CN112506092A

CN112506092A - 化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统

Info

Publication number: CN112506092A
Application number: CN202011213161.0A
Authority: CN
Inventors: 柳奇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-11-03
Filing date: 2020-11-03
Publication date: 2021-03-16

Abstract

本发明公开了一种化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统，包括数据采集单元和控制中心，所述数据采集单元通过无线通信方式与所述控制中心通信连接；所述数据采集单元包括流量波模组、液位波模组、压力波模组、重量波模组、温度波模组、切断波模组和调节波模组。本发明提供的化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统，避免在化工、石化、医药类生产现场铺设电缆，节省施工成本，避免现场过多的人力投入，最大限度的减少化工、石化、医药类企业的现场操作人员，有效控制化工、石化、医药类企业的爆炸、中毒事故伤亡，同时省去了常规仪表布设电缆桥架铺设电缆的麻烦，节省了人力及施工成本。

Description

化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统

技术领域

本发明涉及化工、石化、医药类自动化控制数据传输技术领域，尤其涉及一种化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统。

背景技术

化工、石化、医药类生产是一个复杂、连续性的生产过程,并具有易燃易爆或有剧毒的特性,出现一点点的纰漏就有可能引发爆炸、中毒的重大安全事故，因此，化工、石化、医药类生产有必要实现化工自动化控制，但在化工自动化控制中，由于生产过程中的信息传送较多，例如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、重量及电动执行等信号或控制指令，但信号传送模式必须现场铺设大量信号电缆及电缆桥架，同时受到化工生产中的特殊性影响(例如化学原料具有腐蚀性、毒性，化学反应时的高温高压，以及防火要求等影响)，使得在铺设信号电缆时费时费力，增加了现场操作维护人力，也增加了安全事故发生的风险。

发明内容

本发明提供一种化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统，旨在解决现有的化工自动化控制中的数据信号传输的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统，所述化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统包括数据采集单元和控制中心，所述数据采集单元通过无线通信方式与所述控制中心通信连接；所述数据采集单元包括流量波模组、液位波模组、压力波模组、重量波模组、温度波模组、切断波模组和调节波模组；所述流量波模组用于将测量液体的瞬时流量和累计流量转变为无线信号；所述液位波模组用于将测量的液位高度转变为无线信号；所述压力波模组用于将测量的压力值转变为无线信号；所述重量波模组用于将称重的重量值转变为无线信号；所述温度波模组将测量的温度值转变为无线信号；所述切断波模组用于将电动阀门状态、开关指令和操作记录数据转变为无线信号；所述调节波模组用于将远程流量调节控制指令和数据转变为无线信号；所述控制中心用于接收无线信号并将所述无线信号转换为数据信号。

优选地，所述流量波模组包括涡轮流量传感器、运算放大器、微处理器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块，所述涡轮流量传感器、运算放大器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块分别与所述微处理器连接。

优选地，所述液位波模组包括液位测量器、微处理器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块，所述液位测量器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块分别与所述微处理器连接。

优选地，所述压力波模组包括压力测量器、微处理器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块，所述压力测量器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块分别与所述微处理器连接。

优选地，所述重量波模组包括称重数据采集模块、微处理器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块，所述称重数据采集模块、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块分别与所述微处理器连接。

优选地，所述温度波模组包括温度传感器、微处理器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块，所述温度传感器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块分别与所述微处理器连接。

优选地，所述切断波模组包括电动执行器控制模块、电位器编码器模块、微处理器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块，所述电动执行器控制模块、电位器编码器模块、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块分别与所述微处理器连接。

优选地，所述调节波模组包括控制模块、执行模块、机械阀门模块、微处理器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块，所述控制模块、执行模块、机械阀门模块、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块分别与所述微处理器连接。

优选地，所述无线信号为GFSK 433M 470M信号、扩频433M 470M信号、移动通信信号和无线Wi-Fi信号中的任意一种。

本发明提供的化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统，通过将化工自动化生产过程中的流量、液位、压力、重量、温度、切断控制和调节控制将化工设备中的电信号转变为无线信号，再通过无线通信方式将无线信号发送给控制中心，控制中心接收无线信号并转换为数据信号，避免在化工、石化、医药类生产现场铺设电缆，节省施工成本，避免现场过多的人力投入，最大限度的减少化工、石化、医药类企业的现场操作人员，有效控制化工、石化、医药类企业的爆炸、中毒事故伤亡，同时省去了常规仪表布设电缆桥架铺设电缆的麻烦，节省了人力及施工成本。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统的结构示意图；

