管道液化氣微機管理系統的開發與應用

康東

（哈爾濱中慶燃氣有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

管道液化氣作為一種新的供氣方式，進入九十年代后得到了迅速的發展，并已成為眾多中、小城市及大城市周邊新區首選的城市燃氣發展方向之一，管道液化氣作為城市管道燃氣的補充氣源有著很好的發展前途。

隨著管道液化氣的發展，計算機的廣泛應用，研制“管道液化氣微機管理系統”，應用微機系統解決管道液化氣生產供應和服務管理中的問題，是實現科學化、智能化管理的一個重要手段。

1 系統的組成

該系統主要由高壓壓力變送器、低壓壓力變送器、濃度報警器探頭、氣化爐監控器、A/D、I/O采集板、UPS及站點計算機組成。

2 系統簡介

2.1 生產監測子系統

系統主要完成對各氣化站點的設備實施24小時不間斷地自動監測管理，對其發生的非正常狀態進行實時報警。對站點監測的主要內容有：1、液化氣泄漏報警器工作狀態：2、氣化爐的啟動運行數量及工作狀態：3、液化氣管道內液相和氣相壓力狀況；4、氣化站點的供電狀態。

2.1.1 生產運行狀態監測

當前氣化站采用的設備都具有可靠信號輸出功能的生產設備，利用計算機的采集設備直接采集這些設備的輸出信號，并由計算機加以實時檢測，可達到監測生產運行狀態的目的。在氣化站需要監測的狀態主要有：

● 瓶組間和氣化間的液化氣泄漏。

● 多組氣化爐的開關和工作狀態。

2.1.2 壓力信號監測

氣化站管道內液相壓力和氣相壓力的數值是非常重要的生產參數。壓力信號的采集，是由壓力變送器來完成的，壓力變送器的輸出是標準的4-20mA電流，利用采樣電阻將轉換為1-5V的電壓信號，再由計算機的模擬量采集卡實時地進行采集。計算機采集到壓信號之后，根據事先設定的氣、液相值的高低限，對其進行實時監測。一旦氣、液相值超出高低限，計算機就即時發出報警信號。

2.1.3 供電狀態監測

氣化站配備了經過改造的小容量uPs電源，當市電網停止供應后由其給管理系統供電。管理系統將停電信號報送控制總站，然后系統自動切斷，直到市電恢復供電。

2.1.4 系統通訊

我們在設計中采用通過附加調制解調器利用市話網進行通訊的方式。這種方式是近年發達國家經常采用的方法，由于甩掉了復雜的數據傳輸網的研制建設，因而具有成不低、周期短、無須維護的優點。

3 智能抄表子系統

該系統具有完成計算機自動抄表的功能。其工作方式是由中繼通訊器連續不斷地逐個對智能表具進行巡檢，站點下位計算機負責對總線上的所有中繼通訊器進行巡檢，取得每個表具的用氣量及使用狀態，建立站點用戶數據庫，提供異常報警功能，并將采集到的數據上傳給上位中心計算機，完成抄表工作。當上位中心計算機接受到收費系統傳來的用戶預交費信號時，可向下位站點計算機傳輸信號，并通過中繼通訊器傳送到智能表中顯示出來，完成用戶預購氣工作。其數據傳輸采用了高可靠的RS485工業現場總線進行通訊。

中繼通訊器作為站點計算機和智能表具之間的緩沖，主要是為了擴展RS4既通訊總線的負載能力。為了保證其上傳下達的準確性，在結構設計中采用了雙CPU的方案，一個CPU負責和表具通訊，另一個CPU負責與站點計算機通訊，兩個CPU通過雙口RAM進行數據交換。

智能表具作為系統的組成細胞，它的可靠性和精度將直接影響到整個系統的可行性，是整個系統的核心。因此，在我們自行研制智能表的過程中，著重考慮了表具的計數準確性和可靠性。其主要功能如下：

3.1 準確紀錄用戶用氣量和購氣量：

3.2 具有預收費功能；

3.3 表具顯示屏既可顯示余氣量也可顯示總用氣量；

3.4 按要求可提供剩余氣量報警；

3.5 停電狀態下表具可以正確計數48小時以上；

3.6 表具具有斷電數據保護功能，完全斷電后可保持用戶的用氣量和購氣量10年以上；

4 收費系統

收費系統主要功能有用氣抄表數錄入或通過數據傳輸接受智能表傳來用戶用氣量，并對用戶用氣量進行結算，報表打印，用氣情況統計分析等。

收費系統由用戶用氣數據管理模塊和中心計算機聯系，使用戶購氣數據下傳至下位站點計算機，實現用戶須購氣和自動抄表結算功能。收費系統通過與銀行交換數據，完成收費工作。

5 數據通訊與布線方式

智能燃氣表、中繼通訊器和站點計算機相互之間的通訊方式有以下幾種：

5.1 無線通訊方式；

5.2 采用集中抄表器進行通訊方式；

5.3 電力線路載波通訊方式；

5.4 有線傳輸方式；

我們在工程設計中，采用有線傳輸通訊方式。其優點是直接通過導線傳輸數據，抗干擾能力強，通訊可靠，一個中繼通訊器最多可帶256個智能燃氣表，但是其安裝工程量較大，維護要求高。

布線方式是通過敷設帶屏蔽雙絞線通過過RS485工業現場總線進行通訊，通訊的最大距離為1200m，通訊速率達9600bps。

站點計算機與中心計算機之間的通訊方式有以下幾種：

5.4.1 采用集中抄表器進行通訊的方式；

5.4.2 無線傳輸通訊的方式；

5.4.3 有線通訊的方式；

5.4.4 通過附加調制解調器利用市話線進行通訊的方式；

我們在設計中采用通過附加調制解調器利用市話進行通訊的方式。這種方式是近年來發達國家經常采用的方法，由于甩掉了復雜的數據傳輸網的研制建設，因而具有成本低、周期短、基本無須維護的優點。

6 系統應用小結

該系統投入使用后，從目前的使用效果情況來看，在以下幾方面取得了一些成效。

6.1 有利于提高安全保障能力

安全第一是管道液化氣發展的必要前提，管道液化氣微機管理系統提供了一套對氣化站泄漏和設備運行狀況實施24小時不間斷監控的手段，一旦出現故障能及時發現，并能迅速派員予以排除。由于信息的反饋時間大大地縮短，系統的安全保障能力得到加強。

6.2 小區輸配管網的供氣工況更加穩定

以往傳統的依靠人工管理的調度方式難以調控輸配系統的運行狀況，管道液化氣微機管理系統對管網供氣工況的全過程監測，使調度人員很容易對輸配系統進行全方位的調控，從而確保居民正常用氣。

6.3 有利于提高氣化設備的利用率

微機管理系統的使用，可以實時地獲取大量的實際運行數據，通過對這些數據的分析比較，可以掌握設備運行狀況的規律，提出優化運行方案，從而提高設備的利用率。

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