專(zhuān)利名稱(chēng)：天然氣流量計(jì)量遠(yuǎn)程測(cè)控終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種流量計(jì)量遠(yuǎn)程測(cè)控終端電路，尤其是應(yīng)用于天然氣田中配氣站，采氣井站、天然氣管輸?shù)奶烊粴饬髁坑?jì)量遠(yuǎn)程測(cè)控終端。
背景技術(shù)：
我國(guó)是天然氣資源豐富的大國(guó)，但長(zhǎng)期以來(lái)天然氣工業(yè)的發(fā)展卻嚴(yán)重滯后，目前廣泛應(yīng)用于油氣田的氣體流量計(jì)量設(shè)備，對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力較弱，運(yùn)行速度慢，而且大多采用單通道的流量計(jì)量，已不能滿(mǎn)足當(dāng)前天然氣工業(yè)飛速發(fā)展的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出的一種天然氣流量計(jì)量遠(yuǎn)程測(cè)控終端，本實(shí)用新型依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6143-1996《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法》，采用通用遠(yuǎn)程測(cè)控終端配合氣體流量孔板計(jì)量協(xié)處理器，可以完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集傳輸、參數(shù)設(shè)定、歷史數(shù)據(jù)保存、以及人機(jī)接口等功能，可以同時(shí)完成四路天然氣的流量計(jì)量，通過(guò)人機(jī)接口(顯示屏、鍵盤(pán))，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行參數(shù)修改或計(jì)量監(jiān)視，也可以通過(guò)RS-485、PSTN、無(wú)線(xiàn)電臺(tái)等多種通訊方式在遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)上通過(guò)SuperFlo軟件進(jìn)行參數(shù)修改、參數(shù)讀出、歷史數(shù)據(jù)讀出、計(jì)量結(jié)果監(jiān)視等操作。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到一種天然氣流量計(jì)量遠(yuǎn)程測(cè)控終端，包括主控電路SuperE-MAIN、協(xié)處理器Super Flo、I/O信號(hào)輸入輸出電路SuperE-AI、SuperE-DI、SuperE-AO、SuperE-DO、熱電阻調(diào)理電路RTD、顯示電路SuperE-3、通訊電路SuperE-Modem、通訊接口、復(fù)位按鍵、接線(xiàn)端子，其連接構(gòu)成如下主控電路SuperE-MAIN帶有I/O信號(hào)輸入輸出BUS總線(xiàn)接口，包括復(fù)位線(xiàn)RST、時(shí)鐘線(xiàn)SCL、數(shù)據(jù)線(xiàn)SDA、地線(xiàn)GND、5V電源線(xiàn)，它們分別與各I/O信號(hào)輸入輸出電路SuperE-AI、SuperE-DI、SuperE-AO、SuperE-DO、及通訊電路SuperE-Modem的對(duì)應(yīng)端連接，主控電路還帶有兩個(gè)RS232串口RS232-1、RS232-2和三個(gè)計(jì)數(shù)輸入PI0、PI1、PI2，兩個(gè)RS232串口分別連接到通訊電路SuperE-Modem的兩個(gè)對(duì)應(yīng)串口上，三個(gè)計(jì)數(shù)輸入連到接線(xiàn)端子上，按鍵S1連接到主控電路的復(fù)位端RESET，24VA電源連接到主控電路SuperE-MAIN和顯示電路SuperE-3的電源輸入端，24VB電源連接到I/O信號(hào)輸入輸出電路SuperE-AI、SuperE-AO，24VB電源地COM連接到主控電路SuperE-MAIN和I/O信號(hào)輸入輸出電路SuperE-DI的相應(yīng)點(diǎn)；模擬輸入電路SuperE-AI的信號(hào)輸入端A13-A17與接線(xiàn)端子相連，數(shù)字量輸入電路SuperE-DI信號(hào)輸入端D10-D17與接線(xiàn)