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)于對危險液體液位的監(jiān)控技術(shù)的研究，主要側(cè)重于對如何獲取檢測信號的方法和手段的研究，而對于如何實現(xiàn)自動化控制步驟則重視得不夠?，F(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信號，其對信號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、多點聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)計算機的現(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。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(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信號為前提，通過現(xiàn)代化處理手段，能夠?qū)崿F(xiàn)液位或界面的測量、顯示、容積和質(zhì)量計算、高低液位設(shè)定、自動報警以及報表打印等自動測控功能。
本實用新型的技術(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)處理以及工控機和執(zhí)行機構(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，或者采用先轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號4～20mA再由A/D采集板采集轉(zhuǎn)換的方式連接工控機，4倍頻電路包括兩組觸發(fā)器和異或門；③工控機將傳送來的數(shù)據(jù)進行處理并顯示組態(tài)參數(shù)，同時通過I/O板連接控制執(zhí)行機構(gòu)。
前面所說的工控機外部連接有打印機和報警器；所說的智能數(shù)據(jù)處理器連接有備用電源單元。
本實用新型在使用時，其光纖液位變送器安裝在罐區(qū)危險場所，智能處理器和計算機監(jiān)控系統(tǒng)安裝在安全場合的操作室。其工作原理是，當(dāng)光纖液位變送器的測量單元感知到被測介質(zhì)液位發(fā)生變化時，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轉(zhuǎn)變成電脈沖信號，再經(jīng)放大整形后使之成為液位上升時的F1、和液位下降時的F2兩種矩形波信號，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中進行數(shù)據(jù)處理，進行判向計數(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。工控機上的工控組態(tài)軟件或用VB、VC等自編軟件將傳送來的數(shù)據(jù)進行處理，同時顯示罐內(nèi)的液位值、容積值、以及上、下限液位報警等狀態(tài)，可將趨勢圖、報表等進行打印輸出，并通過I/O板去控制執(zhí)行機構(gòu)如泵或閥等。如此便直觀、可靠地實現(xiàn)罐內(nèi)液位的自動監(jiān)測和控制。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點(1)由于它以光纖液位變送器傳送來的檢測信號為前提，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數(shù)功能的技術(shù)措施進行數(shù)據(jù)處理，結(jié)合以計算機為控制中心的調(diào)控手段，因此實現(xiàn)了液位或界面的測量、顯示、容積和質(zhì)量計算、高低液位設(shè)定、自動報警以及報表打印等全天候長期連續(xù)的自動測控功能。
(2)由于光纖變送器安裝時是儀表自罐頂入孔安裝，只用螺栓、螺母固定，整個安裝過程不需動火，不需清罐，被測現(xiàn)場和信號傳輸途徑不帶電、無熱源，使用過程不帶電、無熱源、免維護，因此絕對安全防爆，其系統(tǒng)防爆等級為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，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，精度高、靈敏、可靠，實踐證明，其系統(tǒng)精度可達±2mm，靈敏度為1mm。
(4)由于配用光碼變送器后，整個系統(tǒng)以計算機為控制中心，因此可進行多參量(液位、壓力、流量)、多點(眾多的被測面)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)液罐群的計算機現(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，計算機采用全中文界面的軟件支持，安裝簡便，操作容易，只需1小時培訓(xùn)時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是液位上升時的脈沖4倍頻波形圖。
圖4是液位下降時的脈沖4倍頻波形圖。
圖5是工控組態(tài)軟件框圖。
圖6是計算機監(jiān)控系統(tǒng)軟件框圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施作進一步說明。如圖1所示，本實用新型包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及工控機和執(zhí)行機構(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，或者采用先轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號4～20mA再由A/D采集板采集轉(zhuǎn)換的方式連接工控機，4倍頻電路包括兩組觸發(fā)器3和異或門4。工控機將傳送來的數(shù)據(jù)進行處理，判向計數(shù)，并顯示組態(tài)參數(shù)，同時通過I/O板連接控制執(zhí)行機構(gòu)。這里的工控機外部并連接有打印機和報警器。此外，由于智能處理器是本實用新型的關(guān)鍵部件，它在進行光電轉(zhuǎn)換、判向計數(shù)處理時不能斷電，因此為防止斷電，給智能處理器設(shè)置了一個備用電源單元。一旦發(fā)生市電停電，馬上啟動備用電源，可連續(xù)供電48小時以上。
本實用新型防爆等級為ia II CT4～6T，可用于任何易燃易爆危險場所，尤其適用于石化、冶金、燃氣等行業(yè)中易燃易爆場所正在運行中的各種儲罐的液位測量改造，以增加罐區(qū)的自動化管理水平。
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)處理以及工控機和執(zhí)行機構(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，或者采用先轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號4～20mA再由A/D采集板采集轉(zhuǎn)換的方式連接工控機，4倍頻電路包括兩組觸發(fā)器(3)和異或門(4)；③工控機將傳送來的數(shù)據(jù)進行處理并顯示組態(tài)參數(shù)，同時通過I/O板連接控制執(zhí)行機構(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外接有打印機和報警器。
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，它是為實現(xiàn)液體罐區(qū)自動化管理水平而設(shè)計的。其特征是，它包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及工控機和執(zhí)行機構(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連接，工控機顯示組態(tài)參數(shù)，同時通過I/O板連接控制執(zhí)行機構(gòu)。它以光碼變送器傳來的檢測信號為前提，通過現(xiàn)代化處理手段，實現(xiàn)了液位或界面的測量、顯示、容積和質(zhì)量計算、高低液位設(shè)定、自動報警以及報表打印等自動測控功能，可用于任何易燃易爆危險場所。
文檔編號G02B6/00GK2648480SQ0325818
公開日2004年10月13日 申請日期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 申請人:承德市本特·思達儀表有限公司