[实用新型]管道阀室远程控制系统

说明书

技术领域

本实用新型是一种管道阀室远程控制系统。涉及控制和管道系统技术领域。

背景技术

在长距离输油、输气管道工程中，按照规范要求，需要对大量的管道截断阀实施远程监控，其相关数据的及时采集和有效监控是保证管道安全、可靠、平稳、高效、经济运行的前提条件。目前为满足截断阀远控要求，均采用建设RTU阀室的实施方式。传统的RTU远传阀室包含了RTU、通信、电源、接地、设备间等部分，各部分独立建设，总体投资大，设计复杂、施工周期长。为了改善目前这种现状，使阀室远程监控系统投资少、建设周期短、安全可靠实用、适应更恶劣环境，截断阀远程监控方案的改进迫在眉睫。

目前国内外截断阀远控的实现方式较多，但在技术上均有一定的局限性。比如，为了实现系统的小型化、低功耗，这些远控设备均采用无线通信的方式。此方式适用于公网无线网络覆盖较好的区域，而且传输带宽窄，稳定性较差。缺乏一种适用范围广、稳定可靠的通用方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种适用于室外具有光纤资源远控、基于网络技术、能提供大的传输带宽、系统稳定可靠的管道阀室远程控制系统。

该技术适用范围广，不仅满足截断阀的远控要求，同时采用网络技术作为控制数据传输基础，符合管道自动化发展的总体方向。随着电子、网络等技术的迅速发展，小型化、模块化、网络化的器件也已经非常成熟，具备了创建本技术的技术条件和元器件条件。

本实用新型是基于光纤传输方式的远程数据采集控制系统，集信号采集、控制，通信传输，供电于一体。如图1所示。它主要由三部分组成：供电单元(太阳能电池板、电源控制模块，蓄电池)，控制单元(RTU采集控制模块)，通讯单元(转换模块、通讯模块)。现场仪表输出接RTU采集控制模块的输入，RTU采集控制模块的数字量(DO)输出接现场仪表；RTU采集控制模块的串口通过转换模块与通讯模块连接，以太网接口直接与通讯模块连接；通讯模块的输出通过自身光接口连接至干线光纤；RTU采集控制模块的串行接口至第三方通讯接口；太阳能电池板和蓄电池接电源控制模块后与RTU采集控制模块、转换模块、通讯模块连接，并通过串行接口与RTU采集控制模块连接。

该系统三部分的功能：

1、供电：当有一定强度阳光照射条件下，电源控制模块根据电池温度，调整电源系统对蓄电池的浮充电压为其充电，同时将经过稳压后的电源供给RTU采集控制模块、转换模块、通讯模块；无阳光照射条件下蓄电池直接为以上三个模块供电；

2、信号采集控制：RTU采集控制模块完成数字量(DI)、模拟量(AI)的数据采集，同时完成数字量(DO)的输出控制及历史数据、报警事件记录的存储；电源控制模块完成相关供电系统的所有数据采集；RTU通过串行接口与电源控制模块进行通讯，获取全部供电数据，并留有串行接口用于与第三方设备通讯；

3、通讯：所有数据全部集中在RTU采集控制模块中，RTU采集控制模块本身自带一个以太网接口，通过一块转换模块将一个串口转换成一个以太网接口，这样系统提供了两个以太网接口；这两个以太网接口接到通讯模块上，经过通讯模块中的以太网交换及光电转换后，转换成光信号，再通过系统对外的两个光口直接接入干线光纤，向上、下游两个方向进行数据传输，在传输介质上做到了冗余。

本管道阀室远程控制系统总的电原理图如图2所示。RTU的Port B端接转换模块C1的RS232，C1的Ethernet接以太网交换机C2的Ethernet4，C2的Ethernet3接RTU的Ethernet；太阳能电池板S的“-”极接24V电源负母排M2，太阳能电池板S的“+”极经空开断路器K1串联二极管PN接直流固体继电器KS的“+”极，直流固体继电器KS的“-”极接24V电源正母排M1，24V电源正母排M1一是经串联的空开断路器K2、蓄电池至24V电源负母排M2，二是经带保险管的开关端子T27至电源控制模块C3的V+，三是至常闭接触器LVD，常闭接触器LVD分别经带保险管的开关端子K3、K4、K5至RTU、C1、C2的电源“+”极；C3的V-、RTU的25端、C1的V1-、C2的0V分别接24V电源负母排M2；RS232接RTU的Port D。

为了供电单元防止雷击，太阳能电池板S的“+”极经空开断路器K1后，还经压敏电阻V1接24V电源负母排M2。

为了监测供电单元供电电流，在24V电源正母排M1接向空开断路器K2和常闭接触器LVD处分别装有电流传感器LH2和电流传感器LH1。

其中：

RTU：采集控制模块；

C1：转换模块；