专利名称：天然气流量计量远程测控终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流量计量远程测控终端电路，尤其是应用于天然气田中配气站，采气井站、天然气管输的天然气流量计量远程测控终端。
背景技术：
我国是天然气资源丰富的大国，但长期以来天然气工业的发展却严重滞后，目前广泛应用于油气田的气体流量计量设备，对数据的处理能力较弱，运行速度慢，而且大多采用单通道的流量计量，已不能满足当前天然气工业飞速发展的需要。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，而提出的一种天然气流量计量远程测控终端，本实用新型依据标准SY/T 6143-1996《天然气流量的标准孔板计量方法》，采用通用远程测控终端配合气体流量孔板计量协处理器，可以完成实时数据的采集传输、参数设定、历史数据保存、以及人机接口等功能，可以同时完成四路天然气的流量计量，通过人机接口(显示屏、键盘)，在现场进行参数修改或计量监视，也可以通过RS-485、PSTN、无线电台等多种通讯方式在远程的计算机上通过SuperFlo软件进行参数修改、参数读出、历史数据读出、计量结果监视等操作。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到一种天然气流量计量远程测控终端，包括主控电路SuperE-MAIN、协处理器Super Flo、I/O信号输入输出电路SuperE-AI、SuperE-DI、SuperE-AO、SuperE-DO、热电阻调理电路RTD、显示电路SuperE-3、通讯电路SuperE-Modem、通讯接口、复位按键、接线端子，其连接构成如下主控电路SuperE-MAIN带有I/O信号输入输出BUS总线接口，包括复位线RST、时钟线SCL、数据线SDA、地线GND、5V电源线，它们分别与各I/O信号输入输出电路SuperE-AI、SuperE-DI、SuperE-AO、SuperE-DO、及通讯电路SuperE-Modem的对应端连接，主控电路还带有两个RS232串口RS232-1、RS232-2和三个计数输入PI0、PI1、PI2，两个RS232串口分别连接到通讯电路SuperE-Modem的两个对应串口上，三个计数输入连到接线端子上，按键S1连接到主控电路的复位端RESET，24VA电源连接到主控电路SuperE-MAIN和显示电路SuperE-3的电源输入端，24VB电源连接到I/O信号输入输出电路SuperE-AI、SuperE-AO，24VB电源地COM连接到主控电路SuperE-MAIN和I/O信号输入输出电路SuperE-DI的相应点；模拟输入电路SuperE-AI的信号输入端A13-A17与接线端子相连，数字量输入电路SuperE-DI信号输入端D10-D17与接线端子相连，模拟输出电路SuperE-AO的信号输出端AO1、AO2与接线端子相连，数字输出电路SuperE-DO的DO11、DO12、DO21、DO22、DO31、DO32、DO41、DO42信号输出端与接线端子相连，热电阻传感器PT100经过RTD热电阻调理电路的信号输出端分别接入模拟量输入电路SuperE-AI的信号输入端A10、A11、A12；通讯电路SuperE-Modem有两个对内的RS232接口RS232-1、RS232-2，三个对外通讯接口COM1、COM2、COM3和一个I/O信号输入输出BUS接口；两个对内RS232接口分别与主控电路的两个RS232接口相连，三个对外通讯接口分别与三个9针的串口相连，无线电台通讯接口COM1，外接电台Radio，协处理电路通过与通讯电路SuperE-Modem的COM2口相连；显示电路SuperE-3有一个RS232接口、两组按键引线、一组显示板接口线，显示电路中RS232接口的RXD、TXD、GND分别与通讯电路中COM3中的RXD、TXD、GND相连，两组按键引线形成按键矩阵，KX1～KX3形成X阵列，KY1～KY5形成Y阵列接至键盘，显示板接口与显示板DISPLAY连接，其中D0～D7为数据线，VSS、VCC、VEE为电源线，RD、WR为读写线，CE为片选线，C/D为命令、数据控制线，RST为复位线。
本实用新型相比现有技术具有如下优点本实用新型天然气流量计量远程测控终端，采用通用远程测控终端配合气体流量孔板计量协处理器完成气体流量的计量与控制，它不仅具有远程测控终端原有的强大功能，如易于扩展、升级，维护少，支持多种通信方式，标准通信协议，设计灵活，适用于不同场合，而且还具有一体化，低功耗，支持本地、远程操作，完善的管理功能，大容量的历史数据存储，实时参数、报警打印存储以及历史参数存储回放等功能，使维护非常方便。
图1.天然气流量计量远程测控终端的电路图。
具体实施方式
