专利名称：管道输送智能控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及管道输送设备，特别是涉及一种用于石油、化工、冶金、医药、生化、民用等有压管道输送的管道输送智能控制系统。
背景技术：
油田输油管线原系统是靠工人通过观察石油管道压力表的压力值，来人为调节变频器的频率，从而控制接力泵(加压泵)的排量，来维持管道内液体压力稳定。工人的劳动繁琐，根据观察压力表主观判断来调节接力泵的排量，使管道压力很不稳定，对生产很不利。工人每隔两个小时巡查管道压力，从而改变变频器的频率。增量工人的劳动强度，管内压力控制精度很差，容易产品抽油机井口憋压和输送泵抽空的现象，对安全生产和科学生产及其不利。而外输系统产生的各种故障，也不能及时被发现，从而影响生产作业或危险生产作业，给生产上带来一定的安全隐患。存储罐石油外输原系统是靠工人通过储油罐的液位计观察罐体的液位，人为调节变频器的频率，从而控制变频外输泵的排量，来维持管罐内液体液位高度稳定。工人每隔两个小时通过液位计观察罐体的液位，从而改变变频器的频率。工人的劳动繁琐，根据观察的液位主观判断来调节外输泵的排量，罐体液位控制精度很差，易产生罐内液体溢出或抽空现象，对安全生产和科学生产及其不利。而外输系统产生的各种故障，不能及时被发现，从而影响生产作业或危险生产，给生产上带来一定的安全隐患。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种管道输送智能控制系统。该系统通过检测输送管道的压力，通过智能控制变频器的输出频率，从而控制输送泵的排量，使管道内的压力维持恒定值，从而保证罐体内液位的高度或输送管道内的压力保持不变。采用的技术方案是:
本发明的管道输送智能控制系统，包括管道输送智能控制器，管道输送智能控制无线接收控制装置，声光报警器，管道输送智能控制器无线发送控制装置，交流变频器，外输泵系统，压力传感器，压力传感器与管道输送智能控制器电连接，通过对外输泵系统的入口压力的检测，将其实际压力值转换成4-20MA的信号，再送入管道输送智能控制器，管道输送智能控制器再将4-20MA信号经过计算转换成储油罐的实际液位高度。交流变频器与管道输送智能控制器电连接，管道输送智能控制器输出0-5V的电压模拟量，将其送入到交流变频器控制系统的模拟量输入端，控制交流变频器控制系统输出频率，从而控制外输泵系统的外输泵的排量。交流变频器控制系统与外输泵系统三相0-380V交流电连接，通过交流变频器控制系统的输出频率，控制外输泵系统三相交流电动机的转速。管道输送智能控制器无线发送控制装置与管道输送智能控制器电连接，它将管道输送智能控制器的报警信息、储油罐液位信息和运行状态信息，通过RS232信号，送入到管道输送智能控制器无线发送控制装置同时管道输送智能控制器也能接收管道输送智能控制器无线发送控制装置发送过来的控制信息。声光报警器与管道输送智能控制器电连接。控制器发生报警时，通过管道输送智能控制器继电器的常开触点控制声光报警器；发生报警信号。管道输送智能控制无线接收控制装置与管道输送智能控制器无线发送控制装置无线电连接。管道输送智能控制器无线发送控制装置将其报警信息、储油罐液位信息和运行状态信息通过无线电发送到管道输送智能控制无线接收控制装置。管道输送智能控制无线接收控制装置将其控制信息通过到无线电发送到管道输送智能控制器无线发送控制装置。
本发明中提到的管道输送智能控制器为已知技术，可市购，它主要包括AD转换及滤波电路，液晶显示电路，按键电路，RS232数据输出接口电路，电位器输入电路及控制器0-5V输出电路，数据存储电路，控制器的电源电路，中央处理单元电路，指示灯及继电器电路；所述的AD转换电路与中央处理单元电路电连接，通过对输送泵入口压力的检测，将4-20MA的电流信号经AD转换及滤波电路转换成数字量信号送入中央处理单元；所述的按键电路与中央处理单元电路电连接，将按钮的命令信号通过光电耦合器送入中央处理单元；所述的液晶显示电路与中央处理单元电路电连接，显示液位值、设定值、图形、频率和系统状态等实时数据和比例系数、微分系数、积分系数、时间系数、液位调节值、报警上下限值、输出上下限值等系统参数设置；所述的电位器输入电路及控制器0-5V输出电路与中央处理单元电路电连接，输出模块电路接受中央处理单元的结果输出，通过数模转换为模拟信号送入变频器，对其输送泵的排量进行控制；所述的中央处理单元电路通过对程序的读写和信号处理将其结果和显示量加以输出；所述的数据存储电路与中央处理单元电路电连接，程序所需要的参数通过中央处理单元电路对数据存储器的数据的读写；所述的控制器的电源电路与各个模块电连接，它提供各个模块所需要的工作电压；所述的指示灯及继电器电路中央处理单元电路电连接，中央处理单元电路(108)通过光耦控制指示灯和继电器。