图2为图1中流量波模组10的结构示意图；

图3为图1中液位波模组20的结构示意图；

图4为图1中压力波模组30的结构示意图；

图5为图1中重量波模组40的结构示意图；

图6为图1中温度波模组50的结构示意图；

图7为图1中切断波模组60的结构示意图；

图8为图1中调节波模组70的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明一实施例提供的化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统包括数据采集单元100和控制中心200，所述数据采集单元100通过无线通信方式与所述控制中心200通信连接；所述数据采集单元100包括流量波模组10、液位波模组20、压力波模组30、重量波模组40、温度波模组50、切断波模组60和调节波模组70；所述流量波模组10用于将测量液体的瞬时流量和累计流量转变为无线信号；所述液位波模组20用于将测量的液位高度转变为无线信号；所述压力波模组30用于将测量的压力值转变为无线信号；所述重量波模组40用于将称重的重量值转变为无线信号；所述温度波模组50将测量的温度值转变为无线信号；所述切断波模组60用于将电动阀门状态、开关指令和操作记录数据转变为无线信号；所述调节波模组70用于将远程流量调节控制指令和数据转变为无线信号；所述控制中心200用于接收无线信号并将所述无线信号转换为数据信号。

请参阅图2，具体地，所述流量波模组10包括涡轮流量传感器11、运算放大器12、微处理器13、存储模块14、电源模块15、显示模块16和无线通信模块17，所述涡轮流量传感器11、运算放大器12、存储模块14、电源模块15、显示模块16和无线通信模块17分别与所述微处理器13连接。所述涡轮流量传感器11用于测量液体的瞬时流量和累计流量，当有流体流经涡轮并使其转动时，涡轮流量传感器11输出脉冲频率信号，脉冲频率信号与流经涡轮的流体速度成正比，涡轮流量传感器11输出的脉冲频率信号经过运算放大器12运放整形后送给微处理器13处理，采集所得累计流量存在存储模块14内，在没有供电的情况下，存储的数据不丢失。显示模块16用于显示测量的液体的瞬时流量和累计流量数据，无线通信模块17根据设置的传送周期，定期通过无线传输方式向控制中心的数据接收器发送数据，无线通信模块17实现的无线通信包括高斯频移键控(Gauss frequency Shift Keying，GFSK)433M470M、扩频433M 470M、移动通信和无线Wi-Fi中的任意一种，其中，GFSK视距1000米(常规有障环境80-160米)；扩频视距5000米(常规有障环境500-1000米)。所述电源模块15包括电池，采用锂电池供电，无需布线，无需外接电源，省去了常规仪表布设电缆桥架的麻烦，节省了人力及施工成本。

请参阅图3，所述液位波模组20包括液位测量器21、微处理器22、存储模块23、电源模块24、显示模块25和无线通信模块26，所述液位测量器21、存储模块23、电源模块24、显示模块25和无线通信模块26分别与所述微处理器22连接。所述液位测量器21用于测量液位高度，支持0～200米测量范围，测量得到的液位高度经微处理器22处理存储于存储模块23；显示模块25用于显示测量的液位数据，无线通信模块26根据设置的传送周期，定期通过无线传输方式向控制中心的数据接收器发送数据，无线通信模块26实现的无线通信包括GFSK433M 470M、扩频433M 470M、移动通信和无线Wi-Fi中的任意一种。所述电源模块24包括电池，采用锂电池供电，无需布线，无需外接电源。

请参阅图4，所述压力波模组30包括压力测量器31、微处理器32、存储模块33、电源模块34、显示模块35和无线通信模块36，所述压力测量器31、存储模块33、电源模块34、显示模块35和无线通信模块36分别与所述微处理器32连接。所述压力波模组30用于测量表压和绝压，其中表压测量范围为-100KPa～260MPa，绝压范围为0～300KPa；测量得到的压力经微处理器32处理存储于存储模块33；显示模块35用于显示测量的压力数据，无线通信模块36根据设置的传送周期，定期通过无线传输方式向控制中心的数据接收器发送数据，无线通信模块36实现的无线通信包括GFSK 433M 470M、扩频433M 470M、移动通信和无线Wi-Fi中的任意一种。所述电源模块34包括电池，采用锂电池供电，无需布线，无需外接电源。

