CN205880587U - 一种天然气控制系统的总线控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天然气控制系统的总线控制装置，包括弱电防爆箱和控制系统，弱电防爆箱和控制系统通过总线电缆相连接，所述弱电防爆箱内设有第一IO控制器和IO模块，第一IO控制器通过通讯接口与IO模块相连接，IO模块分别与传感器、执行机构相连接；控制系统包括中央处理器和第二IO控制器，中央处理器与第二IO控制器相连接，第二IO控制器通过总线电缆与第一IO控制器相连接。本实用新型可以节省大量的电缆成本和电缆敷设施工成本；总线电缆不易受到各种电磁干扰的影响，保证信息通讯的安全可靠；便于集成工作、整机测试，确保控制系统整体完整可靠，减少现场工作环节，提高了工作效率。

Description

一种天然气控制系统的总线控制装置

技术领域

本实用新型涉及天然气应用的技术领域，具体涉及一种天然气控制系统的总线控制装置。

背景技术

天然气作为清洁能源在工业生产、车辆运输上得到了广泛应用，在能源消耗所占的比重将越来越大。天然气的应用对改善环境、治理雾霾等问题上具有举足轻重的作用。

天然气属于易燃易爆气体，所使用设备必须做防爆处理，目前大多厂家都是将设备、传感器、执行机构安装在有防爆要求的生产区域，控制系统安装在防爆区以外的安全区域，采用大量控制电缆连接设备与控制系统，且随着控制系统的复杂程度增加，控制电缆的数量也随之增加。这种布线方式会出现下列几种问题：

1、因为距离较远，控制电缆的造价高，相应的敷设电缆的材料、人工费用同时升高。

2、弱电信号电缆容易受到电磁干扰影响，特别是当附近有大功率电器、变频器等设备时更加明显。弱电信号电缆长度越长，受到的影响就越严重。

3、现场安装调试需要进行繁多的电缆接线工作，容易出错且影响整体工程进度。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种天然气控制系统的总线控制装置，控制系统通过IO控制器与在防爆区弱电防爆箱上安装分布式的IO控制器进行总线通讯来获取设备的数据，从而由中央处理器控制设备执行机构的工作状态。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种天然气控制系统的总线控制装置，包括弱电防爆箱和控制系统，所述弱电防爆箱和控制系统通过总线电缆相连接，所述弱电防爆箱内设有第一IO控制器和IO模块，第一IO控制器通过通讯接口与IO模块相连接，IO模块分别与传感器、执行机构相连接；所述控制系统包括中央处理器和第二IO控制器，中央处理器与第二IO控制器相连接，第二IO控制器通过总线电缆与第一IO控制器相连接。

所述第一IO控制器包含依次连接的数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和通讯模块，数字量输入模块与IO模块相连接，通讯模块通过总线电缆与第一IO控制器相连接。

所述第一IO控制器、IO模块、中央处理器和第二IO控制器为PLC、RTU、单片机、单板机或计算机。

所述总线电缆计算机电缆、屏蔽控制电缆、专用总线电缆、单模光纤或多模光纤。

所述传感器为压力变送器、压差变送器、压力开关、压差开关、温度变送器、热电阻、热电偶、流量计、接近开关、光电开关、微动开关、限位开关、位移传感器、距离传感器、可燃气体探测中的一种或多种。