端子相連，模擬輸出電路SuperE-AO的信號(hào)輸出端AO1、AO2與接線(xiàn)端子相連，數(shù)字輸出電路SuperE-DO的DO11、DO12、DO21、DO22、DO31、DO32、DO41、DO42信號(hào)輸出端與接線(xiàn)端子相連，熱電阻傳感器PT100經(jīng)過(guò)RTD熱電阻調(diào)理電路的信號(hào)輸出端分別接入模擬量輸入電路SuperE-AI的信號(hào)輸入端A10、A11、A12；通訊電路SuperE-Modem有兩個(gè)對(duì)內(nèi)的RS232接口RS232-1、RS232-2，三個(gè)對(duì)外通訊接口COM1、COM2、COM3和一個(gè)I/O信號(hào)輸入輸出BUS接口；兩個(gè)對(duì)內(nèi)RS232接口分別與主控電路的兩個(gè)RS232接口相連，三個(gè)對(duì)外通訊接口分別與三個(gè)9針的串口相連，無(wú)線(xiàn)電臺(tái)通訊接口COM1，外接電臺(tái)Radio，協(xié)處理電路通過(guò)與通訊電路SuperE-Modem的COM2口相連；顯示電路SuperE-3有一個(gè)RS232接口、兩組按鍵引線(xiàn)、一組顯示板接口線(xiàn)，顯示電路中RS232接口的RXD、TXD、GND分別與通訊電路中COM3中的RXD、TXD、GND相連，兩組按鍵引線(xiàn)形成按鍵矩陣，KX1～KX3形成X陣列，KY1～KY5形成Y陣列接至鍵盤(pán)，顯示板接口與顯示板DISPLAY連接，其中D0～D7為數(shù)據(jù)線(xiàn)，VSS、VCC、VEE為電源線(xiàn)，RD、WR為讀寫(xiě)線(xiàn)，CE為片選線(xiàn)，C/D為命令、數(shù)據(jù)控制線(xiàn)，RST為復(fù)位線(xiàn)。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型天然氣流量計(jì)量遠(yuǎn)程測(cè)控終端，采用通用遠(yuǎn)程測(cè)控終端配合氣體流量孔板計(jì)量協(xié)處理器完成氣體流量的計(jì)量與控制，它不僅具有遠(yuǎn)程測(cè)控終端原有的強(qiáng)大功能，如易于擴(kuò)展、升級(jí)，維護(hù)少，支持多種通信方式，標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，設(shè)計(jì)靈活，適用于不同場(chǎng)合，而且還具有一體化，低功耗，支持本地、遠(yuǎn)程操作，完善的管理功能，大容量的歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，實(shí)時(shí)參數(shù)、報(bào)警打印存儲(chǔ)以及歷史參數(shù)存儲(chǔ)回放等功能，使維護(hù)非常方便。


圖1.天然氣流量計(jì)量遠(yuǎn)程測(cè)控終端的電路圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖1所示，本實(shí)用新型所述的天然氣流量計(jì)量遠(yuǎn)程測(cè)控終端，采用通用遠(yuǎn)程測(cè)控端配合氣體流量孔板完成天然氣流量計(jì)量遠(yuǎn)程測(cè)控，包括主控電路(SuperE-MAIN))、協(xié)處理器(SuperFlo)、I/O信號(hào)輸入輸出電路(SuperE-AI、SuperE-DI、SuperE-AO、SuperE-DO)、熱電阻調(diào)理電路(RTD)、顯示電路(SuperE-3)、通訊電路(SuperE-Modem)、電臺(tái)(Radio)、電臺(tái)電源電路(RadioPower)、主電源電路(SuperE-POWER)、顯示板、鍵盤(pán)板、通訊接口、避雷器、復(fù)位按鍵、保險(xiǎn)、接線(xiàn)端子等器件組成。以上括號(hào)內(nèi)為模塊型號(hào)，均為北京安控科技發(fā)展有限公司的定型產(chǎn)品，已在本公司的產(chǎn)品目錄中公開(kāi)。
現(xiàn)對(duì)各器件的功能及連接關(guān)系作進(jìn)一步說(shuō)明。