请参阅图5，所述重量波模组40包括称重数据采集模块41、微处理器42、存储模块43、电源模块44、显示模块45和无线通信模块46，所述称重数据采集模块41、存储模块43、电源模块44、显示模块45和无线通信模块46分别与所述微处理器42连接。称重数据采集模块41测量重量数据，微处理器42对采集到的重量数据进行计算处理后实时存储至存储模块43，显示模块45用于显示测量的重量数据，无线通信模块46根据设置的传送周期，定期通过无线传输方式向控制中心的数据接收器发送数据，无线通信模块46实现的无线通信包括GFSK 433M 470M、扩频433M 470M、移动通信和无线Wi-Fi中的任意一种。所述电源模块44包括电池，采用锂电池供电，无需布线，无需外接电源。此技术免去了技术人员现场记录的麻烦，并且实时准确。同时省去了常规称重仪表布设电缆桥架的麻烦，节省了人力及施工成本。

请参阅图6，所述温度波模组50包括温度传感器51、微处理器52、存储模块53、电源模块54、显示模块55和无线通信模块56，所述温度传感器51、存储模块53、电源模块54、显示模块55和无线通信模块56分别与所述微处理器52连接。所述温度传感器51用于测量温度，测量得到的温度经微处理器52处理存储于存储模块53；显示模块55用于显示测量的温度数据，无线通信模块56根据设置的传送周期，定期通过无线传输方式向控制中心的数据接收器发送数据，无线通信模块56实现的无线通信包括GFSK 433M 470M、扩频433M 470M、移动通信和无线Wi-Fi中的任意一种。所述电源模块54包括电池，采用锂电池供电，无需布线，无需外接电源。

请参阅图7，所述切断波模组60包括电动执行器控制模块61、电位器编码器模块62、微处理器63、存储模块64、电源模块65、显示模块66和无线通信模块67，所述电动执行器控制模块61、电位器编码器模块62、存储模块64、电源模块65、显示模块66和无线通信模块67分别与所述微处理器63连接。电动执行器控制模块61包括阀门电动装置、无线控制阀门(又称电动执行机构、电动执行器、电动头)，能对蝶阀、球阀等做90度开启阀门进行操作，通过远程控制、现场控制、总线型集中控制三种控制方式实现，电动执行器控制模块61接收到远程控制室的控制信号，经光电隔离防抖处理后传输给微处理器63；微处理器63实时监测电动执行器控制模块61状态信号，控制电机传动被控阀门，通过高精度电位器编码器模块62，不断实时采集阀门位置信号，通过现代工业控制软件算法，实现对阀门的精确控制。同时将实时数据传送给控制中心。显示模块66用于显示阀门状态和指令信息，无线通信模块67根据设置的传送周期，定期通过无线传输方式向控制中心的数据接收器发送数据，无线通信模块67实现的无线通信包括GFSK 433M 470M、扩频433M 470M、移动通信和无线Wi-Fi中的任意一种。所述电源模块65包括电池，采用锂电池供电，无需布线，无需外接电源。

请参阅图8，所述调节波模组70包括控制模块71、执行模块72、机械阀门模块73、微处理器74、存储模块75、电源模块76、显示模块77和无线通信模块78，所述控制模块71、执行模块72、机械阀门模块73、存储模块75、电源模块76、显示模块77和无线通信模块78分别与所述微处理器74连接。控制模块71集成无线通信模块78；执行模块72主要为电机驱动装置；机械阀门模块73主要有球阀等。调节波模组70主要工作原理为工作时，执行模块72将流量设定为所需值，当阀前后压差Δp＝p1-p3增大时，由于内部压力p2增大使膜片带动自动阀塞，将节流口减小，使出口处的压差p2-p3保持不变，原设定流量也恒定不变，当Δp减小时，原设定流量趋于减小，此时，由弹簧作用将自动阀芯节流口增大，使出口处压差仍保持不变，原设定流量恒定不变。上述的数据传输由微处理器74处理后传输给控制中心，微处理器74实时监测控制模块71和执行模块72状态信号，实时调节机械阀门模块73即被控阀门。按照管件口径不同被控阀门可分为DN20、DN25、DN32、DN40、DN50及以上等。显示模块77用于显示上述阀门状态、流量设定值、阀门编码、信号强度、电池电量等信息，无线通信模块78根据设置的传送周期，定期通过无线传输方式向控制中心的数据接收器发送数据，无线通信模块78实现的无线通信包括GFSK 433M 470M、扩频433M 470M、移动通信和无线Wi-Fi中的任意一种。所述电源模块76包括电池，采用锂电池供电，无需布线，无需外接电源。

