CN219533659U - 一种天然气居民小区调压柜智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种天然气居民小区调压柜智能控制系统，属于智能燃气调压柜控制技术领域，包括视频监控系统、云服务平台、智能手机终端、安装在调压柜管道上的可燃气体探测器、压力变送器、温度变送器、流量计、电动阀以及安装在调压柜门上的安全门锁，所述可燃气体探测器、压力变送器、温度变送器、流量计、电动阀、安全门锁、视频监控系统分别与控制系统相连接，所述控制系统上连接有供电电源，所述控制系统通过通讯模块与云服务平台相连接，所述云服务平台与智能手机终端连接通讯；本实用新型能够实时获取调压柜的运行情况，提高调压柜运行安全性及可靠性。

Description

一种天然气居民小区调压柜智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种天然气居民小区调压柜智能控制系统，属于智能燃气调压柜控制技术领域。

背景技术

随着近年来我国城市发展建设速度的加快和国家能源结构的调整，管道燃气事业得到了快速的发展。在城市燃气输配系统中，燃气调压装置是主要组成部分，是连接两级管网的枢纽。城镇燃气公司通过各个调压柜为用户供气，虽然燃气调压柜经过多年发展技术已经成熟，但在实际的运行过程中仍然存在很多问题和安全隐患，随着信息技术的崛起，企业加强对燃气信息化势在必行，运用信息化技术，加强对城市燃气的安全管理。目前，居民小区调压柜普遍存在信息化建设低，燃气公司不容易实时监管等缺点。因此，针对居民小区调压柜的智能化改造势在必行。

实用新型内容

为解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提供了一种能够实时获取调压柜的运行情况，提高调压柜运行安全性及可靠性的天然气居民小区调压柜智能控制系统。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为一种天然气居民小区调压柜智能控制系统，包括视频监控系统、云服务平台、智能手机终端、安装在调压柜管道上的可燃气体探测器、压力变送器、温度变送器、流量计、电动阀以及安装在调压柜门上的安全门锁，所述可燃气体探测器、压力变送器、温度变送器、流量计、电动阀、安全门锁、视频监控系统分别与控制系统相连接，所述控制系统上连接有供电电源，所述控制系统通过通讯模块与云服务平台相连接，所述云服务平台与智能手机终端连接通讯；

所述控制系统内置数据采集模块、第一浪涌保护器、开关隔离器、第二浪涌保护器，所述数据采集模块包括CPU模块、模拟量输入/输出模块、开关量输入/输出模块，所述CPU模块上连接有模拟量输入/输出模块、开关量输入/输出模块和485通讯模块，所述压力变送器、温度变送器通过第一浪涌保护器与模拟量输入/输出模块相连接，所述可燃气体探测器、流量计通过第二浪涌保护器与485通讯模块相连接，所述电动阀、安全门锁通过开关隔离器与开关量输入/输出模块相连接；

所述控制系统用于采集可燃气体探测器、压力变送器、温度变送器、流量计、电动阀、安全门锁的电信号，并对信号进行分析处理，当存在压力异常、泄露监测异常时自动触发关闭电动阀门信号，并及时关闭阀门，同时将处理信息发送至云服务平台，所述云服务平台向智能手机终端发送信息，通知巡检人员及时处理；

