CN104504990A - 一种长输石油管道水击超前保护程序演示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种长输石油管道水击超前保护程序演示装置。该演示装置包括：电源接口电路、控制器模块、触发电路、复位电路、写程序模块、时间显示屏及直流电动机驱动模块，整个演示装置形成长输石油管道水击超前保护系统的模型。通过将水击超前保护程序写入本发明的控制器模块，人为接通触发电路后，控制器模块能够将计时信息实时显示到时间显示屏上，计时时间到后，控制器模块检测相应直流电动机的工作状态，根据水击超前保护程序的设定确定是否停止相应直流电动机的运行，以此演示水击超前保护程序触发后，水击PLC中水击超前保护程序自动控制各站场输油泵停止运行的效果。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种演示装置，尤其是一种对长输石油管道水击超前保护程序执行效果进行演示的电路装置。
背景技术
长输石油管道的水击超前保护程序是在石油管道产生水击时，水击PLC自动向上、下游输油泵发出指令，上、下游输油泵立即采取相应保护动作，产生一个与水击压力波相反的扰动，以避免对管道造成危害，在管道自动保护方面具有重要的作用。将水击超前保护程序的执行过程及执行结果进行演示，对加深管道调度员及相关技术人员对水击超前保护的认识具有重要的意义。目前，对水击超前保护程序的演示主要通过文字描述、流程挂图、软件仿真、在线测试的方式进行。文字描述的方式不直观、不形象，流程不清晰，给人印象不够深刻；流程挂图虽然流程清晰，但是不够形象具体；软件仿真受软件厂家授权的限制，只能在专用电脑进行演示，通用性不强；在线测试需要专业的开发人员对管道现场的设备进行实际控制，且仅在管道投产初期或者水击超前保护程序存在较大缺陷时采用，需要调动的资源和人员相对较多，对生产运行影响较大，演示不便，且在线测试的主要应用领域并非演示。因此，对水击超前保护程序的演示急需一种演示效果形象、直观、流程清晰，且成本低、操作方便、易于携带、不受第三方企业授权限制的演示装置。但目前尚无专用于演示水击超前保护程序的装置。
发明内容
为了克服演示水击超前保护程序不直观、不形象，流程不清晰、成本高、有授权限制等的不足，本发明提供一种演示装置，可以在不影响长输石油管道运行的情况下，对水击超前保护程序的执行过程和执行效果进行演示，能够实现演示效果形象、直观、流程清晰，且成本低、操作方便、易于携带、不受第三方企业授权限制的效果。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种长输石油管道水击超前保护程序演示装置。所述演示装置由外部电源供电并仅通过导线连接；所述演示装置包括：电源接口电路和主电路模块，所述电源接口电路和主电路模块在同一块电路板上通过导线连接；所述主电路模块包括控制器模块、触发电路、复位电路、写程序模块、时间显示屏及直流电动机驱动模块；所述触发电路、复位电路、写程序模块直接与控制器模块相连接，并将信号发送到控制器模块；所述时间显示屏直接与控制器模块相连接，并接收控制器模块发送来的信号；所述直流电动机驱动模块接收控制器模块的控制信号，并将产生的信号反馈到控制器模块；所述直流电动机驱动模块包括：直流电动机控制模块、继电器、直流电动机、电动机工作状态指示灯；所述直流电动机控制模块直接接收控制器模块发送来的信号并产生输出信号，直流电动机控制模块的输出信号发送到继电器，继电器直接与直流电动机、电动机工作状态指示灯相串联，直流电动机、电动机工作状态指示灯的工作状态信号实时发送到控制器模块。
本发明的有益效果是，将任意被测水击超前保护程序写入控制器模块的单片机，在不影响输油管道运行的情况下，能够通过直流电动机和指示灯的工作状态对水击超前保护程序的执行过程进行演示，演示效果形象、直观、流程清晰，且成本低、操作方便。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例内外部连接的电路结构示意图。
