RU116182U1

RU116182U1 - DEVICE FOR MONITORING CRANE UNITS OF GAS PIPELINES

Info

Publication number: RU116182U1
Application number: RU2011151518/03U
Authority: RU
Inventors: Михаил Васильевич Грязев; Александр Леонидович Чеботарев; Владимир Михайлович Панарин; Антонина Евгеньевна Дорохина; Елена Николаевна Ивановская; Анна Валерьевна Гусейнова
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2012-05-20

Abstract

Устройство мониторинга крановых узлов газопроводов, содержащее солнечную батарею, адаптер, блок питания с накоплением энергии на аккумуляторных батареях, контроллер сотовой связи, датчик контроля несанкционированного доступа, электрогидропривод, крановую задвижку, датчик измерения давления газа трубопровода до крановой задвижки, датчик измерения давления газа трубопровода после крановой задвижки, датчик измерения температуры газа до крановой задвижки, датчик измерения температуры газа после крановой задвижки, отличающееся тем, что в него дополнительно введены усилитель электрогидропривода, датчик положения крановой задвижки, первый, второй, третий и четвертый блоки сравнения, первый и второй задатчики температуры, причем выход солнечной батареи через адаптер соединен со входом блока питания с накоплением энергии на аккумуляторных батареях, первый выход которого соединен с первым входом контроллера сотовой связи и второй выход которого соединен со входом электрогидропривода, второй, третий, четвертый, пятый входы контроллера сотовой связи соединены с выходами первого, второго, третьего и четвертого блоков сравнения, входы первого блока сравнения соединены с выходами датчика измерения давления газа в трубопроводе до крановой задвижки и датчика измерения давления газа в трубопроводе после крановой задвижки, входы второго блока сравнения соединены с выходами датчика положения крановой задвижки и первым выходом электрогидропривода, входы третьего блока сравнения соединены с выходами датчика измерения температуры газа до крановой задвижки и первого задатчика температуры, входы четвертого бло� A device for monitoring gas pipeline valve assemblies containing a solar battery, an adapter, a power supply unit with energy storage on batteries, a cellular controller, an unauthorized access control sensor, an electrohydraulic actuator, a valve valve, a pipeline gas pressure sensor before the valve valve, a pipeline gas pressure sensor after valve, a sensor for measuring gas temperature before the valve, a sensor for measuring gas temperature after the valve, characterized in that it additionally contains an electric hydraulic drive amplifier, a valve position sensor, the first, second, third and fourth comparison units, the first and second temperature sensors , and the output of the solar battery through the adapter is connected to the input of the power supply unit with energy storage on rechargeable batteries, the first output of which is connected to the first input of the cellular controller and the second output of which is connected to the input of the electrohydraulic drive, the second, three tii, fourth, fifth inputs of the cellular controller are connected to the outputs of the first, second, third and fourth comparison units, the inputs of the first comparison unit are connected to the outputs of the gas pressure measurement sensor in the pipeline before the valve valve and the gas pressure sensor in the pipeline after the valve valve, inputs of the second comparison unit are connected to the outputs of the valve position sensor and the first output of the electrohydraulic drive, the inputs of the third comparison unit are connected to the outputs of the gas temperature measurement sensor to the valve and the first temperature sensor, the inputs of the fourth unit

Description

Полезная модель относится к средствам автоматизации контроля удаленных объектов, а именно к мониторингу технических параметров крановых узлов газопроводов.The utility model relates to automation tools for monitoring remote objects, namely to monitoring the technical parameters of crane nodes of gas pipelines.

Известна система контроля и управления оборудованием объекта, содержащая центральный вычислительный блок с устройством ввода-вывода, с которым по каналам информационной сети связаны датчики контроля, измерения и управления узлами оборудования, система снабжена контроллерами, а к каждому контроллеру последовательно подключены модули управления (патент РФ №2133490 С1, 20.07.1999).A known system for monitoring and controlling equipment of an object containing a central computing unit with an input / output device with which sensors of control, measurement and control of equipment nodes are connected via information network channels, the system is equipped with controllers, and control modules are connected to each controller in series (RF patent No. 2133490 C1, 07.20.1999).

Недостатком системы является отсутствие единой инфраструктуры, что затрудняет оперативную связь с соответствующими дистанционно удаленными объектами управления.The disadvantage of the system is the lack of a unified infrastructure, which makes it difficult to communicate with the corresponding remotely remote control objects.