主控電路(SuperE-MAIN))是遠(yuǎn)程測(cè)控終端的核心，它控制整個(gè)遠(yuǎn)程測(cè)控終端的遠(yuǎn)行。主控電路帶有I/O信號(hào)輸入輸出BUS總線(xiàn)接口，包括復(fù)位線(xiàn)RST、時(shí)鐘線(xiàn)SCL、數(shù)據(jù)線(xiàn)SDA、地線(xiàn)GND、5V電源線(xiàn)，它們分別與各I/O信號(hào)輸入輸出電路及通訊電路的對(duì)應(yīng)端連接。通過(guò)RST，主控電路可復(fù)位各I/O信號(hào)輸入輸出電路和通訊電路。通過(guò)SCL和SDA，主控電路實(shí)現(xiàn)與各I/O信號(hào)輸入輸出電路的數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各I/O信號(hào)輸入輸出口的讀寫(xiě)。通過(guò)5V電源線(xiàn)為各模塊的邏輯電路供電。主控電路還帶有兩個(gè)RS232串口(RS232-1、RS232-2)和三個(gè)計(jì)輸數(shù)入(PI0、PI1、PI2)。兩個(gè)RS232串口分別連接到通訊模塊的兩個(gè)對(duì)應(yīng)串口上，三個(gè)計(jì)數(shù)輸入連到接線(xiàn)端子上實(shí)現(xiàn)脈沖信號(hào)的采集。按鍵S1為主控電路的復(fù)位按鍵，與主控電路的復(fù)位端RESET相連，可產(chǎn)生主控電路的復(fù)位信號(hào)。
模擬輸入電路(SuperE-AI)完成8路模擬量輸入信號(hào)的采集。此電路分為兩部分信號(hào)入口電路和邏輯控制電路，兩部分電路通過(guò)光耦隔離，它的8個(gè)信號(hào)輸入端與接線(xiàn)端子相連，輸入信號(hào)經(jīng)濾波和A/D轉(zhuǎn)換后，通過(guò)光耦傳給邏輯控制電路，邏輯控制電路將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)I/O信號(hào)輸入輸出BUS傳給主控電路。
熱電阻調(diào)理電路(RTD)將天然氣氣體溫度通過(guò)熱電阻傳感器PT100經(jīng)過(guò)RTD熱電阻調(diào)理電路將其信號(hào)調(diào)理成4～20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，并將此信號(hào)傳輸給模擬量輸入電路AI，信號(hào)再以數(shù)據(jù)流方式通過(guò)I/OBUS總線(xiàn)傳輸?shù)街骺刂破?，從而完成溫度信?hào)測(cè)量。
數(shù)字量輸入電路(SuperE-DI)完成8路數(shù)字量輸入信號(hào)的采集。此電路分為兩部分信號(hào)入口電路和邏輯控制電路，兩部分電路通過(guò)光耦隔離，它的8個(gè)信號(hào)輸入端與接線(xiàn)端子相連，輸入信號(hào)通過(guò)光耦傳給邏輯控制電路，邏輯控制電路將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)I/O信號(hào)輸入輸出BUS傳給主控電路。
模擬輸出電路(SuperE-AO)完成2路模擬信號(hào)輸出。此電路分為兩部分信號(hào)出口電路和邏輯控制電路，兩部分電路通過(guò)光耦隔離，它的2個(gè)信號(hào)輸出端與接線(xiàn)端子相連，邏輯控制電路通過(guò)I/O信號(hào)輸入輸出BUS接收來(lái)自主控電路的數(shù)據(jù)，通過(guò)光耦將數(shù)據(jù)傳給信號(hào)出口電路，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后輸出到端子。
數(shù)字輸出電路(SuperE-DO)完成4路數(shù)字信號(hào)輸出。此電路分為兩部分信號(hào)出口電路和邏輯控制電路，兩部分電路通過(guò)光耦隔離，它的4個(gè)信號(hào)輸出端與接線(xiàn)端子相連，邏輯控制電路通過(guò)I/O信號(hào)輸入輸出BUS接收來(lái)自主控電路的數(shù)據(jù)，通過(guò)光耦將數(shù)據(jù)傳給信號(hào)出口電路，再驅(qū)動(dòng)繼電器輸出觸點(diǎn)信號(hào)到端子。
