RU2534397C2 - System for pipeline operation mode monitoring and regulation - Google Patents
System for pipeline operation mode monitoring and regulation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2534397C2 RU2534397C2 RU2012156632/06A RU2012156632A RU2534397C2 RU 2534397 C2 RU2534397 C2 RU 2534397C2 RU 2012156632/06 A RU2012156632/06 A RU 2012156632/06A RU 2012156632 A RU2012156632 A RU 2012156632A RU 2534397 C2 RU2534397 C2 RU 2534397C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microprocessor controller
- pipeline
- node
- parameters
- vortex tube
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для автоматического контроля технологического процесса транспортировки жидкости и газа, например для контроля и управления блоком электроприводных задвижек на участках нефтепроводов, газопроводов, водоводов, расположенных в труднодоступной местности.The invention relates to pipeline transport and can be used for automatic control of the technological process of transporting liquid and gas, for example, for monitoring and controlling a block of electric drive valves in sections of oil pipelines, gas pipelines, water pipelines located in hard-to-reach areas.
Известен магистральный трубопровод, содержащий установленные на трассе трубопровода задвижки с приводами, разделяющие трассу на отдельные участки, на каждом из которых установлены датчики, причем контакты реле датчиков расхода и давления включены последовательно в электрическую цепь, при этом электрическая цепь выработки сигнала управления для каждого участка связана с приводом задвижки, расположенной на входе участка (а.с. №1651015, F17D 5/02, приоритет от 27.03.80 г., оп. 23.05.91 г., бюл. №19).A well-known main pipeline containing valves located on the pipeline route with actuators dividing the route into separate sections, each of which has sensors installed, moreover, the relay contacts of the flow and pressure sensors are connected in series with the electric circuit, while the electric circuit for generating a control signal for each section is connected with a valve actuator located at the entrance to the site (AS No. 1651015, F17D 5/02, priority date 27.03.80, op. 23.05.91 city, Bulletin No. 19).
Недостатком указанного технического решения является его невысокая надежность работы.The disadvantage of this technical solution is its low reliability.
Известна система контроля и регулирования режима работы трубопровода, содержащая узел средств измерений, приемно-передающую аппаратуру, источник питания и центральный диспетчерский пункт с записывающим устройством (пат. №1839706, F17D 5/00, приоритет от 24.12.90 г., оп. 30.12.93 г., бюл. №48-47).A known system for monitoring and regulating the operating mode of the pipeline, containing the node measuring instruments, transmitting and receiving equipment, a power source and a central control center with a recording device (US Pat. No. 1839706, F17D 5/00, priority from 12.24.90, op. 30.12 .93 g., Bulletin No. 48-47).
Недостатком указанной системы является ее невысокая надежность работы.The disadvantage of this system is its low reliability.
Известна система контроля и регулирования режима работы трубопровода, которая содержит узел средств измерений, приемно-передающую аппаратуру, источник питания и центральный диспетчерский пункт с записывающим устройством, узел электроприводных задвижек, микропроцессорный контроллер, выход которого подключен к входу узла электроприводных задвижек, а в качестве источника питания используют автономный комбинированный источник питания (пат. №2304740 F17D 5/00, приоритет от 06.04.2005 г.).A known system for monitoring and regulating the operating mode of the pipeline, which contains a node of measuring instruments, transmitting and receiving equipment, a power source and a central control room with a recording device, a unit of electric drive valves, a microprocessor controller, the output of which is connected to the input of the node of electric drive valves, and as a source Foods use an autonomous combined power source (US Pat. No. 2304740 F17D 5/00, priority dated April 6, 2005).
Недостатком указанной системы является также ее невысокая надежность работы, обусловленная, в том числе, применением комбинированного источника питания с дизель-генератором, и, кроме того, система предполагает частое нахождение при ней обслуживающего персонала.The disadvantage of this system is also its low reliability, due, inter alia, to the use of a combined power source with a diesel generator, and, in addition, the system involves frequent presence of maintenance personnel.
Предлагаемая система контроля и регулирования режима работы трубопровода лишена приведенных выше недостатков и позволяет, не требуя больших материальных и человеческих затрат, повысить безопасность эксплуатации трубопровода, предотвратить аварийные ситуации на нем, повысить достоверность контроля, экологичность и эффективность управления.The proposed system for monitoring and regulating the operating mode of the pipeline is devoid of the above disadvantages and allows, without requiring large material and human costs, to increase the safety of the operation of the pipeline, prevent emergency situations on it, increase the reliability of control, environmental friendliness and management efficiency.