Известно устройство для контроля и управления запорной трубопроводной арматурой (патент РФ №93459, МПК Е21В 47/00), характеризующееся тем, что оно содержит внешний источник электроэнергии, подключенный к блоку питания с накопителем энергии на аккумуляторной батарее, к которому подключены контроллер, взаимосвязанный с приемопередающим узлом для обмена информацией с диспетчерским центром, и электрогидропривод для управления запорной трубопроводной арматурой, причем блок питания с накопителем энергии на аккумуляторной батарее, контроллер и приемопередающий узел помещены в герметичный корпус, который погружен в грунт полностью или частично, а установленный на трубопроводе датчик параметров потока подключен к контроллеру, при этом электрогидропривод снабжен накопителем энергии на пневмоаккумуляторе.A device is known for monitoring and controlling shutoff valves (RF patent No. 93459, IPC ЕВВ 47/00), characterized in that it contains an external power source connected to a power supply unit with an energy storage battery, to which a controller is connected, interconnected with a transceiving unit for exchanging information with a dispatch center, and an electro-hydraulic actuator for controlling shutoff valves, the power supply unit with an energy storage battery, a controller, and riemoperedayuschy assembly placed in a sealed housing, which is immersed into the ground wholly or in part, and mounted on the pipe flow parameter sensor connected to the controller, wherein the energy storage elektrogidroprivod provided to accumulator.

Недостатком данного устройства является невозможность оперативного выявления утечки газа, нарушения целостности конструкции трубопровода, произведения измерение температуры газа, контроль коррозии арматуры, несанкционированного доступа.The disadvantage of this device is the impossibility of promptly detecting gas leaks, violating the integrity of the pipeline structure, measuring gas temperature, controlling corrosion of valves, unauthorized access.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство мониторинга состояния безопасности эксплуатации магистральных газопроводов (патент РФ №105360, МПК Е21 В 47/00), содержащее солнечную батарею, адаптер, блок питания с накоплением энергии на аккумуляторных батареях, контроллер сотовой связи, датчик контроля несанкционированного доступа, электрогидропривод, крановую задвижку, датчик измерения давления газа трубопровода до крановой задвижки, датчик измерения давления газа трубопровода после крановой задвижки, датчик измерения температуры газа до крановой задвижки, датчик измерения температуры газа после крановой задвижки.Closest to the claimed utility model is a device for monitoring the operational safety of gas pipelines (RF patent No. 1055360, IPC E21 B 47/00), containing a solar battery, adapter, power supply unit with energy storage on batteries, a cellular controller, an unauthorized control sensor access, electrohydraulic actuator, valve valve, sensor for measuring gas pressure of the pipeline before the valve valve, sensor for measuring gas pressure of the pipeline after the valve valve, measurement sensor gas temperature to the crane valves, measuring gas temperature sensor after the valve crane.