通訊電路(SuperE-Modem)完成通訊轉(zhuǎn)換功能。通訊電路有兩個(gè)對(duì)內(nèi)的RS232接口(RS232-1、RS232-2)，三個(gè)對(duì)外通訊接口(COM1、COM2、COM3)和一個(gè)I/O信號(hào)輸入輸出BUS接口。兩個(gè)對(duì)內(nèi)RS232接口分別與主控電路的兩個(gè)RS232接口相連，三個(gè)對(duì)外通訊接口分別與三個(gè)9針的串口相連，I/O信號(hào)輸入輸出BUS與主控電路相連。通訊電路對(duì)RS232-1的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)，將RS轉(zhuǎn)換為無(wú)線(xiàn)電臺(tái)通訊接口COM1，外接電臺(tái)Radio，同時(shí)產(chǎn)生收發(fā)控制信號(hào)PTT，通過(guò)電臺(tái)電源為電臺(tái)提供13.8V的電源，電臺(tái)外接避雷器，以防雷擊。RS232-2直接與接口COM2形成對(duì)外的可選為RS232接口、RS485接口或內(nèi)置數(shù)傳MODEM接口同時(shí)接入?yún)f(xié)處理器SuperFlo，從主控電路寄存器中讀取參數(shù)及數(shù)據(jù)用于氣體流量的計(jì)算；通訊電路還產(chǎn)生一擴(kuò)展RS232接口COM3，此接口與顯示電路Display-driver相連，通過(guò)I/O信號(hào)輸入輸出BUS傳輸顯示數(shù)據(jù)，COM3口可用于對(duì)外連接，也可用于顯示程序下載。
顯示電路SuperE-3完成顯示驅(qū)動(dòng)功能。顯示電路有一個(gè)RS232接口、兩組按鍵引線(xiàn)、一組顯示板接口線(xiàn)。顯示電路中RS232接口的RXD、TXD、GND分別與通訊電路中COM3中的RXD、TXD、GND相連，由此口完成顯示數(shù)據(jù)的傳輸。兩組按鍵引線(xiàn)形成按鍵矩陣，KX1～KX3形成X陣列，KY1～KY5形成Y陣列。顯示板接口與顯示板DISPLAY連接，其中D0～D7為數(shù)據(jù)線(xiàn)，VSS、VCC、VEE為電源線(xiàn)，RD、WR為讀寫(xiě)線(xiàn)，CE為片選線(xiàn)，C/D為命令、數(shù)據(jù)控制線(xiàn)，RST為復(fù)位線(xiàn)。
主電源電路(SuperE-POWER)產(chǎn)生電路所需的電源。電源電路有一個(gè)交流輸入口AC，兩路電源輸出口24VA、24VB，一個(gè)備用電池輸入口。交流輸入口與接線(xiàn)端子相連，可輸入220V交流電。電源24VA為主控電路及顯示電路供電，通過(guò)保險(xiǎn)FA分別與它們的電源端相連；電源24VB為I/O信號(hào)輸入輸出電路和RTD熱電阻調(diào)理電路的入出口電路供電，通過(guò)保險(xiǎn)FB分別與各電路的入出口電路相連。電源24VB也為外部?jī)x表供電，與接線(xiàn)端子相連。
本實(shí)用新型已制成產(chǎn)品，本廠(chǎng)型號(hào)及產(chǎn)品名稱(chēng)為ECHO5802天然氣流量計(jì)量遠(yuǎn)程測(cè)控終端，主要面向天然氣氣體流量計(jì)量和工業(yè)控制系統(tǒng)。不但可以單獨(dú)使用，實(shí)現(xiàn)就地顯示、控制，還可以很方便地組成集散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的管理；具有性能卓越、功能全面、使用方便、性能可靠、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，在天然氣田中的配氣站，采氣井站、天然氣管輸中得到廣泛的應(yīng)用?？捎脕?lái)進(jìn)行天然氣井檢測(cè)與控制、天然氣配氣站的流量檢測(cè)與控制、趨勢(shì)圖的檢測(cè)、管線(xiàn)平衡、分離器的檢測(cè)與控制、能量損耗的檢測(cè)。
權(quán)利要求1.一種天然氣流量計(jì)量遠(yuǎn)程測(cè)控終端，其特征在于包括主控電路SuperE-MAIN、協(xié)處理器Super Flo、I/O信號(hào)輸入輸出電路SuperE-AI、SuperE-DI、SuperE-AO、SuperE-DO、熱電阻調(diào)理電路RTD、顯示電路SuperE-3、通訊電路SuperE-Modem、通訊接口、復(fù)位按鍵、接線(xiàn)端子，其連接構(gòu)成如下主控電路SuperE-MAIN帶有I/O信號(hào)輸入輸出BUS總線(xiàn)接口，包括復(fù)位線(xiàn)RST、時(shí)鐘線(xiàn)SCL、數(shù)據(jù)線(xiàn)SDA、地線(xiàn)GND、5V電源線(xiàn)，它們分別與各I/O信號(hào)輸入輸出電路SuperE-AI、SuperE-DI、SuperE-AO、SuperE-DO、及通訊電路SuperE-Modem的對(duì)應(yīng)端連接，主控電路還帶有兩個(gè)RS232串口RS232-1、RS232-2和三個(gè)計(jì)數(shù)輸入