所述视频监控系统用于采集调压柜周边的图像信号，并将图像信息传输给控制系统，并上传至云服务平台。

优选的，所述供电电源包括市电供电系统和太阳能供电系统，所述市电供电系统和太阳能供电系统分别通过24V开关电源与CPU模块相连接。

优选的，所述市电供电系统包括市电电源、断路器和接触器，所述市电电源通过断路器与接触器相连接，所述接触器与24V开关电源相连接。

优选的，所述太阳能供电系统包括太阳能板、太阳能控制器、太阳能蓄电池、太阳能板旋转步进电机和继电器，所述太阳能板通过太阳能控制器与CPU模块相连接，所述太阳能控制器上连接有太阳能蓄电池，所述太阳能板旋转步进电机电源端与24V开关电源相连接，所述太阳能板旋转步进电机的信号端通过继电器与开关量隔离器相连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：本实用新型提供的一种天然气居民小区调压柜智能控制系统以控制系统为核心，针对现有居民小区调压柜信息化、智能化程度低且柜内难以改造等问题，提出在调压柜安全区域外搭建智能调压控制系统，控制系统采集调压柜内压力变送器信号、温度变送器信号、流量计信号、可燃气体探测器信号、安全门锁信号，控制系统通过自我分析诊断，当存在压力异常、泄露监测异常时自动触发关闭电动阀门信号，及时关闭阀门，实现控制系统的智能控制和调压柜安全运行的实时监管，为燃气公司提供安全的运行数据保障；控制系统与太阳能供电装置中的步进电机交互信号，结合光照时间，根据步进电机步进角和控制系统触发脉冲数进行比例计算，合理控制步进电机的旋转，提高太阳能板的储能效率，提高供电效能；针对调压柜点多面广，维护需要耗费大量人力财力等特点，智能调压控制系统搭载视频监控系统，视频监控系统获取调压柜区域内视觉影像，通过AI智能分析，拾取不安全因素，并实时上传至云服务平台，实现安全管控。云服务平台，一是对上传数据进行实时监控与展示，二是通过数据计算分析实现小区调压柜智能管控和对安检人员智能管理。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种天然气居民小区调压柜智能控制系统，包括视频监控系统23、云服务平台27、智能手机终端28、安装在调压柜管道上的可燃气体探测器26、压力变送器1、温度变送器3、流量计2、电动阀4以及安装在调压柜门上的安全门锁25，可燃气体探测器26、压力变送器1、温度变送器3、流量计2、电动阀4、安全门锁25、视频监控系统23分别与控制系统6相连接，控制系统6上连接有供电电源，控制系统6通过通讯模块24与云服务平台27相连接，云服务平台27与智能手机终端28连接通讯，控制系统6用于采集可燃气体探测器、压力变送器、温度变送器、流量计、电动阀、安全门锁的电信号，并对信号进行分析处理，当存在压力异常、泄露监测异常时自动触发关闭电动阀门信号，并及时关闭阀门，同时将处理信息发送至云服务平台，云服务平台向智能手机终端发送信息，通知巡检人员及时处理；视频监控系统23用于采集调压柜周边的图像信号，并将图像信息传输给控制系统，并上传至云服务平台。

其中，控制系统6内置数据采集模块、第一浪涌保护器18、开关隔离器19、第二浪涌保护器20，数据采集模块包括CPU模块14、模拟量输入/输出模块15、开关量输入/输出模块16，CPU模块14上连接有模拟量输入/输出模块15、开关量输入/输出模块16和485通讯模块17，压力变送器1、温度变送器3通过第一浪涌保护器18与模拟量输入/输出模块15相连接，可燃气体探测器26、流量计2通过第二浪涌保护器20与485通讯模块17相连接，电动阀4、安全门锁25通过开关隔离器19与开关量输入/输出模块16相连接；

本实用新型中温度变送器、压力变送器，用于将调压柜内工艺管道上的温度信号和压力信号以4-20ma电流传输方式上传到控制系统中；流量计，用于将调压柜内工艺管道上的流量信号以485通讯方式上传到控制系统中；电动阀，安装在供气管道进口，电动阀将状态信号以开关量信号上传到控制系统中，并接收控制系统下达的控制命令信号，按命令信号执行相应开关动作；可燃气体探测器，由一体式催化燃烧式燃气泄露监测探头和控制主机组成，探测器通过485通讯方式与控制系统连接，上传监测数据；安全门锁，用于将调压柜门开关信号以开关量信号上传到控制系统中，柜门打开时发出门开信号，并上传到控制系统中，控制系统发出警告上传至云服务平台；视频监控系统，用于在线监控调压柜门周边环境，获取不安全因素，通过AI分析诊断是否存在安全隐患，如存在安全隐患通过数据加密远传装置上传到云服务平台，云服务平台将及时信息下发至安检人员智能手机终端实现调压柜异常情况的及时处置；控制系统可以采用PLC控制系统或单片机控制系统，用于实时在线采集调压柜内可燃气体探测器信号、温度变送器信号、压力变送器信号、流量计信号、电动阀信号、安全门锁信号，将采集信号通过分析计算处理，下达相应控制命令信号，实现对调压柜的自动控制，并将采集数据上传至云服务平台；

所述云服务平台和控制系统采用移动物联网卡通讯，用于实现调压柜内可燃气体探测器、温度、压力、流量、安全门锁等信号的实时数据和历史数据的采集、归档、管理以及趋势图显示；报警显示、报警管理以及事件的查询、打印；实现调度中心远程控制电动阀开关状态，太阳能板倾斜角度；实现调压柜门周边环境的监控及异常状态下达相关指令至安检人员智能手机终端，并接收安检人员反馈的现场信息及处置结果。

控制系统通过通讯模块与云服务平台相连接，通讯模块采用数据加密的方式，通过有线与视频监控系统、CPU模块连接，将控制系统和视频监控系统上传的信号上传到云服务平台，同时接收云服务平台下达指令下传至CPU模块和安检人员的智能手机终端，实现数据安全稳定可靠的传输。