请参考图1所示，本实用新型所述的天然气流量计量远程测控终端，采用通用远程测控端配合气体流量孔板完成天然气流量计量远程测控，包括主控电路(SuperE-MAIN))、协处理器(SuperFlo)、I/O信号输入输出电路(SuperE-AI、SuperE-DI、SuperE-AO、SuperE-DO)、热电阻调理电路(RTD)、显示电路(SuperE-3)、通讯电路(SuperE-Modem)、电台(Radio)、电台电源电路(RadioPower)、主电源电路(SuperE-POWER)、显示板、键盘板、通讯接口、避雷器、复位按键、保险、接线端子等器件组成。以上括号内为模块型号，均为北京安控科技发展有限公司的定型产品，已在本公司的产品目录中公开。
现对各器件的功能及连接关系作进一步说明。
主控电路(SuperE-MAIN))是远程测控终端的核心，它控制整个远程测控终端的远行。主控电路带有I/O信号输入输出BUS总线接口，包括复位线RST、时钟线SCL、数据线SDA、地线GND、5V电源线，它们分别与各I/O信号输入输出电路及通讯电路的对应端连接。通过RST，主控电路可复位各I/O信号输入输出电路和通讯电路。通过SCL和SDA，主控电路实现与各I/O信号输入输出电路的数据交换，从而实现对各I/O信号输入输出口的读写。通过5V电源线为各模块的逻辑电路供电。主控电路还带有两个RS232串口(RS232-1、RS232-2)和三个计输数入(PI0、PI1、PI2)。两个RS232串口分别连接到通讯模块的两个对应串口上，三个计数输入连到接线端子上实现脉冲信号的采集。按键S1为主控电路的复位按键，与主控电路的复位端RESET相连，可产生主控电路的复位信号。
模拟输入电路(SuperE-AI)完成8路模拟量输入信号的采集。此电路分为两部分信号入口电路和逻辑控制电路，两部分电路通过光耦隔离，它的8个信号输入端与接线端子相连，输入信号经滤波和A/D转换后，通过光耦传给逻辑控制电路，逻辑控制电路将采集的数据通过I/O信号输入输出BUS传给主控电路。
热电阻调理电路(RTD)将天然气气体温度通过热电阻传感器PT100经过RTD热电阻调理电路将其信号调理成4～20mA的标准信号，并将此信号传输给模拟量输入电路AI，信号再以数据流方式通过I/OBUS总线传输到主控制器，从而完成温度信号测量。
数字量输入电路(SuperE-DI)完成8路数字量输入信号的采集。此电路分为两部分信号入口电路和逻辑控制电路，两部分电路通过光耦隔离，它的8个信号输入端与接线端子相连，输入信号通过光耦传给逻辑控制电路，逻辑控制电路将采集的数据通过I/O信号输入输出BUS传给主控电路。
模拟输出电路(SuperE-AO)完成2路模拟信号输出。此电路分为两部分信号出口电路和逻辑控制电路，两部分电路通过光耦隔离，它的2个信号输出端与接线端子相连，逻辑控制电路通过I/O信号输入输出BUS接收来自主控电路的数据，通过光耦将数据传给信号出口电路，经D/A转换后输出到端子。
数字输出电路(SuperE-DO)完成4路数字信号输出。此电路分为两部分信号出口电路和逻辑控制电路，两部分电路通过光耦隔离，它的4个信号输出端与接线端子相连，逻辑控制电路通过I/O信号输入输出BUS接收来自主控电路的数据，通过光耦将数据传给信号出口电路，再驱动继电器输出触点信号到端子。
通讯电路(SuperE-Modem)完成通讯转换功能。通讯电路有两个对内的RS232接口(RS232-1、RS232-2)，三个对外通讯接口(COM1、COM2、COM3)和一个I/O信号输入输出BUS接口。两个对内RS232接口分别与主控电路的两个RS232接口相连，三个对外通讯接口分别与三个9针的串口相连，I/O信号输入输出BUS与主控电路相连。通讯电路对RS232-1的串行数据进行调制和解调，将RS转换为无线电台通讯接口COM1，外接电台Radio，同时产生收发控制信号PTT，通过电台电源为电台提供13.8V的电源，电台外接避雷器，以防雷击。RS232-2直接与接口COM2形成对外的可选为RS232接口、RS485接口或内置数传MODEM接口同时接入协处理器SuperFlo，从主控电路寄存器中读取参数及数据用于气体流量的计算；通讯电路还产生一扩展RS232接口COM3，此接口与显示电路Display-driver相连，通过I/O信号输入输出BUS传输显示数据，COM3口可用于对外连接，也可用于显示程序下载。
显示电路SuperE-3完成显示驱动功能。显示电路有一个RS232接口、两组按键引线、一组显示板接口线。显示电路中RS232接口的RXD、TXD、GND分别与通讯电路中COM3中的RXD、TXD、GND相连，由此口完成显示数据的传输。两组按键引线形成按键矩阵，KX1～KX3形成X阵列，KY1～KY5形成Y阵列。显示板接口与显示板DISPLAY连接，其中D0～D7为数据线，VSS、VCC、VEE为电源线，RD、WR为读写线，CE为片选线，C/D为命令、数据控制线，RST为复位线。