所述执行机构为电动阀门、气动阀门、电磁线圈、电机、风机、泵、加热器中的一种或多种。

本实用新型的有益效果是：

1、 可以节省大量的电缆成本和电缆敷设施工成本。

2、总线电缆不易受到各种电磁干扰的影响，保证信息通讯的安全可靠。

3、防爆区的设备内传感器、执行机构的控制电缆与IO控制器在出厂时已经完成接线集成工作并进行整机测试，确保控制系统整体完整可靠，减少现场工作环节，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种天然气控制系统的总线控制装置，包括弱电防爆箱2和控制系统1，所述弱电防爆箱2和控制系统1通过总线电缆3相连接，所述弱电防爆箱2内设有第一IO控制器201和IO模块202，第一IO控制器201通过通讯接口与IO模块202相连接，IO模块202分别与传感器204、执行机构203相连接。第一IO控制器201为分布式IO控制器，传感器204和执行机构203的信号线全部引入到弱电防爆箱2内，连接到IO模块202的接线端子上，多台IO模块202通过通讯接口与第一IO控制器201相连接，防爆区的第一IO控制器201通过总线电缆3与安全区中控制系统1相连接。控制系统1包括中央处理器102和第二IO控制器101，中央处理器102与第二IO控制器101相连接，第二IO控制器101通过总线电缆3与第一IO控制器201相连接。控制系统1通过第二IO控制器101与在防爆区弱电防爆箱2上安装的分布式的第一IO控制器201进行总线通讯来获取传感器204上的数据，从而由中央处理器102控制执行机构203的工作状态。中央处理器102将传感器204的传感器信号、设备参数、运行状态、报警信号等数据进行解析、处理，通过逻辑判断输出执行信号给设备的执行机构203做出相应的响应动作，实现控制功能。

第一IO控制器201为分布式IO控制器，第一IO控制器201包含依次连接的数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和通讯模块，数字量输入模块与IO模块202相连接，通讯模块通过总线电缆3与第一IO控制器201相连接。第二IO控制器101通过总线电缆3与第一IO控制器201相连接，第一IO控制器201通过总线技术将信号统一转为标准或自定义通信协议输出给控制系统1。

第一IO控制器201、IO模块202、中央处理器102和第二IO控制器101为PLC、RTU、单片机、单板机或计算机。

总线电缆3计算机电缆、屏蔽控制电缆、专用总线电缆、单模光纤或多模光纤。在弱电防爆箱2与控制系统1距离小于100米时，总线电缆3优先选用屏蔽控制电缆、专用总线电缆，当距离大于100米总线电缆3优先选用单模光纤。

传感器204为压力变送器、压差变送器、压力开关、压差开关、温度变送器、热电阻、热电偶、流量计、接近开关、光电开关、微动开关、限位开关、位移传感器、距离传感器、可燃气体探测中的一种或多种。

执行机构203为电动阀门、气动阀门、电磁线圈、电机、风机、泵、加热器中的一种或多种。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种天然气控制系统的总线控制装置，包括弱电防爆箱（2）和控制系统（1），其特征在于，所述弱电防爆箱（2）和控制系统（1）通过总线电缆（3）相连接，所述弱电防爆箱（2）内设有第一IO控制器（201）和IO模块（202），第一IO控制器（201）通过通讯接口与IO模块（202）相连接，IO模块（202）分别与传感器（204）、执行机构（203）相连接；所述控制系统（1）包括中央处理器（102）和第二IO控制器（101），中央处理器（102）与第二IO控制器（101）相连接，第二IO控制器（101）通过总线电缆（3）与第一IO控制器（201）相连接。

2.根据权利要求1所述的天然气控制系统的总线控制装置，其特征在于，所述第一IO控制器（201）包含依次连接的数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和通讯模块，数字量输入模块与IO模块（202）相连接，通讯模块通过总线电缆（3）与第一IO控制器（201）相连接。

3.根据权利要求1所述的天然气控制系统的总线控制装置，其特征在于，所述第一IO控制器（201）、IO模块（202）、中央处理器（102）和第二IO控制器（101）为PLC、RTU、单片机、单板机或计算机。

4.根据权利要求1所述的天然气控制系统的总线控制装置，其特征在于，所述总线电缆（3）计算机电缆、屏蔽控制电缆、专用总线电缆、单模光纤或多模光纤。

5.根据权利要求1所述的天然气控制系统的总线控制装置，其特征在于，所述传感器（204）为压力变送器、压差变送器、压力开关、压差开关、温度变送器、热电阻、热电偶、流量计、接近开关、光电开关、微动开关、限位开关、位移传感器、距离传感器、可燃气体探测中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的天然气控制系统的总线控制装置，其特征在于，所述执行机构（203）为电动阀门、气动阀门、电磁线圈、电机、风机、泵、加热器中的一种或多种。