专利名称：高精度光纤油罐群监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油罐群的系统监控装置。
背景技术：
在石化系统，以往人们关于对危险液体液位的监控技术的研究，主要侧重于对如何获取检测信号的方法和手段的研究，而对于如何实现自动化控制步骤则重视得不够。现有技术中，一般的同类产品，无论采用何种方式获得的检测信号，其对信号的处理方法和后期控制手段都是常规技术，例如中国专利CN2491812Y公告的“非接触式液位监控装置”便是如此；而CN2468012Y公告的“光码变送器”，虽然讲到了配用光码变送器后，可以多参量、多点联网，实现计算机的现代化管理，但是就目前来说仍然还没有关于这方面的技术公开。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种高精度光纤油罐群监控装置，它以光纤液位变送器传送来的检测信号为前提，通过现代化处理手段，能够实现液位或界面的测量、显示、容积和质量计算、高低液位设定、自动报警以及报表打印等自动测控功能。
本实用新型的技术解决方案是一种高精度光纤油罐群监控装置，包括数据采集、数据处理以及工控机和执行机构部分，其特征在于①数据采集部分采用光纤液位变送器并通过光缆与数据处理部分连接；②数据处理部分采用智能数据处理器，该智能数据处理器由光电转换与放大电路、整形电路、4倍频电路和处理器CPU依次连接组成，其中光电转换与放大电路通过4根光缆与光纤液位变送器连接，处理器CPU通过电缆线与工控机连接，其连接方式或者采用以标准RS232或RS422串行数据方式直接连接工控机，或者采用先转换成标准信号4～20mA再由A/D采集板采集转换的方式连接工控机，4倍频电路包括两组触发器和异或门；③工控机将传送来的数据进行处理并显示组态参数，同时通过I/O板连接控制执行机构。
前面所说的工控机外部连接有打印机和报警器；所说的智能数据处理器连接有备用电源单元。
本实用新型在使用时，其光纤液位变送器安装在罐区危险场所，智能处理器和计算机监控系统安装在安全场合的操作室。其工作原理是，当光纤液位变送器的测量单元感知到被测介质液位发生变化时，通过光码变送器转换和光缆传输线将两组相位差为π/4光脉冲信号传送给智能处理器。智能处理器通过光电转换电路将光脉冲信号转变成电脉冲信号，再经放大整形后使之成为液位上升时的F1、和液位下降时的F2两种矩形波信号，并被送入4倍频电路，4倍频电路首先通过触发器分别将F1、F22倍频为F1a、F2a和F1b、F2b，再通过异或门分别将F1a、F2a和F1b、F2b 4倍频为Fa和Fb，然后将Fa和Fb送入处理器CPU中进行数据处理，进行判向计数。最后由处理器CPU通过电缆线以“直接”或“转换”两种方式之一种将信息传送给工控机。工控机上的工控组态软件或用VB、VC等自编软件将传送来的数据进行处理，同时显示罐内的液位值、容积值、以及上、下限液位报警等状态，可将趋势图、报表等进行打印输出，并通过I/O板去控制执行机构如泵或阀等。如此便直观、可靠地实现罐内液位的自动监测和控制。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点(1)由于它以光纤液位变送器传送来的检测信号为前提，通过设有将光脉冲转换成电脉冲处理单元和具有判向计数功能的技术措施进行数据处理，结合以计算机为控制中心的调控手段，因此实现了液位或界面的测量、显示、容积和质量计算、高低液位设定、自动报警以及报表打印等全天候长期连续的自动测控功能。
(2)由于光纤变送器安装时是仪表自罐顶入孔安装，只用螺栓、螺母固定，整个安装过程不需动火，不需清罐，被测现场和信号传输途径不带电、无热源，使用过程不带电、无热源、免维护，因此绝对安全防爆，其系统防爆等级为ia II CT4～T6。
(3)由于采用光纤液位变送器采集和光缆传送信号，采用了智能数据处理器做信息处理手段，因此抗干扰能力强，精度高、灵敏、可靠，实践证明，其系统精度可达±2mm，灵敏度为1mm。
