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管道液化氣微機管理系統(tǒng)的開發(fā)與應用
管道液化氣微機管理系統(tǒng)的開發(fā)與應用 管道液化氣作為一種新的供氣方式，進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(qū)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很好的發(fā)展前途。 隨著管道液化氣的發(fā)展，計算機的廣泛應用，研制“管道液化氣微機管理系統(tǒng)”，應用微機系統(tǒng)解決管道液化氣生產供應和服務管理中的問題，是實現科學化、智能化管理的一個重要手段。 一、系統(tǒng)的組成 該系統(tǒng)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(jiān)控器、A/D、 I/O采集板、UPS及站點計算機組成。詳見系統(tǒng)框圖(圖1)。 二、系統(tǒng)簡介 1生產監(jiān)測子系統(tǒng) 系統(tǒng)主要完成對各氣化站點的設備實施24小時不間斷地自動監(jiān)測管理，對其發(fā)生的非正常狀態(tài)進行實時報警。對站點監(jiān)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、氣化站點的供電狀態(tài)。 1.1生產運行狀態(tài)監(jiān)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，并由計算機加以實時檢測，可達到監(jiān)測生產運行狀態(tài)的目的。在氣化站需要監(jiān)測的狀態(tài)主要有： ● 瓶組間和氣化間的液化氣泄漏。 ● 多組氣化爐的開關和工作狀態(tài)。 1.2壓力信號監(jiān)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參數。壓力信號的采集，是由壓力變送器來完成的，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時地進行采集。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，對其進行實時監(jiān)測。一旦氣、液相值超出高低限，計算機就即時發(fā)出報警信號。 1.3供電狀態(tài)監(jiān)測 氣化站配備了經過改造的小容量uPs電源，當市電網停止供應后由其給管理系統(tǒng)供電。管理系統(tǒng)將停電信號報送控制總站，然后系統(tǒng)自動切斷，直到市電恢復供電。 1.4系統(tǒng)通訊 我們在設計中采用通過附加調制解調器利用市話網進行通訊的方式。這種方式是近年發(fā)達國家經常采用的方法，由于甩掉了復雜的數據傳輸網的研制建設，因而具有成不低、周期短、無須維護的優(yōu)點。 2智能抄表子系統(tǒng) 該系統(tǒng)具有完成計算機自動抄表的功能。其工作方式是由中繼通訊器連續(xù)不斷地逐個對智能表具進行巡檢，站點下位計算機負責對總線上的所有中繼通訊器進行巡檢，取得每個表具的用氣量及使用狀態(tài)，建立站點用戶數據庫，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(tǒng)傳來的用戶預交費信號時，可向下位站點計算機傳輸信號，并通過中繼通訊器傳送到智能表中顯示出來，完成用戶預購氣工作。其數據傳輸采用了高可靠的RS485工業(yè)現場總線進行通訊。 中繼通訊器作為站點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CPU負責和表具通訊，另一個CPU負責與站點計算機通訊，兩個CPU通過雙口RAM進行數據交換。 智能表具作為系統(tǒng)的組成細胞，它的可靠性和精度將直接影響到整個系統(tǒng)的可行性，是整個系統(tǒng)的核心。因此，在我們自行研制智能表的過程中，著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的用氣量和購氣量10年以上； 3收費系統(tǒng) 收費系統(tǒng)主要功能有用氣抄表數錄入或通過數據傳輸接受智能表傳來用戶用氣量，并對用戶用氣量進行結算，報表打印，用氣情況統(tǒng)計分析等。 收費系統(tǒng)由用戶用氣數據管理模塊和中心計算機聯系，使用戶購氣數據下傳至下位站點計算機，實現用戶須購氣和自動抄表結算功能。收費系統(tǒng)通過與銀行交換數據，完成收費工作。 4數據通訊與布線方式 智能燃氣表、中繼通訊器和站點計算機相互之間的通訊方式有以下幾種： 1) 無線通訊方式； 2) 采用集中抄表器進行通訊方式； 3) 電力線路載波通訊方式； 4) 有線傳輸方式； 我們在工程設計中，采用有線傳輸通訊方式。其優(yōu)點是直接通過導線傳輸數據，抗干擾能力強，通訊可靠，一個中繼通訊器最多可帶256個智能燃氣表，但是其安裝工程量較大，維護要求高。 布線方式是通過敷設帶屏蔽雙絞線通過過RS485工業(yè)現場總線進行通訊，通訊的最大距離為1200m，通訊速率達9600bps。 站點計算機與中心計算機之間的通訊方式有以下幾種： 1) 采用集中抄表器進行通訊的方式； 2) 無線傳輸通訊的方式； 3) 有線通訊的方式； 4) 通過附加調制解調器利用市話線進行通訊的方式； 我們在設計中采用通過附加調制解調器利用市話進行通訊的方式。這種方式是近年來發(fā)達國家經常采用的方法，由于甩掉了復雜的數據傳輸網的研制建設，因而具有成本低、周期短、基本無須維護的優(yōu)點。 三、系統(tǒng)應用小結 該系統(tǒng)投入使用后，從目前的使用效果情況來看，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(tǒng)提供了一套對氣化站泄漏和設備運行狀況實施24小時不間斷監(jiān)控的手段，一旦出現故障能及時發(fā)現，并能迅速派員予以排除。由于信息的反饋時間大大地縮短，系統(tǒng)的安全保障能力得到加強。 2小區(qū)輸配管網的供氣工況更加穩(wěn)定 以往傳統(tǒng)的依靠人工管理的調度方式難以調控輸配系統(tǒng)的運行狀況，管道液化氣微機管理系統(tǒng)對管網供氣工況的全過程監(jiān)測，使調度人員很容易對輸配系統(tǒng)進行全方位的調控，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(tǒng)的使用，可以實時地獲取大量的實際運行數據，通過對這些數據的分析比較，可以掌握設備運行狀況的規(guī)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，提高經濟效益 采用微機監(jiān)控管理方式后，只需配備一定的巡檢人員就可對各氣化站實施管理。氣化站越多，供應規(guī)模越大，其“減人”的效果就越明顯。 南京管道液化氣公司自96年第一個小區(qū)氣化站開通以來，使用的氣化設各自動化程度很高，配合管道液化氣微機管理系統(tǒng)的應用，采用“微機監(jiān)控，人工巡檢”的方式，使各氣化站的管理向“無人站”邁進。 就南京市管道液化氣分公司來說已開通10個站點，以前一個站點至少3人，那么就需要30多人，而采用微機監(jiān)控管理方式后，僅需巡檢2人，總值班1人，維修人員5名，抄表收費人員4名，顯然人員成本大大減少，并且將來氣化站越多，供應規(guī)模越大，其“減人”的效果就越明顯。另外，由于人員少，工效高，更便于各方面的管理工作，從而使管道液化氣的管理水平初步達到發(fā)達國家水平。
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