CN213542083U - 一种智能远程调压控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能远程调压控制系统，涉及天然气输配控制系统技术领域。本实用新型包括PLC控制柜、控制终端柜和现场设备三部分，PLC控制柜根据现场设备采集的参数，并基于智能调压控制逻辑向控制终端柜输出控制命令，达到自动调压的目的；本实用新型的控制终端柜提供储气罐向调压系统提供储气压力缓冲、反馈储气压力、提供储气升压电磁阀、储气降压电磁阀、升压流量控制阀、降压流量控制阀等控制设备和参数。本实用新型的智能远程调压控制系统，运行稳定，利用储气罐提供储气压力缓冲，有利于调压控制，使得调压控制系统更加稳定。

Description

一种智能远程调压控制系统

技术领域

本实用新型涉及天然气输配控制系统技术领域，更具体地说涉及一种智能远程调压控制系统。

背景技术

现代化的城市天然气输配系统是复杂的能源综合设施，由不同压力级制的输配管网、各类天然气厂站(门站、调压站、加气站等)和信息采集、管理维护等软、硬件系统组成。

调压计量站按其规模大小和功能特点又可以分为：撬装式城市门站、区域调压柜、直燃调压箱式、楼栋调压箱。具有自动平衡，超高低压切断、超压放散、双路调压切换，远程监控等功能。并具有调压范围广、稳压精度高、计量准确，箱体美观大方等优点。广泛应用于燃气输配、小区住宅、燃气锅炉、工业窖炉及各种燃烧终端等。而现有的调压控制系统无法进行远程控制，且不便于日后实施维修，且现有的调压控制系统均是从燃气输配管线中直接得到控制参数，其气体压力没有得到缓冲，不利于调压控制。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型提供了一种智能远程调压控制系统，本实用新型的发明目的在于解决现有技术中无法进行远程控制，且气体压力无法得到缓冲，不利于调压控制的问题。本实用新型的智能远程调压控制系统是由PLC控制柜、控制终端柜和现场设备三部分组成的，PLC控制柜根据现场设备采集的参数，并基于智能调压控制逻辑向控制终端柜输出控制命令，达到自动调压的目的；本实用新型的控制终端柜提供储气罐向调压系统提供储气压力缓冲、反馈储气压力、提供储气升压电磁阀、储气降压电磁阀、升压流量控制阀、降压流量控制阀等控制设备和参数。本实用新型的智能远程调压控制系统，运行稳定，利用储气罐提供储气压力缓冲，有利于调压控制，使得调压控制系统更加稳定。

为了克服上述现有技术中存在的问题，本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种智能远程调压控制系统，其特征在于：包括PLC控制柜、至少一个控制终端柜和至少一个现场设备，现场设备与控制终端柜一一对应；所述现场设备包括装在燃气输配管线上的切断阀、调压器和流量计，PLC控制柜分别采集现场设备中燃气输配管线上的进口压力和出口压力；且PLC控制柜与现场设备中的切断阀和流量计建立通讯连接；所述控制终端柜包括储气罐、储气进气管、储气升压电磁阀、储气降压电磁阀、升压流量控制阀、调压气管、降压流量控制阀和泄压放散管；所述储气罐通过储气进气管和储气升压电磁阀与现场设备的燃气输配管线的进口端相连，将燃气输配管线的进口压力引入到储气罐中，储气罐通过储气降压电磁阀与泄压放散管相连通；储气罐通过升压流量控制阀和调压气管与现场设备的调压器上的指挥器相连；调压气管设置有一支路气管用于与泄放管连通，且该支路气管上安装有降压流量控制阀；所述PLC采集储气罐中的储气压力，并分别与控制终端柜中的储气升压电磁阀、储气降压电磁阀、升压流量控制阀和降压流量控制阀建立通讯连接。

所述现场设备中燃气输配管线的进口端安装有进口压力变送器，进口压力变送器测量燃气输配管线进口端的进口压力，并将测量到的进口压力传输给PLC控制柜；燃气输配管线的出口段安装有出口压力变送器，出口压力变送器测量燃气输配管线出口端的出口压力，并将测量到的出口压力传输给PLC控制柜。

