng)，包括管道輸送智能控制器，管道輸送智能控制無(wú)線接收控制裝置，聲光報(bào)警器，管道輸送智能控制器無(wú)線發(fā)送控制裝置，交流變頻器，外輸泵系統(tǒng)，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(guò)對(duì)外輸泵系統(tǒng)的入口壓力的檢測(cè)，將其實(shí)際壓力值轉(zhuǎn)換成4-20MA的信號(hào)，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(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)換成儲(chǔ)油罐的實(shí)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(tǒng)的模擬量輸入端，控制交流變頻器控制系統(tǒng)輸出頻率，從而控制外輸泵系統(tǒng)的外輸泵的排量。本實(shí)用新型具有性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng).抗干擾強(qiáng)，抗振性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F17D3/01GK202532183SQ20122002700
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者劉力, 劉成, 張健, 張雨桐 申請(qǐng)人:劉力, 張健