工作原理
管道输送智能控制器通过检测输送石油管道输送泵的入口压力(可通过计算公式推导出储油罐的液位高度)。通过人为设定一个液位值，当储油罐的液位高于设定液位时，管道输送智能控制器输出的电压值增加(0-5V)，此电压力值控制输入到交流变频系统的模拟量输入端口，交流变频系统的输出频率增加。从而控制输送泵的排量也相应的增加。当储油罐的液位低于设定液位时，管道输送智能控制器输出的电压值减小(0-5V)，此电压力值控制输入到交流变频系统的模拟量输入端口，交流变频系统的输出频率减小。从而控制输送泵的排量也相应的减小。管道输送智能控制器通过交流变频系统从而控制输送泵的排量，使储油罐的液位维持在恒定值，即进入储油罐多少液量，通过输送泵就能排出多少液量，从而保证罐体内液位的高度保持不变。即液位增加时,增大输送泵的排量；液位减小时,减小输送泵的排量。无线发送装置通过RS232信号将管道输送智能控制器的液位高度信息、报警信息、状态信息发送到无线接收装置。同时，无线接收装置也能将控制信息发送到无线发送装置，在通过RS232信号输送到管道输送智能控制器中。管道输送智能控制器发生报警信号时，通过其继电器常开触点闭合，使声光报警器产生声光报警信号。管道输送智能控制器能判断出石油管道输油系统的各种故障，并具有自动处理能力，
本发明的主要优点是:
1、一键转换，自动控制和手动控制两种控制模式。
2、5寸大屏幕中文液晶显示，中文加图形显示数据，人性化设计。3、多种故障的报警功能，及时可靠的提供报警信息和故障处理方法。4、大功率的声光报警器和远距离无线报警(可选择)。 5、远距离无线数据传输，在远距离可显示数据和控制本控制器。(可选择)
6、自动化控制输送泵的排量，减轻工人的劳动强度，自动化程度高。7、多种参数设置功能，使控制器能适应不同外输要求。8、操作简单，用户使用方便。9、安装方便、维护方便、耐腐蚀性强。10、不停泵运行，避免泵的频繁启动，避免在冬季启泵之前需要盘泵的缺点。11、故障自动处理功能，避免停机停泵。12、开机系统自检，及时判断系统状态。13、看门狗设计，保证程序可靠运行。14、采用变频器内部电源或则隔离电源。防止较差的电网电源质量，影效系 统的运行。15、硬件全部采用工业级芯片。保证系统硬件电路的可靠运行。16、采用高精度的传感器和12位的AD转换芯片，提高采样和显示精度。17、采用防爆式原装芯片，性能稳定可靠，使用寿命长.抗干扰强，抗振性强，优良的长期稳定性。18、采用铁质外壳和屏蔽线、铠装电缆，防止外部无线电干扰。19、采用自动回显设置，使系统能自动恢复到用户窗口状态。20、参数设置采用组合键或则密码的形式，避免意外改动参数或恶意修改参数。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施例方式本发明的管道输送智能控制系统，包括管道输送智能控制器1，管道输送智能控制无线接收控制装置4，声光报警器3，管道输送智能控制器无线发送控制装置2，交流变频器5，外输泵系统6,压力传感器7,压力传感器7与管道输送智能控制器I电连接，通过对外输泵系统6的入口压力的检测，将其实际压力值转换成4-20MA的信号，再送入管道输送智能控制器I。管道输送智能控制器I再将4-20MA信号经过计算转换成储油罐的实际液位高度。交流变频器5与管道输送智能控制器I电连接，管道输送智能控制器I输出0-5V的电压模拟量，将其送入到交流变频器控制系统5的模拟量输入端，控制交流变频器5输出频率，从而控制外输泵系统6的外输泵的排量。交流变频器500与外输泵系统6三相0-380V交流电连接，通过交流变频器控制系统5的输出频率，控制外输泵系统三相交流电动机的转速。管道输送智能控制器无线发送控制装置2与管道输送智能控制器I电连接，它将管道输送智能控制器I的报警信息、储油罐液位信息和运行状态信息，通过RS232信号，送入到管道输送智能控制器无线发送控制装置2同时管道输送智能控制器I也能接收管道输送智能控制器无线发送控制装置2发送过来的控制信息。声光报警器3与管道输送智能控制器I电连接。控制器发生报警时，通过管道输送智能控制器I继电器的常开触点控制声光报警器3发生报警信号。管道输送智能控制无线接收控制装置4与管道输送智能控制器无线发送控制装置2无线电连接。管道输送智能控制器无线发送控制装置2将其报警信息、储油罐液位信息和运行状态信息通过无线电发送到管道输送智能控制无线接收控制装置4。管道输送智能控制无线接收控制装置4将其控制信息通过到无线电发送到管道输送智能控制器无线发送控制装置2。
操作过程