所述储气罐上安装有用于测量储气罐内储气压力的储气压力变送器，储气压力变送器将其测量得到的储气压力传输给PLC控制柜。

所述PLC控制柜包括有PLC控制器和输入输出设备，所述输入输出设备与PLC控制器相连。

所述输入输出设备为触摸屏。

所述调压器的指挥器上设置有人工调节弹簧。

PLC控制柜中的PLC控制器上存储并运行调压控制逻辑，触摸屏用于调整调压控制逻辑中的控制参数。气源从燃气输配管线的进口端经储气进气管和储气升压电磁阀进入储气罐。PLC控制柜实时采集储气罐的储气压力，当储气压力超高时，PLC控制柜控制储气降压电磁阀打开，储气罐内气体经储气降压电磁阀和泄压放散管排出；当储气压力超低时，PLC控制柜控制储气升压电磁阀打开，气体经储气进气管和储气升压电磁阀进入储气罐;当燃气输配管线出口压力超低时，储气罐内气体经升压流量控制阀和调压气管进入调压器的指挥器中，从而升高燃气输配管线出口压力；若燃气输配管线出口压力超高，则调压器指挥器内气体则经调压气管、降压流量控制阀和泄压放散管排出，降低燃气输配管线出口压力，从而保持储气压力和出口压力稳定。

本实用新型的控制原理在于：包括储气罐压力控制和调压器输出压力控制。当进入储气罐的储气压力大于PLC控制柜中设定的储气压力上上限时，PLC控制柜控制储气升压电磁阀关闭，阻止气源气体经储气进气管和储气升压电磁阀进入储气罐，同时PLC控制柜控制储气降压电磁阀打开，将储气罐内气体经泄压放散管排放，从而降低储气压力；当进入储气罐的储气压力小于PLC控制柜中设定的储气压力上上限时，PLC控制柜控制储气降压电磁阀关闭，阻止储气压力下降；当进入储气罐的储气压力大于PLC控制柜中设定的储气压力上限时，PLC控制柜关闭储气升压电磁阀，阻止储气罐内气体压力继续升高；当储气罐内储气压力小于储气压力下限时，PLC控制柜控制储气升压电磁阀打开，使得气源气体通过储气进气管进入储气罐，从而升高储气罐内储气压力。

当现场设备的燃气输配管线出口端的“出口压力”小于PLC控制柜中设定出口压力精度下限时，PLC控制柜根据“出口压力”与设定压力的比率，自动计算给出升压量（4-20MA电流）给“升压流量控制阀”，控制“升压流量控制阀”的开启度，同时关闭“降压流量控制阀”，使“储气罐”内气体按指定的流量经“升压流量控制阀”、“调压气管”，进入“调压器”的指挥器中，从而升高燃气输配管线出口端的“出口压力”。

当现场设备的燃气输配管线出口端的“出口压力”大于PLC控制柜中设定出口压力精度上限时，PLC控制柜根据出口压力与设定压力的比率，自动计算给出降压量（4-20MA电流）给“降压流量控制阀”，同时关闭“升压流量控制阀”，使“调压器”指挥器内气体按指定的流量经“降压流量控制阀”、“泄漏放散管”，进行排放，降低“调压器”内指挥器压力，从而降低调压器所在燃气输配管线出口端的“出口压力”。

经上述两步即可确保“调压器”的“输出压力”，维持设定压力的上下限精度之间，进而达到自动调压的目的。

在本实用新型中PLC控制柜中PLC控制器中各参数的设置与校验具体为：为系统的稳定运行，防止人为误操作，PLC控制器对重要的输入参数须经审核校验后，才正式采用。例如：

“设定压力”：当修改时，根据设定的调压精度，自动计算其设定压力的上下限精度压力，若上限精度压力大于设定的最大压力，则放弃修改；若下限精度压力小于设定的最小压力，则放弃修改。若前两步值均满足，才接收此修改值。

“调压精度”：当修改时，若此值在0与1之间，则接收，否则放弃。

“最大压力”：当修改时，若小于当前的上限精度压力，则放弃修改，否则接收此修改值。

“最小压力”：当修改时，若大于当前的下限精度压力，则放弃修改，否则接收此修改值。

与现有技术相比，本实用新型所带来的有益的技术效果表现在：

1、本实用新型的远程调压控制系统是由PLC控制柜、控制终端柜和现场设备三部分组成，PLC控制柜可以适配多个现场设备和多个控制终端柜，一个控制终端柜对应一现场设备；从而可实现远程多现场调压控制，在使用时，可以在PLC控制柜中对对应的现场设备和控制终端柜进行编号，按照编号进行参数设置；实现天然气输配的远程调压控制，本实用新型控制系统稳定，在参数设定完成之后，可实现自动调压控制。