Недостатком данного устройства является невозможность контроля безопасности эксплуатации газопроводов, оперативного контроля положения крановой задвижки, перепада давления и температур в трубопроводе, выявления утечки газа, целостности конструкции трубопровода.The disadvantage of this device is the inability to control the safety of gas pipelines, the operational control of the position of the valve gate valve, differential pressure and temperature in the pipeline, the detection of gas leaks, the integrity of the pipeline structure.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в повышении безопасности эксплуатации газопроводов, расширении функциональных возможностей оперативного контроля положения крановой задвижки, перепада давления и температур в трубопроводе, выявления утечки газа, целостности конструкции трубопровода.The problem the utility model aims to solve is to increase the safety of gas pipelines, expand the functionality of the operational control of the position of the valve gate valve, differential pressure and temperature in the pipeline, detect gas leakage, and integrity of the pipeline design.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что устройство мониторинга крановых узлов газопроводов, содержит солнечную батарею, адаптер, блок питания с накоплением энергии на аккумуляторных батареях, контроллер сотовой связи, датчик контроля несанкционированного доступа, электрогидропривод, крановую задвижку, датчик измерения давления газа трубопровода до крановой задвижки, датчик измерения давления газа трубопровода после крановой задвижки, датчик измерения температуры газа до крановой задвижки, датчик измерения температуры газа после крановой задвижки, дополнительно введены усилитель электрогидропривода, датчик положения крановой задвижки, первый, второй, третий и четвертый блоки сравнения, первый и второй задатчики температуры, причем выход солнечной батареи через адаптер соединен с входом блока питания с накоплением энергии на аккумуляторных батареях, выходы которого соединены с контроллером сотовой связи и электрогидроприводом, входы контроллера сотовой связи соединены с выходами первого, второго, третьего и четвертого блоков сравнения, входы первого блока сравнения соединены с выходами датчика измерения давления газа в трубопроводе до крановой задвижки и датчика измерения давления газа в трубопроводе после крановой задвижки, входы второго блока сравнения соединены с выходами датчика положения крановой задвижки и электрогидропривода, входы третьего блока сравнения соединены с выходами датчика измерения температуры газа до крановой задвижки и первого задатчика температуры, входы четвертого блока сравнения соединены с выходами датчика измерения температуры газа после крановой задвижки и второго задатчика температуры, выход контроллера сотовой связи через усилитель электрогидропривода и электрогидропривод соединен со входом крановой задвижки, выход крановой задвижки соединен со входом датчика положения крановой задвижки, выход датчика контроля несанкционированного доступа соединен со входом контроллера сотовой связи.The specified technical result in the implementation of the utility model is achieved by the fact that the monitoring device of the crane assemblies of gas pipelines contains a solar battery, an adapter, a power supply unit with energy storage on batteries, a cellular communication controller, an unauthorized access control sensor, an electrohydraulic actuator, a valve valve, a gas pressure measurement sensor the pipeline to the valve gate, the gas pressure measuring sensor the pipeline after the valve gate, the gas temperature measuring sensor to the crane Izhki, a sensor for measuring the gas temperature after the valve gate, an additional electrohydrodrive amplifier, a valve valve position sensor, first, second, third and fourth comparison units, first and second temperature adjusters are introduced, and the output of the solar battery through the adapter is connected to the input of the power supply with energy storage on rechargeable batteries, the outputs of which are connected to the cellular controller and an electrohydraulic drive, the inputs of the cellular controller are connected to the outputs of the first, second, third and fourth addition of the comparison blocks, the inputs of the first comparison block are connected to the outputs of the sensor for measuring the gas pressure in the pipeline before the valve gate and the sensor for measuring the gas pressure in the pipeline after the valve gate, the inputs of the second comparison block are connected to the outputs of the valve position sensor of the valve and electrohydraulic drive, the inputs of the third comparison block are connected with the outputs of the sensor for measuring the gas temperature to the valve gate and the first temperature setter, the inputs of the fourth comparison unit are connected to the outputs of the sensor measured Ia gas temperature after the crane valve and second setpoint temperature, the cellular controller output through an amplifier and elektrogidroprivoda elektrogidroprivod connected to the inlet valve of the crane, the crane valve outlet connected to the inlet valve of the crane position sensor output monitoring unauthorized access detector coupled to an input cellular controller.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства мониторинга крановых узлов газопроводов.Figure 1 shows a diagram of the proposed device for monitoring crane nodes of gas pipelines.

