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管道液化氣微機管理系統的開(kāi)發(fā)與應用
管道液化氣作為一種新的供氣方式，進(jìn)入九十年代后得到了迅速的發(fā)展，并已成為眾多中、小城市及大城市周邊新區首選的城市燃氣發(fā)展方向之一，管道液化氣作為城市管道燃氣的補充氣源有著(zhù)很好的發(fā)展前途。
隨著(zhù)管道液化氣的發(fā)展，計算機的廣泛應用，研制“管道液化氣微機管理系統”，應用微機系統解決管道液化氣生產(chǎn)供應和服務(wù)管理中的問(wèn)題，是實(shí)現科學(xué)化、智能化管理的一個(gè)重要手段。
一、系統的組成
該系統主要由高壓壓力變送器、低壓壓力變送器、濃度報警器探頭、氣化爐監控器、A/D、
I/O采集板、UPS及站點(diǎn)計算機組成。詳見(jiàn)系統框圖(圖1)。
二、系統簡(jiǎn)介
1生產(chǎn)監測子系統
系統主要完成對各氣化站點(diǎn)的設備實(shí)施24小時(shí)不間斷地自動(dòng)監測管理，對其發(fā)生的非正常狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)報警。對站點(diǎn)監測的主要內容有：1、液化氣泄漏報警器工作狀態(tài)：2、氣化爐的啟動(dòng)運行數量及工作狀態(tài)：3、液化氣管道內液相和氣相壓力狀況；4、氣化站點(diǎn)的供電狀態(tài)。
1.1生產(chǎn)運行狀態(tài)監測
當前氣化站采用的設備都具有可靠信號輸出功能的生產(chǎn)設備，利用計算機的采集設備直接采集這些設備的輸出信號，并由計算機加以實(shí)時(shí)檢測，可達到監測生產(chǎn)運行狀態(tài)的目的。在氣化站需要監測的狀態(tài)主要有：
● 瓶組間和氣化間的液化氣泄漏。
● 多組氣化爐的開(kāi)關(guān)和工作狀態(tài)。
1.2壓力信號監測
氣化站管道內液相壓力和氣相壓力的數值是非常重要的生產(chǎn)參數。壓力信號的采集，是由壓力變送器來(lái)完成的，壓力變送器的輸出是標準的4—20mA電流，利用采樣電阻將轉換為1-5V的電壓信號，再由計算機的模擬量采集卡實(shí)時(shí)地進(jìn)行采集。計算機采集到壓信號之后，根據事先設定的氣、液相值的高低限，對其進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。一旦氣、液相值超出高低限，計算機就即時(shí)發(fā)出報警信號。
1.3供電狀態(tài)監測
氣化站配備了經(jīng)過(guò)改造的小容量uPs電源，當市電網(wǎng)停止供應后由其給管理系統供電。管理系統將停電信號報送控制總站，然后系統自動(dòng)切斷，直到市電恢復供電。
1.4系統通訊
我們在設計中采用通過(guò)附加調制解調器利用市話(huà)網(wǎng)進(jìn)行通訊的方式。這種方式是近年發(fā)達國家經(jīng)常采用的方法，由于甩掉了復雜的數據傳輸網(wǎng)的研制建設，因而具有成不低、周期短、無(wú)須維護的優(yōu)點(diǎn)。
2智能抄表子系統
該系統具有完成計算機自動(dòng)抄表的功能。其工作方式是由中繼通訊器連續不斷地逐個(gè)對智能表具進(jìn)行巡檢，站點(diǎn)下位計算機負責對總線(xiàn)上的所有中繼通訊器進(jìn)行巡檢，取得每個(gè)表具的用氣量及使用狀態(tài)，建立站點(diǎn)用戶(hù)數據庫，提供異常報警功能，并將采集到的數據上傳給上位中心計算機，完成抄表工作。當上位中心計算機接受到收費系統傳來(lái)的用戶(hù)預交費信號時(shí)，可向下位站點(diǎn)計算機傳輸信號，并通過(guò)中繼通訊器傳送到智能表中顯示出來(lái)，完成用戶(hù)預購氣工作。其數據傳輸采用了高可靠的RS485工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)進(jìn)行通訊。
