天然气场站智能控制终端的制作方法

本实用新型涉及天然气场站用设备技术领域，特别是一种天然气场站控制终端。

背景技术：

PLC控制器因其可靠性高、系统的设计、建造工作量小、维护方便、容易改造等特点广泛应用于工业领域。目前，天然气场站的控制装置也大多使用PLC控制器，但在信息化、智能化高速发展的时代，离线控制已经无法满足精准控制及安全控制的要求。虽然有一些天然气场站实施智能化改造，在原有PLC控制器的基础上增加了数据传输终端，通过数据传输终端，将PLC控制器的数据传输给控制室服务器，但只是简单的搭配，通讯控制部分没有良好的兼容性，容易出现控制失灵，不能很好的实现实时控制功能，导致用户体验不佳；且设计多套设备，不利于各厂家对设备进行维护。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种天然气场站智能控制终端，不仅能够实现现场用户端设备的信号采集，还能够将采集的信息发送给控制室服务器，并根据服务器发出的控制指令控制用户端设备的工作状态，实现远程控制的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

天然气场站智能控制终端，包括壳体，壳体内设置有控制电路板，壳体外壁上设置有指示设备运行状态的指示灯；所述控制电路板上焊接有控制模块、电源模块、AD转换模块、输出模块以及无线通信模块，所述电源模块的输入端连接交流电源，电源模块的输出端分别与控制模块、输出模块以及无线通信模块电连接；所述AD转换模块的输入端通过线缆连接场站内传感器，AD转换模块的输出端连接控制模块的输入端，控制模块的输出端经输出模块与用户端设备的受控端电连接；所述控制模块通过无线通信模块与控制室服务器相互通信。

上述天然气场站智能控制终端，所述无线通信模块采用NB-lot模组。

上述天然气场站智能控制终端，所述控制模块的主芯片为STM32系列单片机。

上述天然气场站智能控制终端，所述电源模块包括电源接线端子排、ACDC转换电路、DCDC转换电路以及电源输出插针，电源接线端子排经导线与ACDC转换电路，ACDC转换电路将电源接线端子输入端的AC220V交流电转换为24V直流电；ACDC转换电路一路输出连接至电源输出插针输出给输出模块，ACDC转换电路的另一路经DCDC转换电路转换为5V直流电后连接至电源输出插针输出给控制模块和无线通信模块。

上述天然气场站智能控制终端，所述输出电路包括依次电连接的信号隔离单元、放大单元、驱动单元以及继电器，所述信号隔离单元的输入端连接控制模块的输出端，继电器线圈连接至驱动单元的输出端与地之间，继电器的常开触点连接在用户端设备的供电线路中。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型用于用户端设备的状态控制以及状态参数的实时上报，采用先进的窄带物联网技术，实现了与用户端设备的智能互联，能够对用户端进行实时有效的远程控制，节省了人力物力，降低了设备的安装成本及维护成本。

本实用新型中输出电路的设置，能够使外置的用户端与本实用新型之间实现电气隔离，不仅将高压阻挡在控制系统之外，可以有效地保证人员的人身安全及设备安全；而且可以抑制由接地电势差、接地环路引起的各种共模干扰，保证总线在严重干扰和其它系统级噪声存在的情况下不间断、无差错运行，提高了设备的运行稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型所述控制模块的主芯片电路图；

图3为本实用新型所述输出电路的电路图；

图4为本实用新型所述电源模块的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

一种天然气场站智能控制终端，包括壳体，壳体内设置有控制电路板，壳体外壁上设置有指示灯，用于指示设备的运行状态。控制电路板上焊接有控制模块、电源模块、AD转换模块、输出模块以及无线通信模块，各模块之间的电路连接关系如图1所示。

其中，电源模块的输入端连接交流电源，电源模块的输出端分别与控制模块、输出模块以及无线通信模块电连接，为其提供工作电源。本实用新型中，电源模块的电路框图如图4所示，包括电源接线端子排、ACDC转换电路、DCDC转换电路以及电源输出插针，电源接线端子排经导线与ACDC转换电路，ACDC转换电路将电源接线端子输入端的AC220V交流电转换为24V直流电；ACDC转换电路一路输出连接至电源输出插针输出给输出模块，ACDC转换电路的另一路经DCDC转换电路转换为5V直流电后连接至电源输出插针输出给控制模块和无线通信模块。本实用新型中，两路电源完全隔离，避免因外部设备短路等状况影响设备正常运行。

AD转换模块的输入端通过线缆连接场站内传感器，AD转换模块的输出端连接控制模块的输入端，用于将传感器传输的信号转换为数字信号发送给控制模块。本实用新型中，AD转换模块采用adc10d1000ciut模数转换器。

控制模块为终端的核心，本实用新型中，控制模块的核心器件采用STM32系列单片机，STM32系列单片机的外围电路包括时钟单元（给单片机提供精准时钟保证工作正常）、FLASH（闪存）单元（存储数据及打印信息保证在网络中断情况下数据的连续性）以及外部看门狗单元（保证设备在突发情况下死机后可快速重启），单片机的电路图如图2所示。

控制模块的输出端经输出模块与用户端设备的受控端电连接，用于对用户端设备的工作状态进行控制。输出电路用于高效地执行控制指令，其电路图如图3所示，包括依次电连接的信号隔离单元、放大单元、驱动单元以及继电器，信号隔离单元的输入端连接控制模块的输出端，继电器线圈连接至驱动单元的输出端与地之间，继电器的常开触点连接在用户端设备的供电线路中。

其中，信号隔离单元的输入端连接单片机的输出端，接收单片机输出的Relay_Ctrl信号，采用Optoisolator1光耦隔离器对信号进行光电隔离，实现单片机与驱动单元的隔离；放大单元采用NMOS-2晶体管实现信号的放大，向驱动单元输出驱动单元Relay_out信号；的核心芯片采用header 8X2芯片，将放大单元输出的Relay_out信号加载24V电信号后输出给继电器，驱动继电器动作，控制用户端设备的工作状态。

控制模块还通过无线通信模块与控制室服务器相互通信，用于将采集的信号发送给服务器，并接收服务器的指令，对用户端设备执行相应操作。无线通信模块采用LSD4NBN-LBxx000001的NB-lot模组，具有功耗低、信号质量好、运行成本低等优点。

本实用新型工作时，首先会进行自检，检查自身通信状况，检查无线信号强度，校准RTC时钟模块（实时时钟模块），以及检查所连接嵌入式微处理器链路状态；在自检通过后，单片机获取现场传感器采集的参数等信息，并将数据通过无线通信模块上传到服务器，数据会存储在服务器中的数据库内；服务器对采集到的数据进行处理，并根据设定的阈值与实际采集的数值进行比较，当数据超出正常范围值时，通过无线通信模块向单片机发出处理指令，单片机根据指令经输出电路控制用户端设备的工作状态。

本实用新型可以安装到场站、气化撬、天然气运输车上，对其设备的运行状态进行监控、检测与控制，整体结构简单可靠，可实现对天然气设备的运行状态进行远程监控与控制，自动化程度高。