2、本实用新型中控制终端柜包括有储气罐，储气罐的使用提供了储气压力缓冲，相较于现有技术中直接在燃气输配管线上进行控制而言，本实用新型的进气口压力通过储气罐进行缓冲，使得调压控制更加精准。在现有技术中，调压器中指挥器的气体是直接连接在燃气输配管线的进口端的，也就是直接从进口端获取压力，当进口端压力稍有变化，其就可以反映到调压器上，这种方式PLC控制柜无法顺利介入，无法实现大范围的压力调节，即压力调剂范围较小，而通过本实用新型储气罐的接入，调压器的指挥器是有储气罐中得到控制压力的，因此PLC控制柜可通过控制储气罐内压力，从而实现控制指挥器控制压力的目的，从而可以接入到调压器所在输配管线的进出口压力调节中去。

3、本实用新型所使用的调压器为自力型调压器，调压器的指挥器保留人工调节弹簧，如申请人已经拥有的专利号为200910263525.3的发明专利中所使用的指挥器，可按需求设置最小压力，可确保PLC控制柜故障时，整个调压系统仍能维持最小的工作压力。

4、在本实用新型中，所述的PLC控制柜根据现场设备采集的参数（压力、流量等）基于智能调压控制逻辑向控制终端柜输出控制命令，达到自动调压目的；提供标准MODBUSTCP/MODBUS RTU通讯接口，接收外部系统的控制参数，并反馈其工作状态；自带控制界面，可本地提供控制参数，独立运行控制。

5、在本实用新型中，所述的控制终端柜提供储气罐向系统提供储气压力缓冲、反馈储气压力、提供储气升压电磁阀、储气降压电磁阀、升压流量控制阀、降压流量控制阀等控制设备和参数。执行PLC控制柜指令控制储气压力和出口压力。现场设备：如调压器、流量计、切断阀及压力变送器等。调压器通过指挥器接收控制终端柜输出的压力，调整调压器出口压力；指挥器内同时保留人工调节弹簧，可按需求设置最小压力，可确保PLC柜故障时，整个调压系统仍能维持最小的工作压力。

附图说明

图1为本实用新型远程调压控制系统的结构示意图。

附图标记：100、PLC控制柜，200、控制终端柜，300、现场设备，1、储气进气管，2、储气升压电磁阀，3、储气罐，4、储气降压电磁阀，5、泄压放散管，6、升压流量控制阀，7、调压气管，8、调压器，9、降压流量控制阀，10、储气压力变送器，11、出口压力变送器，12、进口压力变送器，13、切断阀，14、燃气输配管线，15、支路气管，16、触摸屏。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型的技术方案作出进一步详细地阐述。

参照说明书附图1，本实施例公开了一种智能远程调压控制系统，由PLC控制柜100、控制终端柜200和现场设备300三部分组成，其中控制终端柜200与现场设备300一一对应成组，一台PLC控制柜100可以配备多组控制终端柜200和现场设备300。PLC控制柜100根据现场设备300采集的参数，并基于智能调压控制逻辑向控制终端柜200输出控制命令，达到自动调压的目的。

智能远程调压控制系统，包括PLC控制柜100、至少一个控制终端柜200和至少一个现场设备300，现场设备300与控制终端柜200一一对应；所述现场设备300包括装在燃气输配管线14上的切断阀13、调压器8和流量计，PLC控制柜100分别采集现场设备300中燃气输配管线14上的进口压力和出口压力；且PLC控制柜100与现场设备300中的切断阀13和流量计建立通讯连接；所述控制终端柜200包括储气罐3、储气进气管1、储气升压电磁阀2、储气降压电磁阀4、升压流量控制阀6、调压气管7、降压流量控制阀9和泄压放散管5；所述储气罐3通过储气进气管1和储气升压电磁阀2与现场设备300的燃气输配管线14的进口端相连，将燃气输配管线14的进口压力引入到储气罐3中，储气罐3通过储气降压电磁阀4与泄压放散管5相连通；储气罐3通过升压流量控制阀6和调压气管7与现场设备300的调压器8上的指挥器相连；调压气管7设置有一支路气管15用于与泄放管连通，且该支路气管15上安装有降压流量控制阀9；所述PLC采集储气罐3中的储气压力，并分别与控制终端柜200中的储气升压电磁阀2、储气降压电磁阀4、升压流量控制阀6和降压流量控制阀9建立通讯连接。