图2是本发明实施例控制器模块与复位电路、触发电路、时间显示屏连接的电路图。
图3是本发明实施例直流电动机驱动模块。
图4是本发明实施例的程序流程图。
图5是本发明实施例电源接口电路。
图中1.本发明实施例，2.外部电源，3.电源接口电路，4.控制器模块，5.触发电路，6.复位电路，7.写程序模块，9.主电路模块，13.时间显示屏，80.直流电动机驱动模块，81直流电动机控制电路，82.继电器，83.直流电动机，84.电动机工作状态指示灯。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种长输石油管道水击超前保护程序演示装置。以下结合附图对本发明做详细说明：
本发明实施例提供一种长输石油管道水击超前保护程序演示装置，图1是本发明实施例内外部连接的电路结构示意图，如图1所示，本实施例与外部电源(2)通过导线连接，由外部电源(2)为本实施例供电；本实施例包括：电源接口电路(3)和主电路模块(9)，所述电源接口电路(3)和主电路模块(9)在同一块电路板上通过导线连接，并由电源接口电路(3)为主电路模块(9)供电；所述主电路模块(9)包括控制器模块(4)、触发电路(5)、复位电路(6)、写程序模块(7)、时间显示屏(13)及直流电动机驱动模块(80)，电源接口电路(3)与主电路模块(9)中控制器模块(4)、触发电路(5)、复位电路(6)、写程序模块(7)、时间显示屏(13)及直流电动机驱动模块(80)通过导线连接。
所述触发电路(5)、复位电路(6)、写程序模块(7)直接与控制器模块(4)相连接，并将信号发送到控制器模块(4)；所述时间显示屏(13)直接与控制器模块(4)相连接，并接收控制器模块(4)发送来的信号；所述直流电动机驱动模块(80)接收控制器模块(4)的控制信号，并将产生的信号反馈到控制器模块(4)。
所述直流电动机驱动模块(80)包括：直流电动机控制模块(81)、继电器(82)、直流电动机(83)、电动机工作状态指示灯(84)；所述直流电动机控制模块(81)直接接收控制器模块(4)发送来的信号并产生输出信号，直流电动机控制模块(81)的输出信号发送到继电器(82)，继电器(82)直接与直流电动机(83)、电动机工作状态指示灯(84)相串联，直流电动机(83)与电动机工作状态指示灯(84)相串联，直流电动机(83)转动的同时，电动机工作状态指示灯(84)也发光，直流电动机(83)停止转动的同时，电动机工作状态指示灯(84)也停止发光，直流电动机(83)、电动机工作状态指示灯(84)的工作状态信号通过检测点实时发送到控制器模块(4)，检测点位于继电器(82)直接与直流电动机(83)之间的导线上。
所述实施例控制器模块(4)、触发电路(5)、复位电路(6)、写程序模块(7)、时间显示屏(13)的电路连接如图2所示，直流电动机驱动模块(80)的内部电路连接如图3所示。
如图2和图3所示，控制器模块(4)为本实施例的控制核心，与触发电路(5)、复位电路(6)、写程序模块(7)、时间显示屏(13)及直流电动机驱动模块(80)均有信号连接，控制器模块(4)、触发电路(5)、复位电路(6)、写程序模块(7)、时间显示屏(13)及直流电动机驱动模块(80)为功能上相互支持的电路模块。
所述的控制器模块(4)选用的微处理器为ATMEGA128，在实际应用中，将水击超前保护程序通过写程序模块(7)写入所述控制器模块(4)的ATMEGA128芯片，使本实施例具备演示的功能。所述实施例具备演示功能后，通过触发电路(5)向控制器模块(4)发送水击超前保护程序演示启动信号，所述控制器模块(4)立刻进入演示模式，并将进入演示模式的时刻为起点以秒为单位开始计时，时间数值显示在时间显示屏(13)上，当计时时间到直流电动机驱动模块(80)中某个直流电动机的停机时刻时，所述控制器模块(4)中的ATMEGA128芯片立即向直流电动机驱动模块(80)发送停相应直流电动机的信号。
所述实施例复位电路(6)能够使本实施例的工作状态恢复到触发电路(5)发出触发信号之前的状态。