通过将化工自动化控制中的流量、液位、压力、重量、温度、切断控制和调节控制分别通过上述的流量波模组、液位波模组、压力波模组、重量波模组、温度波模组、切断波模组和调节波模组实现信号转换并使用无线通信方式发送给控制中心，由控制中心的管理人员分析判断及时自动或半自动修改工艺参数并发去控制指令进行远程控制，实现化工、石化、医药类企业的自动化控制。

与现有技术相比，本发明提供的化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统，通过将化工自动化生产过程中的流量、液位、压力、重量、温度、切断控制和调节控制将化工设备中的电信号转变为无线信号，再通过无线通信方式将无线信号发送给控制中心，控制中心接收无线信号并转换为数据信号，避免在化工、石化、医药类生产现场铺设电缆，节省施工成本，避免现场过多的人力投入，最大限度的减少化工、石化、医药类企业的现场操作人员，有效控制化工、石化、医药类企业的爆炸、中毒事故伤亡，同时省去了常规仪表布设电缆桥架铺设电缆的麻烦，节省了人力及施工成本。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统，其特征在于，所述化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统包括数据采集单元和控制中心，所述数据采集单元通过无线通信方式与所述控制中心通信连接；所述数据采集单元包括流量波模组、液位波模组、压力波模组、重量波模组、温度波模组、切断波模组和调节波模组；所述流量波模组用于将测量液体的瞬时流量和累计流量转变为无线信号；所述液位波模组用于将测量的液位高度转变为无线信号；所述压力波模组用于将测量的压力值转变为无线信号；所述重量波模组用于将称重的重量值转变为无线信号；所述温度波模组将测量的温度值转变为无线信号；所述切断波模组用于将电动阀门状态、开关指令和操作记录数据转变为无线信号；所述调节波模组用于将远程流量调节控制指令和数据转变为无线信号；所述控制中心用于接收无线信号并将所述无线信号转换为数据信号。

2.根据权利要求1所述的化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统，其特征在于，所述流量波模组包括涡轮流量传感器、运算放大器、微处理器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块，所述涡轮流量传感器、运算放大器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块分别与所述微处理器连接。

3.根据权利要求1所述的化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统，其特征在于，所述液位波模组包括液位测量器、微处理器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块，所述液位测量器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块分别与所述微处理器连接。

4.根据权利要求1所述的化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统，其特征在于，所述压力波模组包括压力测量器、微处理器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块，所述压力测量器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块分别与所述微处理器连接。

5.根据权利要求1所述的化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统，其特征在于，所述重量波模组包括称重数据采集模块、微处理器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块，所述称重数据采集模块、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块分别与所述微处理器连接。

6.根据权利要求1所述的化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统，其特征在于，所述温度波模组包括温度传感器、微处理器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块，所述温度传感器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块分别与所述微处理器连接。

7.根据权利要求1所述的化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统，其特征在于，所述切断波模组包括电动执行器控制模块、电位器编码器模块、微处理器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块，所述电动执行器控制模块、电位器编码器模块、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块分别与所述微处理器连接。

8.根据权利要求1所述的化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统，其特征在于，所述调节波模组包括控制模块、执行模块、机械阀门模块、微处理器、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块，所述控制模块、执行模块、机械阀门模块、存储模块、电源模块、显示模块和无线通信模块分别与所述微处理器连接。

9.根据权利要求1所述的化工、石化、医药类企业自动化控制数据传输系统，其特征在于，所述无线信号为GFSK 433M 470M信号、扩频433M 470M信号、移动通信信号和无线Wi-Fi信号中的任意一种。