PLC控制柜100中的PLC控制器上存储并运行调压控制逻辑，触摸屏16用于调整调压控制逻辑中的控制参数。在本实施例中，气源通路为：气源从燃气输配管线14的进口端经储气进气管1和储气升压电磁阀2进入储气罐3。储气罐3内气体经由升压流量控制阀6和调压气管7与调压器8的指挥器相连，从而控制燃气输配管线的出口压力。在本实施例中，PLC控制柜100先控制好储气罐3内的储气压力，再利用储气压力作为调压器8中指挥器的动力，实现调压器8出口的出口压力调节。

PLC控制柜100实时采集储气罐3的储气压力，当储气压力超过储气压力上上限时，PLC控制柜100控制储气降压电磁阀4打开，储气罐3内气体经储气降压电磁阀4和泄压放散管5排出；当储气压力低于储气压力上上限时，PLC控制柜100控制储气降压电磁阀4关闭，阻止储气罐3内气体经储气降压电磁阀4和泄压放散管5排出；当储气压力超过储气压力上限时，PLC控制柜100控制储气升压电磁阀2关闭；当储气压力低于储气压力下限时，PLC控制柜100控制储气升压电磁阀2打开，燃气输配管线14中气体经储气进气管1和储气升压电磁阀2进入储气罐3，从而升高储气罐内压力；若燃气输配管线出口压力超低，则PLC控制柜100控制储气罐3内升压流量控制阀6打开，储气罐内气体经升压流量控制阀6、调压气管7进入调压器8的指挥器，从而升高燃气输配管线14的出口压力；若燃气输配管线出口压力超高，则调压器8指挥器内气体则经调压气管7、降压流量控制阀9和泄压放散管5排出，从而保持储气压力和出口压力稳定。

本实施例的控制原理（即调压控制逻辑）在于：包括储气罐3压力控制和调压器8输出压力控制。当进入储气罐3的储气压力大于PLC控制柜100中设定的储气压力上上限时，PLC控制柜100控制储气升压电磁阀2关闭，阻止气源气体经储气进气管1和储气升压电磁阀2进入储气罐3，同时PLC控制柜100控制储气降压电磁阀4打开，将储气罐3内气体经泄压放散管5排放，从而降低储气压力；当进入储气罐3的储气压力小于PLC控制柜100中设定的储气压力上上限时，PLC控制柜100控制储气降压电磁阀4关闭，阻止储气罐3内气体经泄压放散管5排放；当进入储气罐3的储气压力大于PLC控制柜100中设定的储气压力上限时，PLC控制柜100控制储气升压电磁阀2关闭，阻止燃气输配管线内气体进入储气罐3；当储气罐3的储气压力小于PLC控制柜100中设定的储气压力下限时，储气罐3内气体经泄压放散管5排放；PLC控制柜100控制储气升压电磁阀2打开，使得气源气体通过储气进气管1进入储气罐3，从而升高储气罐3内储气压力。

当现场设备300的燃气输配管线出口端的出口压力小于PLC控制柜100中设定出口压力精度下限时，PLC控制柜100根据出口压力与设定压力的比率，自动计算给出升压量（4-20MA电流）给升压流量控制阀6，控制升压流量控制阀6的开启度，同时关闭降压流量控制阀9，使储气罐3内气体按指定的流量经升压流量控制阀6、调压气管7，进入调压器8的指挥器中，从而升高燃气输配管线出口端的出口压力。

当现场设备300的燃气输配管线出口端的出口压力大于PLC控制柜100中设定出口压力精度上限时，PLC控制柜100根据出口压力与设定压力的比率，自动计算给出降压量（4-20MA电流）给降压流量控制阀9，同时关闭升压流量控制阀6，使调压器8内气体按指定的流量经降压流量控制阀9、泄漏放散管，进行排放，降低调压器8内压力，从而降低调压器8所在燃气输配管线出口端的出口压力。

经上述两步即可确保调压器8的输出压力，维持设定压力的上下限精度之间，进而达到自动调压的目的。

本实施例中，仅仅需要在PLC控制柜100中预设储气压力上上限、储气压力上限、储气压力下限、出口压力上限、出口压力下限、进口压力上限、进口压力下限，燃气输配管线14设定压力等参数，本系统即可按照预先设定的调压控制逻辑自动运行。

在本实施例中PLC控制柜100中PLC控制器中各参数的设置与校验具体为：为系统的稳定运行，防止人为误操作，PLC控制器对重要的输入参数须经审核校验后，才正式采用。例如：“设定压力”：当修改时，根据设定的调压精度，自动计算其设定压力上下限精度压力，若上限精度压力大于设定的最大压力，则放弃修改；若下限精度压力小于设定的最小压力，则放弃修改。若前两步值均满足，才接收此修改值。“调压精度”：当修改时，若此值在0与1之间，则接收，否则放弃。“最大压力”：当修改时，若小于当前的上限精度压力，则放弃修改，否则接收此修改值。“最小压力”：当修改时，若大于当前的下限精度压力，则放弃修改，否则接收此修改值。

