專利名稱：高精度光纖油罐群監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油罐群的系統(tǒng)監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
在石化系統(tǒng)，以往人們關(guān)于對(duì)危險(xiǎn)液體液位的監(jiān)控技術(shù)的研究，主要側(cè)重于對(duì)如何獲取檢測(cè)信號(hào)的方法和手段的研究，而對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制步驟則重視得不夠。現(xiàn)有技術(shù)中，一般的同類產(chǎn)品，無論采用何種方式獲得的檢測(cè)信號(hào)，其對(duì)信號(hào)的處理方法和后期控制手段都是常規(guī)技術(shù)，例如中國專利CN2491812Y公告的“非接觸式液位監(jiān)控裝置”便是如此；而CN2468012Y公告的“光碼變送器”，雖然講到了配用光碼變送器后，可以多參量、多點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的現(xiàn)代化管理，但是就目前來說仍然還沒有關(guān)于這方面的技術(shù)公開。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高精度光纖油罐群監(jiān)控裝置，它以光纖液位變送器傳送來的檢測(cè)信號(hào)為前提，通過現(xiàn)代化處理手段，能夠?qū)崿F(xiàn)液位或界面的測(cè)量、顯示、容積和質(zhì)量計(jì)算、高低液位設(shè)定、自動(dòng)報(bào)警以及報(bào)表打印等自動(dòng)測(cè)控功能。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種高精度光纖油罐群監(jiān)控裝置，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及工控機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分，其特征在于①數(shù)據(jù)采集部分采用光纖液位變送器并通過光纜與數(shù)據(jù)處理部分連接；②數(shù)據(jù)處理部分采用智能數(shù)據(jù)處理器，該智能數(shù)據(jù)處理器由光電轉(zhuǎn)換與放大電路、整形電路、4倍頻電路和處理器CPU依次連接組成，其中光電轉(zhuǎn)換與放大電路通過4根光纜與光纖液位變送器連接，處理器CPU通過電纜線與工控機(jī)連接，其連接方式或者采用以標(biāo)準(zhǔn)RS232或RS422串行數(shù)據(jù)方式直接連接工控機(jī)，或者采用先轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4～20mA再由A/D采集板采集轉(zhuǎn)換的方式連接工控機(jī)，4倍頻電路包括兩組觸發(fā)器和異或門；③工控機(jī)將傳送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并顯示組態(tài)參數(shù)，同時(shí)通過I/O板連接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
前面所說的工控機(jī)外部連接有打印機(jī)和報(bào)警器；所說的智能數(shù)據(jù)處理器連接有備用電源單元。
本實(shí)用新型在使用時(shí)，其光纖液位變送器安裝在罐區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所，智能處理器和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)安裝在安全場(chǎng)合的操作室。其工作原理是，當(dāng)光纖液位變送器的測(cè)量單元感知到被測(cè)介質(zhì)液位發(fā)生變化時(shí)，通過光碼變送器轉(zhuǎn)換和光纜傳輸線將兩組相位差為π/4光脈沖信號(hào)傳送給智能處理器。智能處理器通過光電轉(zhuǎn)換電路將光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成電脈沖信號(hào)，再經(jīng)放大整形后使之成為液位上升時(shí)的F1、和液位下降時(shí)的F2兩種矩形波信號(hào)，并被送入4倍頻電路，4倍頻電路首先通過觸發(fā)器分別將F1、F22倍頻為F1a、F2a和F1b、F2b，再通過異或門分別將F1a、F2a和F1b、F2b 4倍頻為Fa和Fb，然后將Fa和Fb送入處理器CPU中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，進(jìn)行判向計(jì)數(shù)。最后由處理器CPU通過電纜線以“直接”或“轉(zhuǎn)換”兩種方式之一種將信息傳送給工控機(jī)。工控機(jī)上的工控組態(tài)軟件或用VB、VC等自編軟件將傳送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)顯示罐內(nèi)的液位值、容積值、以及上、下限液位報(bào)警等狀態(tài)，可將趨勢(shì)圖、報(bào)表等進(jìn)行打印輸出，并通過I/O板去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)如泵或閥等。如此便直觀、可靠地實(shí)現(xiàn)罐內(nèi)液位的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)由于它以光纖液位變送器傳送來的檢測(cè)信號(hào)為前提，通過設(shè)有將光脈沖轉(zhuǎn)換成電脈沖處理單元和具有判向計(jì)數(shù)功能的技術(shù)措施進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，結(jié)合以計(jì)算機(jī)為控制中心的調(diào)控手段，因此實(shí)現(xiàn)了液位或界面的測(cè)量、顯示、容積和質(zhì)量計(jì)算、高低液位設(shè)定、自動(dòng)報(bào)警以及報(bào)表打印等全天候長(zhǎng)期連續(xù)的自動(dòng)測(cè)控功能。
(2)由于光纖變送器安裝時(shí)是儀表自罐頂入孔安裝，只用螺栓、螺母固定，整個(gè)安裝過程不需動(dòng)火，不需清罐，被測(cè)現(xiàn)場(chǎng)和信號(hào)傳輸途徑不帶電、無熱源，使用過程不帶電、無熱源、免維護(hù)，因此絕對(duì)安全防爆，其系統(tǒng)防爆等級(jí)為ia II CT4～T6。
(3)由于采用光纖液位變送器采集和光纜傳送信號(hào)，采用了智能數(shù)據(jù)處理器做信息處理手段，因此抗干擾能力強(qiáng)，精度高、靈敏、可靠，實(shí)踐證明，其系統(tǒng)精度可達(dá)±2mm，靈敏度為1mm。