Предлагаемое устройство мониторинга крановых узлов газопроводов, содержит внешний источник электроэнергии в виде солнечной батареи 1, который соединен через адаптер 2 со входом блока питания с накоплением энергии на аккумуляторных батареях 3, первый вход которого соединен с первым выходом контроллера сотовой связи 4 и второй выход которого соединен со входом электрогидропривода 6, второй, третий, четвертый, пятый, входы контроллера сотовой связи 4 соединены с выходами первого 14, второго 15, третьего 16, и четвертого 17 блоков сравнения, входы первого блока сравнения 14 соединены с выходами датчика измерения давления газа в трубопроводе до крановой задвижки 8 и датчика измерения давления газа в трубопроводе после крановой задвижки 9, входы второго блока сравнения 15 соединены с выходами датчика положения крановой задвижки 13 и первым выходом электрогидропривода 6, входы третьего блока сравнения 16 соединены с выходами датчика измерения температуры газа до крановой задвижки 10 и первого задатчика температуры 18, входы четвертого блока сравнения 17 соединены с выходами датчика измерения температуры газа после крановой задвижки 11 и второго задатчика температуры 19, выход контроллера сотовой связи 4 через усилитель электрогидропривода 12 и электрогидропривод 6 соединен со входом крановой задвижки 7, выход крановой задвижки 7 соединен со входом датчика положения крановой задвижки 13, выход датчика контроля несанкционированного доступа 5 соединен с шестым входом контроллера сотовой связи 4.The proposed monitoring device of crane nodes of gas pipelines, contains an external source of electricity in the form of a solar battery 1, which is connected through an adapter 2 to the input of the power supply unit with energy storage on batteries 3, the first input of which is connected to the first output of the cellular communication controller 4 and the second output of which is connected with the input of the electric actuator 6, the second, third, fourth, fifth, inputs of the cellular controller 4 are connected to the outputs of the first 14, second 15, third 16, and fourth 17 comparison blocks, inputs of the first comparison unit 14 are connected to the outputs of the sensor for measuring gas pressure in the pipeline to the valve gate 8 and the sensor for measuring gas pressure in the pipeline after the valve valve 9, the inputs of the second comparison unit 15 are connected to the outputs of the sensor of the position of the valve gate 13 and the first output of the electric actuator 6, the inputs of the third the comparison unit 16 is connected to the outputs of the gas temperature measuring sensor to the valve gate 10 and the first temperature setter 18, the inputs of the fourth comparison unit 17 are connected to the outputs of the sensor the temperature of the gas after the valve gate 11 and the second temperature adjuster 19, the output of the cellular controller 4 through an electric actuator 12 and the actuator 6 is connected to the input of the valve gate 7, the output of the valve gate 7 is connected to the input of the valve position sensor 13, the output of the unauthorized access control sensor 5 is connected to the sixth input of the cellular controller 4.

Устройство мониторинга крановых узлов газопроводов работает следующим образом.The monitoring device of the crane nodes of gas pipelines works as follows.

При работе в штатном режиме значения величин давления, измеряемые датчиком измерения давления газа трубопровода до крановой задвижки 8 и датчиком измерения давления газа трубопровода после крановой задвижки 9, отличаются незначительно, выходной сигнал рассогласования первого 14 блока сравнения незначителен, контроллер сотовой связи 4 сигнал передачи о превышении перепада давлений не формирует.During normal operation, the pressure values measured by the pipeline gas pressure measuring sensor before the valve gate 8 and the pipeline gas pressure measuring sensor after the valve gate 9 differ slightly, the output signal of the mismatch of the first 14 comparison unit is insignificant, the cellular communication controller 4 transmission signal is exceeded differential pressure does not form.

Также в штатном режиме температура газа, измеряемая датчиками измерения температуры газа до 10 и после крановой задвижки 11, не превышает значений, установленных первым 18 и вторым 19 задатчиками температуры, выходные сигналы рассогласования третьего 16 и четвертого 17 блоков сравнения не приводят к передаче аварийных сигналов через контроллер сотовой связи 4 на диспетчерский пункт (на фигуре не показан).Also in normal mode, the gas temperature, measured by gas temperature measuring sensors up to 10 and after the valve gate 11, does not exceed the values set by the first 18 and second 19 temperature controllers, the output signals of the mismatch of the third 16 and fourth 17 comparison units do not lead to the transmission of alarms through a cellular communication controller 4 at a control room (not shown in the figure).

В штатном режиме значения положения крановой задвижки 7, снимаемые с электрогидропривода 6 и датчика положения крановой задвижки 13 близки, выходной сигнал рассогласования второго 15 блока сравнения не приводит к передаче аварийных сигналов через контроллер сотовой связи 4.In the normal mode, the values of the position of the valve gate 7, taken from the electric actuator 6 and the position sensor of the valve gate 13 are close, the output signal of the mismatch of the second 15 of the comparison unit does not transmit alarms through the cellular controller 4.

Управление положением крановой задвижки 7 производится дистанционно от контроллера сотовой связи 4 через усилитель электрогидропривода 12 и электрогидропривод 6. Автономное питание производится посредством солнечной батареи 1, адаптера 2, блока питания с накоплением энергии на аккумуляторных батареях 3.The position of the valve gate valve 7 is controlled remotely from the cellular communication controller 4 through an electrohydraulic drive amplifier 12 and an electrohydraulic actuator 6. Autonomous power is supplied by means of a solar battery 1, adapter 2, and a power supply unit with energy storage on batteries 3.