主电源电路(SuperE-POWER)产生电路所需的电源。电源电路有一个交流输入口AC，两路电源输出口24VA、24VB，一个备用电池输入口。交流输入口与接线端子相连，可输入220V交流电。电源24VA为主控电路及显示电路供电，通过保险FA分别与它们的电源端相连；电源24VB为I/O信号输入输出电路和RTD热电阻调理电路的入出口电路供电，通过保险FB分别与各电路的入出口电路相连。电源24VB也为外部仪表供电，与接线端子相连。
本实用新型已制成产品，本厂型号及产品名称为ECHO5802天然气流量计量远程测控终端，主要面向天然气气体流量计量和工业控制系统。不但可以单独使用，实现就地显示、控制，还可以很方便地组成集散控制系统，实现网络化的管理；具有性能卓越、功能全面、使用方便、性能可靠、安装方便等优点，在天然气田中的配气站，采气井站、天然气管输中得到广泛的应用。可用来进行天然气井检测与控制、天然气配气站的流量检测与控制、趋势图的检测、管线平衡、分离器的检测与控制、能量损耗的检测。
权利要求1.一种天然气流量计量远程测控终端，其特征在于包括主控电路SuperE-MAIN、协处理器Super Flo、I/O信号输入输出电路SuperE-AI、SuperE-DI、SuperE-AO、SuperE-DO、热电阻调理电路RTD、显示电路SuperE-3、通讯电路SuperE-Modem、通讯接口、复位按键、接线端子，其连接构成如下主控电路SuperE-MAIN带有I/O信号输入输出BUS总线接口，包括复位线RST、时钟线SCL、数据线SDA、地线GND、5V电源线，它们分别与各I/O信号输入输出电路SuperE-AI、SuperE-DI、SuperE-AO、SuperE-DO、及通讯电路SuperE-Modem的对应端连接，主控电路还带有两个RS232串口RS232-1、RS232-2和三个计数输入PI0、PI1、PI2，两个RS232串口分别连接到通讯电路SuperE-Modem的两个对应串口上，三个计数输入连到接线端子上，按键S1连接到主控电路的复位端RESET，24VA电源连接到主控电路SuperE-MAIN和显示电路SuperE-3的电源输入端，24VB电源连接到I/O信号输入输出电路SuperE-AI、SuperE-AO，24VB电源地COM连接到主控电路SuperE-MAIN和I/O信号输入输出电路SuperE-DI的相应点；模拟输入电路SuperE-AI的信号输入端A13-A17与接线端子相连，数字量输入电路SuperE-DI信号输入端D10-D17与接线端子相连，模拟输出电路SuperE-AO的信号输出端AO1、AO2与接线端子相连，数字输出电路SuperE-DO的DO11、DO12、DO21、DO22、DO31、DO32、DO41、DO42信号输出端与接线端子相连，热电阻传感器PT100经过RTD热电阻调理电路的信号输出端分别接入模拟量输入电路SuperE-AI的信号输入端A10、A11、A12；通讯电路SuperE-Modem有两个对内的RS232接口RS232-1、RS232-2，三个对外通讯接口COM1、COM2、COM3和一个I/O信号输入输出BUS接口；两个对内RS232接口分别与主控电路的两个RS232接口相连，三个对外通讯接口分别与三个9针的串口相连，无线电台通讯接口COM1，外接电台Radio，协处理电路通过与通讯电路SuperE-Modem的COM2口相连；显示电路SuperE-3有一个RS232接口、两组按键引线、一组显示板接口线，显示电路中RS232接口的RXD、TXD、GND分别与通讯电路中COM3中的RXD、TXD、GND相连，两组按键引线形成按键矩阵，KX1～KX3形成X阵列，KY1～KY5形成Y阵列接至键盘，显示板接口与显示板DISPLAY连接，其中D0～D7为数据线，VSS、VCC、VEE为电源线，RD、WR为读写线，CE为片选线，C/D为命令、数据控制线，RST为复位线。
专利摘要本实用新型设及一种天然气流量计量远程测控终端，它包括主控电路、协处理器、I/O信号输入输出电路、RTD热电阻调理电路、显示电路、通讯电路、通讯接口、复位按键、保险、接线端子，可外接电台、显示板、键盘板、避雷器。其中主控电路是远程测控终端的核心，协处理器负责流量的计算，并在主控电路进行存储和处理，该电路可对气体温度进行测量，形成不同点数的输入或输出，可实现远程测控终端与其它设备间的连接与通讯，实现网络化的管理，就地显示和控制。本实用新型结构合理，安装方便、扩展灵活，具有很强的现场适应能力。
文档编号G06F13/00GK2613750SQ0320425
公开日2004年4月28日 申请日期2003年2月18日 优先权日2003年2月18日
发明者俞凌, 庄贵林 申请人:北京安控科技发展有限公司