控制系统采用两套供电电源，分别为市电供电系统和太阳能供电系统，市电供电系统和太阳能供电系统分别通过24V开关电源13与CPU模块14相连接。市电供电系统包括市电电源8、断路器11和接触器12，市电电源8通过断路器11与接触器12相连接，接触器11与24V开关电源13相连接。在具备市电供电的条件下，通过市电进行供电。在不具备市电条件下，采用太阳能供电系统进行供电。太阳能供电系统包括太阳能板7、太阳能控制器9、太阳能蓄电池10、太阳能板旋转步进电机21和继电器22，太阳能板7通过太阳能控制器9与CPU模块14相连接，太阳能控制器9上连接有太阳能蓄电池10，太阳能板旋转步进电机21电源端与24V开关电源13相连接，太阳能板旋转步进电机21的信号端通过继电器22与开关量隔离器19相连接。太阳能供电系统选用经济实用的台达步进电机，太阳能板和步进电机通过导线与控制系统相连。实现在没有市电供给情况下为控制系统提供安全稳定可靠的电源，同时与控制系统交互实现太阳能板倾斜角度的自动控制，提高太阳能系统储能效能，保障系统用电安全。

通过本系统能够实现以下功能：

1）采集调压柜内工艺管道上温度、压力、流量数据，并将数据转换后上传至云服务平台。

2）进行逻辑判断，当温度值、压力值、流量值超出设置上下限值时发送上下限报警信号至云服务平台，同时发出关断电动阀信号，关闭电动阀。

3）采集可燃气体探测器信号，根据泄露监测值判断，如有异常输出报警信号，关断电动阀，同时将报警信号上传至云服务平台。

4）采集安全门锁信号，安全门锁触发发出门开信号时，输出报警信号至云服务平台。

5）进行CPU程序脉冲与太阳能控制装置中步进电机步进角的比例换算，同时采用光照条件简化模型，输出步进电机启动信号，转动太阳能板，提高太阳能板吸光效能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本实用新型范围内。

Claims (4)

1.一种天然气居民小区调压柜智能控制系统，包括视频监控系统、云服务平台、智能手机终端、安装在调压柜管道上的可燃气体探测器、压力变送器、温度变送器、流量计、电动阀以及安装在调压柜门上的安全门锁，其特征在于：所述可燃气体探测器、压力变送器、温度变送器、流量计、电动阀、安全门锁、视频监控系统分别与控制系统相连接，所述控制系统上连接有供电电源，所述控制系统通过通讯模块与云服务平台相连接，所述云服务平台与智能手机终端连接通讯；

所述控制系统内置数据采集模块、第一浪涌保护器、开关隔离器、第二浪涌保护器，所述数据采集模块包括CPU模块、模拟量输入/输出模块、开关量输入/输出模块，所述CPU模块上连接有模拟量输入/输出模块、开关量输入/输出模块和485通讯模块，所述压力变送器、温度变送器通过第一浪涌保护器与模拟量输入/输出模块相连接，所述可燃气体探测器、流量计通过第二浪涌保护器与485通讯模块相连接，所述电动阀、安全门锁通过开关隔离器与开关量输入/输出模块相连接；

所述控制系统用于采集可燃气体探测器、压力变送器、温度变送器、流量计、电动阀、安全门锁的电信号，并对信号进行分析处理，当存在压力异常、泄露监测异常时自动触发关闭电动阀门信号，并及时关闭阀门，同时将处理信息发送至云服务平台，所述云服务平台向智能手机终端发送信息，通知巡检人员及时处理；

所述视频监控系统用于采集调压柜周边的图像信号，并将图像信息传输给控制系统，并上传至云服务平台。

2.根据权利要求1所述的一种天然气居民小区调压柜智能控制系统，其特征在于：所述供电电源包括市电供电系统和太阳能供电系统，所述市电供电系统和太阳能供电系统分别通过24V开关电源与CPU模块相连接。

3.根据权利要求2所述的一种天然气居民小区调压柜智能控制系统，其特征在于：所述市电供电系统包括市电电源、断路器和接触器，所述市电电源通过断路器与接触器相连接，所述接触器与24V开关电源相连接。

4.根据权利要求2所述的一种天然气居民小区调压柜智能控制系统，其特征在于：所述太阳能供电系统包括太阳能板、太阳能控制器、太阳能蓄电池、太阳能板旋转步进电机和继电器，所述太阳能板通过太阳能控制器与CPU模块相连接，所述太阳能控制器上连接有太阳能蓄电池，所述太阳能板旋转步进电机电源端与24V开关电源相连接，所述太阳能板旋转步进电机的信号端通过继电器与开关量隔离器相连接。