(4)由于配用光碼變送器后，整個(gè)系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為控制中心，因此可進(jìn)行多參量(液位、壓力、流量)、多點(diǎn)(眾多的被測(cè)面)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)液罐群的計(jì)算機(jī)現(xiàn)代化管理。
(5)由于光纖液位變送器及光纜傳輸技術(shù)成熟，計(jì)算機(jī)采用全中文界面的軟件支持，安裝簡(jiǎn)便，操作容易，只需1小時(shí)培訓(xùn)時(shí)間即可掌握全部操作過程，因此便于推廣應(yīng)用。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理框圖。
圖2是智能數(shù)據(jù)處理器的電路原理圖。
圖3是液位上升時(shí)的脈沖4倍頻波形圖。
圖4是液位下降時(shí)的脈沖4倍頻波形圖。
圖5是工控組態(tài)軟件框圖。
圖6是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本實(shí)用新型包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及工控機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分，其中數(shù)據(jù)采集部分采用光纖液位變送器，并通過光纜與數(shù)據(jù)處理部分連接；如圖2所示，數(shù)據(jù)處理部分采用智能數(shù)據(jù)處理器，該智能數(shù)據(jù)處理器由光電轉(zhuǎn)換與放大電路1、整形電路2、4倍頻電路(虛線框內(nèi)部分)和處理器CPU依次連接組成。其中光電轉(zhuǎn)換與放大電路通過4根光纜與光纖液位變送器連接，處理器CPU(參閱圖1)通過電纜線與工控機(jī)連接，其連接方式或者采用以標(biāo)準(zhǔn)RS232或RS422串行數(shù)據(jù)方式直接連接工控機(jī)，或者采用先轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4～20mA再由A/D采集板采集轉(zhuǎn)換的方式連接工控機(jī)，4倍頻電路包括兩組觸發(fā)器3和異或門4。工控機(jī)將傳送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，判向計(jì)數(shù)，并顯示組態(tài)參數(shù)，同時(shí)通過I/O板連接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這里的工控機(jī)外部并連接有打印機(jī)和報(bào)警器。此外，由于智能處理器是本實(shí)用新型的關(guān)鍵部件，它在進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換、判向計(jì)數(shù)處理時(shí)不能斷電，因此為防止斷電，給智能處理器設(shè)置了一個(gè)備用電源單元。一旦發(fā)生市電停電，馬上啟動(dòng)備用電源，可連續(xù)供電48小時(shí)以上。
本實(shí)用新型防爆等級(jí)為ia II CT4～6T，可用于任何易燃易爆危險(xiǎn)場(chǎng)所，尤其適用于石化、冶金、燃?xì)獾刃袠I(yè)中易燃易爆場(chǎng)所正在運(yùn)行中的各種儲(chǔ)罐的液位測(cè)量改造，以增加罐區(qū)的自動(dòng)化管理水平。
權(quán)利要求1.一種高精度光纖油罐群監(jiān)控裝置，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及工控機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分，其特征在于①數(shù)據(jù)采集部分采用光纖液位變送器并通過光纜與數(shù)據(jù)處理部分連接；②數(shù)據(jù)處理部分采用智能數(shù)據(jù)處理器，該智能數(shù)據(jù)處理器由光電轉(zhuǎn)換與放大電路(1)、整形電路(2)、4倍頻電路和處理器CPU依次連接組成，其中光電轉(zhuǎn)換與放大電路通過4根光纜與光纖液位變送器連接，處理器CPU通過電纜線與工控機(jī)連接，其連接方式或者采用以標(biāo)準(zhǔn)RS232或RS422串行數(shù)據(jù)方式直接連接工控機(jī)，或者采用先轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4～20mA再由A/D采集板采集轉(zhuǎn)換的方式連接工控機(jī)，4倍頻電路包括兩組觸發(fā)器(3)和異或門(4)；③工控機(jī)將傳送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并顯示組態(tài)參數(shù)，同時(shí)通過I/O板連接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的高精度光纖油罐群監(jiān)控裝置，其特征在于所說的工控機(jī)外接有打印機(jī)和報(bào)警器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的高精度光纖油罐群監(jiān)控裝置，其特征在于所說的智能數(shù)據(jù)處理器設(shè)有備用電源單元。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高精度光纖油罐群監(jiān)控裝置，它是為實(shí)現(xiàn)液體罐區(qū)自動(dòng)化管理水平而設(shè)計(jì)的。其特征是，它包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及工控機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分，其中數(shù)據(jù)采集部分采用光纖液位變送器，數(shù)據(jù)處理部分采用智能數(shù)據(jù)處理器，該處理器由光電轉(zhuǎn)換與放大電路、整形電路、4倍頻電路和處理器CPU組成，其中光電轉(zhuǎn)換與放大電路通過光纖與光碼變送器連接，CPU通過電纜線與工控機(jī)連接，工控機(jī)顯示組態(tài)參數(shù)，同時(shí)通過I/O板連接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它以光碼變送器傳來的檢測(cè)信號(hào)為前提，通過現(xiàn)代化處理手段，實(shí)現(xiàn)了液位或界面的測(cè)量、顯示、容積和質(zhì)量計(jì)算、高低液位設(shè)定、自動(dòng)報(bào)警以及報(bào)表打印等自動(dòng)測(cè)控功能，可用于任何易燃易爆危險(xiǎn)場(chǎng)所。
文檔編號(hào)G02B6/00GK2648480SQ0325818
公開日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2003年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月29日
發(fā)明者曹福祝, 李冬梅 申請(qǐng)人:承德市本特·思達(dá)儀表有限公司