中繼通訊器作為站點(diǎn)計算機和智能表具之間的緩沖，主要是為了擴展RS4既通訊總線(xiàn)的負載能力。為了保證其上傳下達的準確性，在結構設計中采用了雙CPU的方案，一個(gè)CPU負責和表具通訊，另一個(gè)CPU負責與站點(diǎn)計算機通訊，兩個(gè)CPU通過(guò)雙口RAM進(jìn)行數據交換。
智能表具作為系統的組成細胞，它的可靠性和精度將直接影響到整個(gè)系統的可行性，是整個(gè)系統的核心。因此，在我們自行研制智能表的過(guò)程中，著(zhù)重考慮了表具的計數準確性和可靠性。其主要功能如下：
1)準確紀錄用戶(hù)用氣量和購氣量：
2)具有預收費功能；
3)表具顯示屏既可顯示余氣量也可顯示總用氣量；
4)按要求可提供剩余氣量報警；
5)停電狀態(tài)下表具可以正確計數48小時(shí)以上；
6)表具具有斷電數據保護功能，完全斷電后可保持用戶(hù)的用氣量和購氣量10年以上；
3收費系統
收費系統主要功能有用氣抄表數錄入或通過(guò)數據傳輸接受智能表傳來(lái)用戶(hù)用氣量，并對用戶(hù)用氣量進(jìn)行結算，報表打印，用氣情況統計分析等。
收費系統由用戶(hù)用氣數據管理模塊和中心計算機聯(lián)系，使用戶(hù)購氣數據下傳至下位站點(diǎn)計算機，實(shí)現用戶(hù)須購氣和自動(dòng)抄表結算功能。收費系統通過(guò)與銀行交換數據，完成收費工作。
4數據通訊與布線(xiàn)方式
智能燃氣表、中繼通訊器和站點(diǎn)計算機相互之間的通訊方式有以下幾種：
1) 無(wú)線(xiàn)通訊方式；
2) 采用集中抄表器進(jìn)行通訊方式；
3) 電力線(xiàn)路載波通訊方式；
4) 有線(xiàn)傳輸方式；
我們在工程設計中，采用有線(xiàn)傳輸通訊方式。其優(yōu)點(diǎn)是直接通過(guò)導線(xiàn)傳輸數據，抗干擾能力強，通訊可靠，一個(gè)中繼通訊器最多可帶256個(gè)智能燃氣表，但是其安裝工程量較大，維護要求高。
布線(xiàn)方式是通過(guò)敷設帶屏蔽雙絞線(xiàn)通過(guò)過(guò)RS485工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)進(jìn)行通訊，通訊的最大距離為1200m，通訊速率達9600bps。
站點(diǎn)計算機與中心計算機之間的通訊方式有以下幾種：
1) 采用集中抄表器進(jìn)行通訊的方式；
2) 無(wú)線(xiàn)傳輸通訊的方式；
3) 有線(xiàn)通訊的方式；
4) 通過(guò)附加調制解調器利用市話(huà)線(xiàn)進(jìn)行通訊的方式；
我們在設計中采用通過(guò)附加調制解調器利用市話(huà)進(jìn)行通訊的方式。這種方式是近年來(lái)發(fā)達國家經(jīng)常采用的方法，由于甩掉了復雜的數據傳輸網(wǎng)的研制建設，因而具有成本低、周期短、基本無(wú)須維護的優(yōu)點(diǎn)。
三、系統應用小結
該系統投入使用后，從目前的使用效果情況來(lái)看，在以下幾方面取得了一些成效。
1有利于提高安全保障能力
安全第一是管道液化氣發(fā)展的必要前提，管道液化氣微機管理系統提供了一套對氣化站泄漏和設備運行狀況實(shí)施24小時(shí)不間斷監控的手段，一旦出現故障能及時(shí)發(fā)現，并能迅速派員予以排除。由于信息的反饋時(shí)間大大地縮短，系統的安全保障能力得到加強。
2小區輸配管網(wǎng)的供氣工況更加穩定
以往傳統的依靠人工管理的調度方式難以調控輸配系統的運行狀況，管道液化氣微機管理系統對管網(wǎng)供氣工況的全過(guò)程監測，使調度人員很容易對輸配系統進(jìn)行全方位的調控，從而確保居民正常用氣。
3有利于提高氣化設備的利用率
微機管理系統的使用，可以實(shí)時(shí)地獲取大量的實(shí)際運行數據，通過(guò)對這些數據的分析比較，可以掌握設備運行狀況的規律，提出優(yōu)化運行方案，從而提高設備的利用率。
4有利于減員增效，
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