所述实施例时间显示屏(13)为四位一体的LED数码管，LED数码管″a，b，c，d，e，f，g，dp″端口分别与控制器模块(4)的8个I/O口连接，LED数码管“1，2，3，4”公共端口分别与控制器模块(4)的4个I/O口连接；四位一体的LED数码管能够显示最大为9999的数值，而一般的水击超前保护程序的执行时间为10分钟至20分钟，即600秒至1200秒，本发明选用四位一体的LED数码管能够满足演示需要。
所示实施例电动机驱动模块(80)的内部电路如图3所示，共驱动6路直流电动机工作支路，以第一路电动机工作支路为例，三极管Q1与开关S1组成了直流电动机控制模块(81)，三极管Q1经过开关S1接地，RL1为继电器(82)，M1为直流电动机(83)，D7为电动机工作状态指示灯(84)。图3中PB1与所述实施例控制器模块(4)的ATMEGA128芯片PB1管脚相连接，接收所述ATMEGA128芯片发送来的控制信号，M1工作状态检测点PC1位于继电器(82)与直流电动机(83)之间，与所述实施例控制器模块(4)的ATMEGA128芯片PC1管脚相连接，能将直流电动机M1与继电器RL1之间导线的电位发送到所述实施例控制器模块(4)的ATMEGA128芯片PC1管脚。本实施例接通电源后且触发电路(5)触发前，所述ATMEGA128芯片默认向PB1发送高电平信号，使三极管Q1导通，若人为闭合S1，则继电器RL1线圈通电，继电器RL1触点闭合，直流电动机M1和电动机工作状态指示灯D7通电，直流电动机M1转动，电动机工作状态指示灯D7发光，M1工作状态检测点PC1向所述实施例控制器模块(4)的ATMEGA128芯片PC1管脚输出高电平；若本实施例接通电源后且触发电路(5)触发前，未人为闭合S1，则继电器RL1线圈不通电，继电器RL1触点不闭合，直流电动机M1和电动机工作状态指示灯D7不通电，直流电动机M1不会转动，电动机工作状态指示灯D7不会发光，M1工作状态检测点PC1向所述实施例控制器模块(4)的ATMEGA128芯片PC1管脚输出低电平。
所述实施例电动机驱动模块(80)内部电路中的第二路、第三路、第四路、第五路、第六路电动机工作支路的工作原理与上述第一路电动机工作支路的电路结构和工作原理相同(本实施例在图3中示出了6各电动机工作支路，但此仅为示例作用，并不用以限定电动机工作支路的数量，在实际应用中，可根据需要设置一个或者多个电动机工作支路)。
图4示出了本实施例从演示开始至演示结束的工作流程。如图4所示，本实施例接通电源后，若演示开始命令未下发即触发电路(5)未被触发，则本实施例处于初始工作状态；若演示开始命令下发即触发电路(5)被触发，则本实施例立即开始计时；若计时时间未到第一支路直流电动机M1的停机时间，则本实施例继续计时；若计时时间已到第一支路直流电动机M1的停机时间，则本实施例检测第一支路直流电动机M1的工作状态；若所述直流电动机M1为运行状态且水击超前保护程序需要停止M1的运行，则本实施例立即向第一支路直流电动机M1发送停机信号，第一支路直流电动机M1与电动机工作状态指示灯D7会断电；若电动机M1未在运行状态且水击超前保护程序不需要停止M1的运行，则本实施例自动进入下一支路直流电动机的控制程序，直至所述实施例完成6条电动机工作支路的检测与控制。
图5示出了本实施例电源接口电路(3)的电路连接，所述电源接口电路(3)与外部电源(2)通过导线连接，可以接受的外部电源(2)电压范围为+12V至+60V，在以上电压范围内所述电源接口电路(3)均能输出+5V的VCC，本实施例中所有VCC标记均为所述电源接口电路(3)输出的+5V电压。
图5中LED1为发光二极管，作为本实施例电源接通与否的信号。当本实施例接通电源后，LED1发红光，本实施例切断电源后，LED1不发光。
Claims (8)
1.一种长输石油管道水击超前保护程序演示装置，是由电源接口电路(3)、控制器模块(4)、触发电路(5)、复位电路(6)、写程序模块(7)、时间显示屏(13)及直流电动机驱动模块(80)所组成；
其特征在于，所述控制器模块(4)、触发电路(5)、复位电路(6)、写程序模块(7)、时间显示屏(13)及直流电动机驱动模块(80)为功能上互相支持的电路模块，。