PI0、PI1、PI2，兩個(gè)RS232串口分別連接到通訊電路SuperE-Modem的兩個(gè)對(duì)應(yīng)串口上，三個(gè)計(jì)數(shù)輸入連到接線(xiàn)端子上，按鍵S1連接到主控電路的復(fù)位端RESET，24VA電源連接到主控電路SuperE-MAIN和顯示電路SuperE-3的電源輸入端，24VB電源連接到I/O信號(hào)輸入輸出電路SuperE-AI、SuperE-AO，24VB電源地COM連接到主控電路SuperE-MAIN和I/O信號(hào)輸入輸出電路SuperE-DI的相應(yīng)點(diǎn)；模擬輸入電路SuperE-AI的信號(hào)輸入端A13-A17與接線(xiàn)端子相連，數(shù)字量輸入電路SuperE-DI信號(hào)輸入端D10-D17與接線(xiàn)端子相連，模擬輸出電路SuperE-AO的信號(hào)輸出端AO1、AO2與接線(xiàn)端子相連，數(shù)字輸出電路SuperE-DO的DO11、DO12、DO21、DO22、DO31、DO32、DO41、DO42信號(hào)輸出端與接線(xiàn)端子相連，熱電阻傳感器PT100經(jīng)過(guò)RTD熱電阻調(diào)理電路的信號(hào)輸出端分別接入模擬量輸入電路SuperE-AI的信號(hào)輸入端A10、A11、A12；通訊電路SuperE-Modem有兩個(gè)對(duì)內(nèi)的RS232接口RS232-1、RS232-2，三個(gè)對(duì)外通訊接口COM1、COM2、COM3和一個(gè)I/O信號(hào)輸入輸出BUS接口；兩個(gè)對(duì)內(nèi)RS232接口分別與主控電路的兩個(gè)RS232接口相連，三個(gè)對(duì)外通訊接口分別與三個(gè)9針的串口相連，無(wú)線(xiàn)電臺(tái)通訊接口COM1，外接電臺(tái)Radio，協(xié)處理電路通過(guò)與通訊電路SuperE-Modem的COM2口相連；顯示電路SuperE-3有一個(gè)RS232接口、兩組按鍵引線(xiàn)、一組顯示板接口線(xiàn)，顯示電路中RS232接口的RXD、TXD、GND分別與通訊電路中COM3中的RXD、TXD、GND相連，兩組按鍵引線(xiàn)形成按鍵矩陣，KX1～KX3形成X陣列，KY1～KY5形成Y陣列接至鍵盤(pán)，顯示板接口與顯示板DISPLAY連接，其中D0～D7為數(shù)據(jù)線(xiàn)，VSS、VCC、VEE為電源線(xiàn)，RD、WR為讀寫(xiě)線(xiàn)，CE為片選線(xiàn)，C/D為命令、數(shù)據(jù)控制線(xiàn)，RST為復(fù)位線(xiàn)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型設(shè)及一種天然氣流量計(jì)量遠(yuǎn)程測(cè)控終端，它包括主控電路、協(xié)處理器、I/O信號(hào)輸入輸出電路、RTD熱電阻調(diào)理電路、顯示電路、通訊電路、通訊接口、復(fù)位按鍵、保險(xiǎn)、接線(xiàn)端子，可外接電臺(tái)、顯示板、鍵盤(pán)板、避雷器。其中主控電路是遠(yuǎn)程測(cè)控終端的核心，協(xié)處理器負(fù)責(zé)流量的計(jì)算，并在主控電路進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，該電路可對(duì)氣體溫度進(jìn)行測(cè)量，形成不同點(diǎn)數(shù)的輸入或輸出，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)控終端與其它設(shè)備間的連接與通訊，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的管理，就地顯示和控制。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，安裝方便、擴(kuò)展靈活，具有很強(qiáng)的現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)能力。
文檔編號(hào)G06F13/00GK2613750SQ0320425
公開(kāi)日2004年4月28日 申請(qǐng)日期2003年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月18日
發(fā)明者俞凌, 莊貴林 申請(qǐng)人:北京安控科技發(fā)展有限公司