首先，接通控制器的电源电路(107)，其电压分别为12V，5V，0V。其次，①按下手动/自动键，装置处于自动状态，自动指示灯亮。控制器通过压力传感器和AD转换及滤波电路，将其模拟量信号转换成中央处理单元可识别的数字量信号，在通过计算公式可推导出储油罐液位高度。液位高度值与设定液位高度值相比较，当储油罐的液位高于设定液位时，中央处理单元电路(108)，根据人工智能、模糊的控制方法和读出程序储存器中所需的参数，再通过模数转换电路，输出的电压值增加(0-5V);当储油罐的液位低于设定液位时，中央处理单元电路(108)，根据人工智能、模糊的控制方法和读出程序储存器中所需的参数，再通过模数转换电路，输出的电压值减小(0-5V)。即当液位增加时，输出电压增加，当液位减小时，输出电压减小。从而维持储油罐液位高度不变。液晶显示模块，能将实时数据、系统运行的参数、系统运行的状态和报警信息显示出来。按键电路能改变显示项目、改变参数设定值、系统报警信息及解决、处理的方法。按键模块改变系统参数的设定值，能改变系统的运行效果。指示灯电路模块能显示系统的运行状态、输出和报警信息。继电器电路，当控制发生报警时，继电器闭合否则继电器断开。电位器输入电路及控制器0-5V输出电路，通过按下手动/自动键，选择控制器的工作状态，自动状态时，继电器吸合，运行指示灯亮，控制器通过液位高度值与设定液位高度值相比较的差值，自动控制输出的电压值的大小(0-5V)。保持液位高度不变。输出指示灯闪烁。手动运行状态时，继电器断开，手动指示灯亮，控制器输出的电压值等于输入的电位器的电压值，人为调节电压值，改变控制器输出的电压器的大小(0-5V)。RS232输出电路，能将控制器的液位高度信息、报警信息、状态信息发送到无线接收装置。同时，通过RS232信号将无线发送装置的控制数据输送到管道输送智能控制器中。
权利要求
1.管道输送智能控制系统，包括管道输送智能控制器(1)，管道输送智能控制无线接收控制装置(4)，声光报警器(3)，管道输送智能控制器无线发送控制装置(2)，交流变频器(5)，外输泵系统(6)，压力传感器(7)，其特征在于所述的压力传感器(7)与管道输送智能控制器(I)电连接，通过对外输泵系统(6)的入口压力的检测，将其实际压力值转换成4-20MA的信号，再送入管道输送智能控制器(I )，管道输送智能控制器(I)再将4-20MA信号经过计算转换成储油罐的实际液位高度；交流变频器(5)与管道输送智能控制器(I)电连接，管道输送智能控制器(I)输出0-5V的电压模拟量，将其送入到交流变频器控制系统(5)的模拟量输入端，控制交流变频器控制系统(5)输出频率，从而控制外输泵系统(6)的外输泵的排量，交流变频器控制系统(5)与外输泵系统(6)三相0-380V交流电连接，通过交流变频器控制系统(5)的输出频率，控制外输泵系统三相交流电动机的转速；管道输送智能控制器无线发送控制装置(2)与管道输送智能控制器(I)电连接，它将管道输送智能控制器(I)的报警信息、储油罐液位信息和运行状态信息，通过RS232信号，送入到管道输送智能控制器无线发送控制装置(2)同时管道输送智能控制器(I)也能接收管道输送智能控制器无线发送控制装置(2)发送过来的控制信息；声光报警器(3)与管道输送智能控制器(O电连接；控制器发生报警时，通过管道输送智能控制器(I)继电器的常开触点控制声光报警器(3)，发生报警信号；管道输送智能控制无线接收控制装置(4)与管道输送智能控制器无线发送控制装置(2 )无线电连接；管道输送智能控制器无线发送控制装置(2 )将其报警信息、储油罐液位信息和运行状态信息通过无线电发送到管道输送智能控制无线接收控制装置(4);管道输送智能控制无线接收控制装置(4)将其控制信息通过到无线电发送到管道输送智能控制器 无线发送控制装置(2 )。
全文摘要
管道输送智能控制系统，包括管道输送智能控制器，管道输送智能控制无线接收控制装置，声光报警器，管道输送智能控制器无线发送控制装置，交流变频器，外输泵系统，压力传感器，压力传感器与管道输送智能控制器电连接，通过对外输泵系统的入口压力的检测，将其实际压力值转换成4-20MA的信号，再送入管道输送智能控制器，管道输送智能控制器再将4-20MA信号经过计算转换成储油罐的实际液位高度。交流变频器与管道输送智能控制器电连接，管道输送智能控制器输出0-5V的电压模拟量，将其送入到交流变频器控制系统的模拟量输入端，控制交流变频器控制系统输出频率，从而控制外输泵系统的外输泵的排量。本发明具有性能稳定可靠，使用寿命长.抗干扰强，抗振性强等优点。
文档编号F17D3/01GK103216729SQ20121001861
公开日2013年7月24日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者张健, 刘力, 张雨桐, 刘成 申请人:张健, 刘力