В случае несанкционированного доступа датчик контроля несанкционированного доступа 5 вырабатывает аварийный сигнал, который через контроллер сотовой связи 4 передается в реальном времени на диспетчерский пункт.In the case of unauthorized access, the unauthorized access control sensor 5 generates an alarm signal, which is transmitted in real time to the control center via the cellular communication controller 4.

При возникновении значительного перепада давлений, измеряемых датчиком измерения давления газа трубопровода до крановой задвижки 8 и после крановой задвижки 9, формируется выходной сигнал рассогласования первого 14 блока сравнения, который через контроллер сотовой связи 4 передает аварийный сигнал о превышении допустимого значения перепада давлений.When a significant pressure drop occurs, measured by the sensor for measuring the gas pressure of the pipeline to the valve gate 8 and after the valve gate 9, an output mismatch signal of the first 14 comparison unit is generated, which, through the cellular communication controller 4, transmits an alarm signal about the excess of the permissible differential pressure value.

При превышении температуры газа, измеряемой датчиками измерения температуры газа до 10 и после крановой задвижки 11, допустимых значений, установленных первым 18 и вторым 19 задатчиками температуры, выходные сигналы рассогласования третьего 16 и четвертого 17 блоков сравнения формируют аварийные сигналы, которые через контроллер сотовой связи 4 передаются на диспетчерский пункт.When the gas temperature, measured by gas temperature sensors up to 10 and after the valve gate 11, exceeds the permissible values set by the first 18 and second 19 temperature controllers, the output signals of the mismatch of the third 16 and fourth 17 comparison units generate alarms, which through the cellular communication controller 4 transmitted to the control room.

В случае несанкционированного изменения положения крановой задвижке 7, значения сигналов электрогидропривода 6 и датчика положения крановой задвижки 13 значительно различаются, на втором 15 блоке сравнения формируется сигнал рассогласования, который приводит к передаче аварийных сигналов через контроллер сотовой связи 4 на диспетчерский пункт.In the case of unauthorized changes in the position of the valve gate valve 7, the values of the signals of the electrohydraulic actuator 6 and the position sensor of the valve gate valve 13 differ significantly, a mismatch signal is generated on the second 15 comparison unit, which leads to the transmission of alarms through the cellular controller 4 to the control room.

Такое техническое решение позволяет повысить безопасность эксплуатации газопровода, расширить функциональные возможности контроля удаленных объектов путем оперативного контроля положения крановой задвижки, перепада давления и температур в трубопроводе, выявления утечки газа, целостности конструкции трубопровода.Such a technical solution makes it possible to increase the safety of the operation of the gas pipeline, to expand the functionality of monitoring remote objects by monitoring the position of the valve gate valve, differential pressure and temperature in the pipeline, detecting gas leakage, and integrity of the pipeline structure.

Claims

Monitoring device for crane assemblies of gas pipelines containing a solar battery, an adapter, a power supply unit with energy storage on batteries, a cellular communication controller, an unauthorized access control sensor, an electrohydraulic actuator, a valve valve, a sensor for measuring gas pressure of a pipeline before a valve valve, a sensor for measuring gas pressure of a pipeline after valve valve, a sensor for measuring the temperature of the gas before the valve valve, a sensor for measuring the temperature of the gas after the valve valve, characterized in that an electrohydrodrive amplifier, a valve valve position sensor, first, second, third and fourth comparison units, first and second temperature controllers, the output of the solar battery through an adapter connected to the input of the power supply unit with energy storage on batteries, the first output of which is connected with the first input of the cellular controller and the second output of which is connected to the input of the electrohydrodrive, the second, third, fourth, fifth inputs of the cellular controller are connected to the outputs of of the first, second, third and fourth comparison blocks, the inputs of the first comparison block are connected to the outputs of the gas pressure measuring sensor in the pipeline to the valve gate and the gas pressure measuring sensor in the pipeline after the valve gate, the inputs of the second comparison block are connected to the outputs of the valve gate position sensor and the first the output of the electrohydraulic actuator, the inputs of the third comparison unit are connected to the outputs of the gas temperature measuring sensor to the valve valve and the first temperature setter, the inputs of the fourth block and comparisons are connected to the outputs of the gas temperature measuring sensor after the valve gate and the second temperature adjuster, the output of the cellular communication controller is connected to the input of the valve gate through the electrohydrodrive and the electric drive, the output of the gate valve is connected to the input of the valve position sensor, the output of the unauthorized access control sensor is connected to the sixth input of the cellular controller.