Поставленная цель достигается тем, что система для контроля и регулирования режима работы трубопровода содержит узел средств измерений, приемно-передающую аппаратуру (радиомодем), автономный комбинированный источник питания и центральный диспетчерский пункт с записывающим устройством, узел электроприводных задвижек, микропроцессорный контроллер, выход которого подключен к входу узла электроприводных задвижек.This goal is achieved by the fact that the system for monitoring and regulating the operating mode of the pipeline contains a node of measuring instruments, transmitting and receiving equipment (radio modem), an autonomous combined power source and a central control center with a recording device, a node of electric drive valves, a microprocessor controller, the output of which is connected to the input of the electric gate valve assembly.
Причем записывающее устройство представляет собой микроконтроллер с программным обеспечением, а в качестве датчика измеряемых параметров используют датчик давления, датчик температуры, датчик расхода и автономный комбинированный источник питания, который представляет собой сочетание химического, вихревого и термоэлектрического источников.Moreover, the recording device is a microcontroller with software, and a pressure sensor, a temperature sensor, a flow sensor, and an autonomous combined power source, which is a combination of chemical, vortex, and thermoelectric sources, are used as a sensor of measured parameters.
При этом выделение аварийных отклонений параметров в микропроцессорном контроллере осуществляют посредством программного обеспечения; прием и передачу информации о параметрах системы осуществляют с помощью радиомодема, а обработку информации о параметрах системы осуществляют путем сравнения измеряемых параметров с предельными значениями этих параметров с помощью программного обеспечения.In this case, the allocation of emergency deviations of parameters in the microprocessor controller is carried out using software; reception and transmission of information about system parameters is carried out using a radio modem, and information about system parameters is processed by comparing the measured parameters with the limiting values of these parameters using software.
На фиг.1 представлена схема системы для контроля и регулирования режима работы трубопровода.Figure 1 presents a diagram of a system for monitoring and regulating the operating mode of the pipeline.
Система для контроля и регулирования режима работы трубопровода (далее по тексту - система) содержит защитный кожух 1 в виде блок-бокса контейнерного типа, аккумуляторную часть автономного комбинированного источника питания 2, узел средств измерений 3, узел электроприводных задвижек 4, микропроцессорный контроллер 5 с программным обеспечением, приемно-передающую аппаратуру 6, которая представляет собой радиомодем, и центральный диспетчерский пункт 7.The system for monitoring and regulating the operating mode of the pipeline (hereinafter referred to as the system) contains a protective casing 1 in the form of a container-type block box, an accumulator part of an autonomous combined power source 2, a measuring instrument assembly 3, an electric actuator valve assembly 4, a microprocessor controller 5 with software software, transmitting and receiving equipment 6, which is a radio modem, and the central control room 7.
Защитный кожух 1 - блок-бокс контейнерного типа - выполнен в виде прочного корпуса, в котором размещены микропроцессорный контроллер 5, узел средств измерений 3, система поддержания микроклимата 8, представляющая собой обогреватель или несколько обогревателей, система безопасности 9, включающая систему пожарной безопасности и систему контроля несанкционированного доступа в виде замкнутой электрической цепи, работающей на разрыв, радиомодем 6 и аккумуляторная часть автономного комбинированного источника питания 2.The protective casing 1 — a container-type block box — is made in the form of a durable case in which a microprocessor controller 5, a measuring unit 3, a microclimate maintenance system 8, which is a heater or several heaters, a security system 9, including a fire safety system and a system are placed unauthorized access control in the form of a closed electrical circuit operating in discontinuity, a radio modem 6 and the battery part of an autonomous combined power supply 2.
Внутри трубопровода, например на его внутренней стенке, перед узлом электроприводных задвижек 4 смонтирована вихревая трубка 11 с термоэлектрическим преобразователем, выход которой через электропружинный клапан 12 соединен с окружающей средой, причем электропружинный клапан 12 предварительно регулируется таким образом, что он срабатывает автономно (то есть, открывается) при снижении давления в трубопроводе на 7…10% ниже номинального, либо принудительно по сигналу микропроцессорного контроллера 5, включая при этом по его управляющему сигналу вихревую трубку с термоэлектрическим преобразователем 11, а выход вихревой трубки с термоэлектрическим преобразователем 11 соединен с узлом средств измерений 3.A vortex tube 11 with a thermoelectric converter is mounted inside the pipeline, for example, on its inner wall, in front of the electric gate valve assembly 4, the output of which is connected through the electro-spring valve 12 to the environment, and the electro-spring valve 12 is pre-regulated so that it operates autonomously (i.e., opens) when the pressure in the pipeline decreases by 7 ... 10% below the nominal, or forced by the signal of the microprocessor controller 5, including at the same time by its control signal lu vortex tube with a thermoelectric converter 11 and the output of the vortex tube with a thermoelectric converter 11 is coupled to node 3 measuring means.