更进一步地，所述现场设备300中燃气输配管线14的进口端安装有进口压力变送器12，进口压力变送器12测量燃气输配管线14进口端的进口压力，并将测量到的进口压力传输给PLC控制柜100；燃气输配管线14的出口段安装有出口压力变送器11，出口压力变送器11测量燃气输配管线14出口端的出口压力，并将测量到的出口压力传输给PLC控制柜100。所述储气罐3上安装有用于测量储气罐3内储气压力的储气压力变送器10，储气压力变送器10将其测量得到的储气压力传输给PLC控制柜100。

PLC控制柜100根据现场设备300采集的参数（压力、流量等）基于智能调压控制逻辑向控制终端柜200输出控制命令，达到自动调压目的；提供标准MODBUS TCP/MODBUS RTU通讯接口，接收外部系统的控制参数，并反馈其工作状态；自带控制界面，可本地提供控制参数，独立运行控制。

所述PLC控制柜100包括有PLC控制器和输入输出设备，所述输入输出设备与PLC控制器相连。所述输入输出设备为触摸屏16。所述调压器8的指挥器上设置有人工调节弹簧。指挥器内同时保留人工调节弹簧，可按需求设置最小压力，可确保PLC柜故障时，整个调压系统仍能维持最小的工作压力。

Claims (6)

1.一种智能远程调压控制系统，其特征在于：包括PLC控制柜（100）、至少一个控制终端柜（200）和至少一个现场设备（300），现场设备（300）与控制终端柜（200）一一对应；所述现场设备（300）包括装在燃气输配管线（14）上的切断阀（13）、调压器（8）和流量计，PLC控制柜（100）分别采集现场设备（300）中燃气输配管线（14）上的进口压力和出口压力；且PLC控制柜（100）与现场设备（300）中的切断阀（13）和流量计建立通讯连接；所述控制终端柜（200）包括储气罐（3）、储气进气管（1）、储气升压电磁阀（2）、储气降压电磁阀（4）、升压流量控制阀（6）、调压气管（7）、降压流量控制阀（9）和泄压放散管（5）；所述储气罐（3）通过储气进气管（1）和储气升压电磁阀（2）与现场设备（300）的燃气输配管线（14）的进口端相连，将燃气输配管线（14）的进口压力引入到储气罐（3）中，储气罐（3）通过储气降压电磁阀（4）与泄压放散管（5）相连通；储气罐（3）通过升压流量控制阀（6）和调压气管（7）与现场设备（300）的调压器（8）上的指挥器相连；调压气管（7）设置有一支路气管（15）用于与泄放管连通，且该支路气管（15）上安装有降压流量控制阀（9）；所述PLC采集储气罐（3）中的储气压力，并分别与控制终端柜（200）中的储气升压电磁阀（2）、储气降压电磁阀（4）、升压流量控制阀（6）和降压流量控制阀（9）建立通讯连接。

2.如权利要求1所述的一种智能远程调压控制系统，其特征在于：所述现场设备（300）中燃气输配管线（14）的进口端安装有进口压力变送器（12），进口压力变送器（12）测量燃气输配管线（14）进口端的进口压力，并将测量到的进口压力传输给PLC控制柜（100）；燃气输配管线（14）的出口段安装有出口压力变送器（11），出口压力变送器（11）测量燃气输配管线（14）出口端的出口压力，并将测量到的出口压力传输给PLC控制柜（100）。

3.如权利要求1或2所述的一种智能远程调压控制系统，其特征在于：所述储气罐（3）上安装有用于测量储气罐（3）内储气压力的储气压力变送器（10），储气压力变送器（10）将其测量得到的储气压力传输给PLC控制柜（100）。

4.如权利要求1所述的一种智能远程调压控制系统，其特征在于：所述PLC控制柜（100）包括有PLC控制器和输入输出设备，所述输入输出设备与PLC控制器相连。

5.如权利要求4所述的一种智能远程调压控制系统，其特征在于：所述输入输出设备为触摸屏（16）。

6.如权利要求1所述的一种智能远程调压控制系统，其特征在于：所述调压器（8）的指挥器上设置有人工调节弹簧。

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