所述触发电路(5)直接与控制器模块(4)相连接，所述复位电路(6)直接与控制器模块(4)相连接，所述写程序模块(7)直接与控制器模块(4)相连接，所述直流电动机驱动模块(80)直接与控制器模块(4)相连接；
所述直流电动机驱动模块(80)包括直流电动机控制模块(81)、继电器(82)、直流电动机(83)、电动机工作状态指示灯(84)。
2.根据权利要求1所述的演示装置，其特征是：所述直流电动机控制模块(81)直接接收控制器模块(4)发送来的信号，在控制器模块(4)发送来的信号作用下直流电动机控制模块(81)产生一个输出信号，直流电动机控制模块(81)将产生的输出信号发送到继电器(82)，继电器(82)直接与直流电动机(83)、电动机工作状态指示灯(84)相串联，直流电动机(83)、电动机工作状态指示灯(84)的工作状态信号通过检测点实时发送到控制器模块(4)。
3.根据权利要求1所述的演示装置，其特征是：所述直流电动机控制模块(81)中的三极管经过一个开关接地；在所述演示装置接通电源后且触发电路(5)触发前，闭合开关可以使直流电动机(83)转动，同时电动机工作状态指示灯(84)发光；在所述演示装置接通电源后且触发电路(5)触发前，不闭合开关，直流电动机(83)不会转动，电动机工作状态指示灯(84)也不会发光。
4.根据权利要求1所述的演示装置，其特征是：所述的直流电动机(83)与所述的电动机工作状态指示灯(84)串联连接，直流电动机(83)转动的同时，电动机工作状态指示灯(84)也发光；直流电动机(83)停止转动的同时，电动机工作状态指示灯(84)也停止发光。
5.根据权利要求1所述的演示装置，其特征是：所述直流电动机(83)、电动机工作状态指示灯(84)的工作状态信号检测点位于继电器(82)与直流电动机(83)之间；若直流电动机(83)转动且电动机工作状态指示灯(84)发光，检测点向控制器模块(4)发送高电平信号；若直流电动机(83)不转动且电动机工作状态指示灯(84)不发光，检测点向控制器模块(4)发送低电平信号。
6.根据权利要求1所述的演示装置，其特征是：所述时间显示屏(13)为四位一体的LED数码管，LED数码管″a，b，c，d，e，f，g，dp″端口分别与控制器模块(4)的8个I/O口连接，LED数码管“1，2，3，4”公共端口分别与控制器模块(4)的4个I/O口连接。
7.根据权利要求1所述的演示装置，其特征是：所述触发电路(5)可以向控制器模块(4)发送水击超前保护程序演示启动信号，使所述控制器模块(4)立刻进入演示模式。
8.根据权利要求1所述的演示装置，其特征是：所述复位电路(6)能够使本演示装置的工作状态恢复到触发电路(5)发出触发信号之前的状态。
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|---|---|---|---|---|
| CN105224173A (zh) * | 2015-09-29 | 2016-01-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种对水击超前保护程序进行可视化的方法 |
| CN114777024A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-07-22 | 国家管网集团北方管道有限责任公司 | 一种输油管线的一键启停控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Wei Liang Document name: Notification of Passing Preliminary Examination of the Application for Invention |
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Application publication date: 20150408 |