Также поясним, что возникающий при этом вихревой эффект (эффект Ранка-Хилша) реализуется за счет перепада давления газа и заключается в снижении температуры центральных слоев закрученного потока и нагреве периферийных слоев. Отметим, что вихревая трубка характеризуется предельной простотой и надежностью в работе, поскольку она не имеют движущихся частей. Основными элементами вихревой трубки (ВТ) являются вихревая камера с тангенциальным сопловым вводом, диафрагма, примыкающая к камере, и вентиль на горячем конце трубы для обеспечения необходимого соотношения потоков. Аппарат работает следующим образом: сжатый газ, расширяясь в сопле, разгоняется до скорости звука и интенсивно закручивается. При этом в рабочем объеме ВТ формируется высокоскоростной вихревой поток, в котором и возникает эффект Ранка-Хилша. Внутренние - охлажденные - слои газа отводятся через диафрагму в виде холодного потока, а периферийные - нагретые - в виде горячего потока. Возникающая при этом разность температур достигает 200°С градусов и более.We also explain that the vortex effect that arises in this case (Rank-Hills effect) is realized due to the gas pressure drop and consists in lowering the temperature of the central layers of the swirling flow and heating of the peripheral layers. Note that the vortex tube is characterized by extreme simplicity and reliability in operation, since it does not have moving parts. The main elements of a vortex tube (VT) are a vortex chamber with a tangential nozzle inlet, a diaphragm adjacent to the chamber, and a valve at the hot end of the tube to provide the necessary flow ratio. The device works as follows: compressed gas, expanding in the nozzle, accelerates to the speed of sound and intensively twists. In this case, a high-speed vortex flow is formed in the working volume of the VT, in which the Rank-Hills effect arises. The internal - cooled - gas layers are discharged through the diaphragm in the form of a cold stream, and the peripheral - heated - in the form of a hot stream. The resulting temperature difference reaches 200 ° C degrees or more.
Для выработки электрического тока при работе ВТ могут быть использованы, например, классические термоэлектрические преобразователи на основе эффекта Зеебека, широко применяемые на практике, либо преобразователи на основе нового физического явления, заключающегося в возникновении спонтанной генерации электрического напряжения образцом материала при его равномерном нагреве. В основе эффекта лежит коллективный процесс изменения валентности ионов редкоземельного металла (Sm-самария), сопровождающийся скачкообразным увеличением количества свободных электронов и обеспечивающий коэффициент полезного действия порядка 45%, что превосходит лучшие образцы классических термоэлектрических преобразователей в 3...4 раза.To generate electric current during VT operation, for example, classical thermoelectric transducers based on the Seebeck effect, widely used in practice, or transducers based on a new physical phenomenon consisting in the occurrence of spontaneous generation of electrical voltage by a material sample when it is uniformly heated, can be used. The effect is based on the collective process of changing the valency of rare-earth metal ions (Sm-samarium), which is accompanied by an abrupt increase in the number of free electrons and provides a coefficient of efficiency of about 45%, which exceeds the best samples of classical thermoelectric converters by 3 ... 4 times.
Указанные термопреобразователи на основе преобразующего элемента из монокристаллического либо поликристаллического сульфида самария SmS, легированного донорными примесями, обладают полной автономностью, высокой надежностью, простотой эксплуатации и конструкции, долговечностью, малогабаритностью, высокими энерговесовыми характеристиками и технологичностью в производстве. Полученный таким образом электрический ток используется после преобразования далее для привода узла электроприводных задвижек 4 и подзарядки химических источников тока 2.These thermal converters based on a converting element from single-crystal or polycrystalline samarium sulfide SmS doped with donor impurities have full autonomy, high reliability, ease of operation and design, durability, small size, high energy-weight characteristics and manufacturability in production. The electric current obtained in this way is used after conversion to further drive the electric actuator gate valve assembly 4 and recharge the chemical current sources 2.
Микропроцессорный контроллер 5 соединен с узлом средств измерений 3 и узлом электроприводных задвижек 4, установленными на контролируемом участке трубопровода. Причем выход микропроцессорного контроллера 5 подключен к входу узла электроприводных задвижек 4.The microprocessor controller 5 is connected to the node of the measuring instruments 3 and the node of the electric drive valves 4 installed on the controlled section of the pipeline. Moreover, the output of the microprocessor controller 5 is connected to the input of the electric gate valve assembly 4.
Кроме того, микропроцессорный контроллер 5 соединен с узлом средств измерений 3, системой безопасности 9, системой поддержания микроклимата 8, радиомодемом 6 и аккумуляторной частью автономного комбинированного источника питания 2, расположенными внутри защитного кожуха 1.In addition, the microprocessor controller 5 is connected to the node of the measuring instruments 3, the security system 9, the climate control system 8, the radio modem 6 and the battery part of the independent combined power supply 2 located inside the protective casing 1.