(4)由于配用光码变送器后，整个系统以计算机为控制中心，因此可进行多参量(液位、压力、流量)、多点(众多的被测面)联网，实现液罐群的计算机现代化管理。
(5)由于光纤液位变送器及光缆传输技术成熟，计算机采用全中文界面的软件支持，安装简便，操作容易，只需1小时培训时间即可掌握全部操作过程，因此便于推广应用。
图1是本实用新型结构原理框图。
图2是智能数据处理器的电路原理图。
图3是液位上升时的脉冲4倍频波形图。
图4是液位下降时的脉冲4倍频波形图。
图5是工控组态软件框图。
图6是计算机监控系统软件框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施作进一步说明。如图1所示，本实用新型包括数据采集、数据处理以及工控机和执行机构部分，其中数据采集部分采用光纤液位变送器，并通过光缆与数据处理部分连接；如图2所示，数据处理部分采用智能数据处理器，该智能数据处理器由光电转换与放大电路1、整形电路2、4倍频电路(虚线框内部分)和处理器CPU依次连接组成。其中光电转换与放大电路通过4根光缆与光纤液位变送器连接，处理器CPU(参阅图1)通过电缆线与工控机连接，其连接方式或者采用以标准RS232或RS422串行数据方式直接连接工控机，或者采用先转换成标准信号4～20mA再由A/D采集板采集转换的方式连接工控机，4倍频电路包括两组触发器3和异或门4。工控机将传送来的数据进行处理，判向计数，并显示组态参数，同时通过I/O板连接控制执行机构。这里的工控机外部并连接有打印机和报警器。此外，由于智能处理器是本实用新型的关键部件，它在进行光电转换、判向计数处理时不能断电，因此为防止断电，给智能处理器设置了一个备用电源单元。一旦发生市电停电，马上启动备用电源，可连续供电48小时以上。
本实用新型防爆等级为ia II CT4～6T，可用于任何易燃易爆危险场所，尤其适用于石化、冶金、燃气等行业中易燃易爆场所正在运行中的各种储罐的液位测量改造，以增加罐区的自动化管理水平。
权利要求1.一种高精度光纤油罐群监控装置，包括数据采集、数据处理以及工控机和执行机构部分，其特征在于①数据采集部分采用光纤液位变送器并通过光缆与数据处理部分连接；②数据处理部分采用智能数据处理器，该智能数据处理器由光电转换与放大电路(1)、整形电路(2)、4倍频电路和处理器CPU依次连接组成，其中光电转换与放大电路通过4根光缆与光纤液位变送器连接，处理器CPU通过电缆线与工控机连接，其连接方式或者采用以标准RS232或RS422串行数据方式直接连接工控机，或者采用先转换成标准信号4～20mA再由A/D采集板采集转换的方式连接工控机，4倍频电路包括两组触发器(3)和异或门(4)；③工控机将传送来的数据进行处理并显示组态参数，同时通过I/O板连接控制执行机构。
2.根据权利要求1的高精度光纤油罐群监控装置，其特征在于所说的工控机外接有打印机和报警器。
3.根据权利要求1或2的高精度光纤油罐群监控装置，其特征在于所说的智能数据处理器设有备用电源单元。
专利摘要本实用新型公开了一种高精度光纤油罐群监控装置，它是为实现液体罐区自动化管理水平而设计的。其特征是，它包括数据采集、数据处理以及工控机和执行机构等部分，其中数据采集部分采用光纤液位变送器，数据处理部分采用智能数据处理器，该处理器由光电转换与放大电路、整形电路、4倍频电路和处理器CPU组成，其中光电转换与放大电路通过光纤与光码变送器连接，CPU通过电缆线与工控机连接，工控机显示组态参数，同时通过I/O板连接控制执行机构。它以光码变送器传来的检测信号为前提，通过现代化处理手段，实现了液位或界面的测量、显示、容积和质量计算、高低液位设定、自动报警以及报表打印等自动测控功能，可用于任何易燃易爆危险场所。
文档编号G02B6/00GK2648480SQ0325818
公开日2004年10月13日 申请日期2003年7月29日 优先权日2003年7月29日
发明者曹福祝, 李冬梅 申请人:承德市本特·思达仪表有限公司