管道液化气微机管理系统的开发与应用

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　管道液化气作为一种新的供气方式，进入九十年代后得到了迅速的发展，并已成为众多中、小城市及大城市周边新区首选的城市燃气发展方向之一，管道液化气作为城市管道燃气的补充气源有着很好的发展前途。

　　随着管道液化气的发展，计算机的广泛应用，研制“管道液化气微机管理系统”，应用微机系统解决管道液化气生产供应和服务管理中的问题，是实现科学化、智能化管理的一个重要手段。

　　一、系统的组成

　　该系统主要由高压压力变送器、低压压力变送器、浓度报警器探头、气化炉监控器、A/D、

　　I/O采集板、UPS及站点计算机组成。

　　二、系统简介

　　1生产监测子系统

　　系统主要完成对各气化站点的设备实施24小时不间断地自动监测管理，对其发生的非正常状态进行实时报警。对站点监测的主要内容有：1、液化气泄漏报警器工作状态：2、气化炉的启动运行数量及工作状态：3、液化气管道内液相和气相压力状况；4、气化站点的供电状态。

　　1.1生产运行状态监测

　　当前气化站采用的设备都具有可靠信号输出功能的生产设备，利用计算机的采集设备直接采集这些设备的输出信号，并由计算机加以实时检测，可达到监测生产运行状态的目的。在气化站需要监测的状态主要有：

　　●瓶组间和气化间的液化气泄漏。

　　●多组气化炉的开关和工作状态。

　　1.2压力信号监测

　　气化站管道内液相压力和气相压力的数值是非常重要的生产参数。压力信号的采集，是由压力变送器来完成的，压力变送器的输出是标准的4—20mA电流，利用采样电阻将转换为1-5V的电压信号，再由计算机的模拟量采集卡实时地进行采集。计算机采集到压信号之后，根据事先设定的气、液相值的高低限，对其进行实时监测。一旦气、液相值超出高低限，计算机就即时发出报警信号。

　　1.3供电状态监测

　　气化站配备了经过改造的小容量uPs电源，当市电网停止供应后由其给管理系统供电。管理系统将停电信号报送控制总站，然后系统自动切断，直到市电恢复供电。

　　1.4系统通讯

　　我们在设计中采用通过附加调制解调器利用市话网进行通讯的方式。这种方式是近年发达国家经常采用的方法，由于甩掉了复杂的数据传输网的研制建设，因而具有成不低、周期短、无须维护的优点。

　　2智能抄表子系统

　　该系统具有完成计算机自动抄表的功能。其工作方式是由中继通讯器连续不断地逐个对智能表具进行巡检，站点下位计算机负责对总线上的所有中继通讯器进行巡检，取得每个表具的用气量及使用状态，建立站点用户数据库，提供异常报警功能，并将采集到的数据上传给上位中心计算机，完成抄表工作。当上位中心计算机接受到收费系统传来的用户预交费信号时，可向下位站点计算机传输信号，并通过中继通讯器传送到智能表中显示出来，完成用户预购气工作。其数据传输采用了高可靠的RS485工业现场总线进行通讯。

　　中继通讯器作为站点计算机和智能表具之间的缓冲，主要是为了扩展RS4既通讯总线的负载能力。为了保证其上传下达的准确性，在结构设计中采用了双CPU的方案，一个CPU负责和表具通讯，另一个CPU负责与站点计算机通讯，两个CPU通过双口RAM进行数据交换。

　　智能表具作为系统的组成细胞，它的可靠性和精度将直接影响到整个系统的可行性，是整个系统的核心。因此，在我们自行研制智能表的过程中，着重考虑了表具的计数准确性和可靠性。其主要功能如下：

　　1)准确纪录用户用气量和购气量：

　　2)具有预收费功能；

　　3)表具显示屏既可显示余气量也可显示总用气量；

　　4)按要求可提供剩余气量报警；

　　5)停电状态下表具可以正确计数48小时以上；

　　6)表具具有断电数据保护功能，完全断电后可保持用户的用气量和购气量10年以上；

　　3收费系统

　　收费系统主要功能有用气抄表数录入或通过数据传输接受智能表传来用户用气量，并对用户用气量进行结算，报表打印，用气情况统计分析等。

　　收费系统由用户用气数据管理模块和中心计算机联系，使用户购气数据下传至下位站点计算机，实现用户须购气和自动抄表结算功能。收费系统通过与银行交换数据，完成收费工作。

　　4数据通讯与布线方式

　　智能燃气表、中继通讯器和站点计算机相互之间的通讯方式有以下几种：

　　1)无线通讯方式；

　　2)采用集中抄表器进行通讯方式；

　　3)电力线路载波通讯方式；

　　4)有线传输方式；

　　我们在工程设计中，采用有线传输通讯方式。其优点是直接通过导线传输数据，抗干扰能力强，通讯可靠，一个中继通讯器最多可带256个智能燃气表，但是其安装工程量较大，维护要求高。

　　布线方式是通过敷设带屏蔽双绞线通过过RS485工业现场总线进行通讯，通讯的最大距离为1200m，通讯速率达9600bps。

　　站点计算机与中心计算机之间的通讯方式有以下几种：

　　1)采用集中抄表器进行通讯的方式；

　　2)无线传输通讯的方式；

　　3)有线通讯的方式；

　　4)通过附加调制解调器利用市话线进行通讯的方式；

　　我们在设计中采用通过附加调制解调器利用市话进行通讯的方式。这种方式是近年来发达国家经常采用的方法，由于甩掉了复杂的数据传输网的研制建设，因而具有成本低、周期短、基本无须维护的优点。

　　三、系统应用小结

　　该系统投入使用后，从目前的使用效果情况来看，在以下几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气发展的必要前提，管道液化气微机管理系统提供了一套对气化站泄漏和设备运行状况实施24小时不间断监控的手段，一旦出现故障能及时发现，并能迅速派员予以排除。由于信息的反馈时间大大地缩短，系统的安全保障能力得到加强。

　　2小区输配管网的供气工况更加稳定

　　以往传统的依靠人工管理的调度方式难以调控输配系统的运行状况，管道液化气微机管理系统对管网供气工况的全过程监测，使调度人员很容易对输配系统进行全方位的调控，从而确保居民正常用气。

　　3有利于提高气化设备的利用率

　　微机管理系统的使用，可以实时地获取大量的实际运行数据，通过对这些数据的分析比较，可以掌握设备运行状况的规律，提出优化运行方案，从而提高设备的利用率。

　　4有利于减员增效，提高经济效益

　　采用微机监控管理方式后，只需配备一定的巡检人员就可对各气化站实施管理。气化站越多，供应规模越大，其“减人”的效果就越明显。

　　南京管道液化气公司自96年第一个小区气化站开通以来，使用的气化设各自动化程度很高，配合管道液化气微机管理系统的应用，采用“微机监控，人工巡检”的方式，使各气化站的管理向“无人站”迈进。

　　就南京市管道液化气分公司来说已开通10个站点，以前一个站点至少3人，那么就需要30多人，而采用微机监控管理方式后，仅需巡检2人，总值班1人，维修人员5名，抄表收费人员4名，显然人员成本大大减少，并且将来气化站越多，供应规模越大，其“减人”的效果就越明显。另外，由于人员少，工效高，更便于各方面的管理工作，从而使管道液化气的管理水平初步达到发达国家水平。

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文章来源：洛克斯石油论坛