Микропроцессорный контроллер 5 осуществляет управление узлами и оборудованием, расположенными как внутри защитного кожуха, так и на контролируемом участке трубопровода, посредством программного обеспечения, а для реализации заданных ему функций имеет необходимые входы и выходы.The microprocessor controller 5 controls the nodes and equipment located both inside the protective casing and on the controlled section of the pipeline, using software, and for the implementation of the functions assigned to it, it has the necessary inputs and outputs.
Поэтому сбор информации о технологических параметрах системы, ее обработку и выработку управляющего сигнала на исполнительные механизмы (аккумуляторная часть автономного комбинированного источника питания 2 и узел электроприводных задвижек 4) производят в микропроцессорном контроллере 5.Therefore, the collection of information about the technological parameters of the system, its processing and the generation of a control signal to the actuators (the battery part of the autonomous combined power supply 2 and the electric drive valve assembly 4) is carried out in the microprocessor controller 5.
Информационная связь (прием и передача информации) между микропроцессорным контроллером 5 и центральным диспетчерским пунктом 7 осуществляется посредством радиомодема 6, а связь между остальными узлами и оборудованием - по проводной - кабельной линии связи.Information communication (reception and transmission of information) between the microprocessor controller 5 and the central control room 7 is carried out by means of a radio modem 6, and communication between the other nodes and equipment is carried out via a wired cable communication line.
Узел средств измерений 3 состоит из первичных средств измерений, представляющих собой датчик или несколько датчиков, преобразователя сигнала и установлен как внутри защитного кожуха 1, так и на контролируемом участке трубопровода. Выход узла средств измерений 3 соединен с входом микропроцессорного контроллера 5.The node of measuring instruments 3 consists of primary measuring instruments, which are a sensor or several sensors, a signal transducer and is installed both inside the protective casing 1 and in a controlled section of the pipeline. The output of the node measuring instruments 3 is connected to the input of the microprocessor controller 5.
В частности, могут быть использованы датчики температуры среды размещения оборудования и/или узлов, давления транспортируемой среды, ее температуры и расхода и другие.In particular, temperature sensors can be used for the medium of equipment and / or components, the pressure of the transported medium, its temperature and flow rate, and others.
По показаниям датчика или нескольких датчиков осуществляют контроль за состоянием транспортной системы (трубопровода и протекающей в нем среды), защитного кожуха 1, узлов и оборудования, расположенного внутри него.According to the testimony of a sensor or several sensors, they monitor the state of the transport system (pipeline and the medium flowing through it), the protective casing 1, components and equipment located inside it.
Таким образом, в качестве информации о параметрах системы используют данные контроля за состоянием самого трубопровода, протекающей в нем среды, защитного кожуха 1, узлов и оборудования, расположенного как внутри него, так и на контролируемом участке трубопровода, например контроль за целостностью защитного кожуха 1, трубопровода, за давлением протекающей в нем среды.Thus, as information about the parameters of the system, data are used to monitor the state of the pipeline itself, the medium flowing in it, the protective casing 1, components and equipment located both inside it, and on the controlled section of the pipeline, for example, monitoring the integrity of the protective casing 1, pipeline, for the pressure of the medium flowing in it.
Преобразователь сигнала представляет собой источники питания первичных средств измерений и электронные блоки нормирования - преобразования нестандартных сигналов, поступающих с первичных средств измерений, в унифицированные сигналы.The signal converter represents the power sources of the primary measuring instruments and electronic regulation units - converting non-standard signals coming from the primary measuring instruments into unified signals.
Аккумуляторная часть автономного комбинированного источника питания 2 является частью комбинированного источника питания, который представляет собой сочетание химического (аккумуляторные батареи), вихревого и термоэлектрического источников, то есть вихревой трубки с термоэлектрическим преобразователем 11.The battery part of the autonomous combined power source 2 is part of a combined power source, which is a combination of chemical (rechargeable batteries), vortex and thermoelectric sources, that is, a vortex tube with thermoelectric transducer 11.
При этом постоянно подключенными к аккумуляторной части автономного комбинированного источника питания 2 остаются узел средств измерений 3, радиомодем 6 и микропроцессорный контроллер 5.At the same time, the node of measuring instruments 3, the radio modem 6 and the microprocessor controller 5 remain permanently connected to the battery part of the autonomous combined power source 2.
Электропитание системы поддержания микроклимата 8 всегда осуществляется от аккумуляторной части автономного комбинированного источника питания 2, а электропитание узла электроприводных задвижек 4 при резком понижении давления в трубопроводе и подзарядка аккумуляторной части автономного комбинированного источника питания осуществляются от вихревого и термоэлектрического источников, то есть вихревой трубки с термоэлектрическим преобразователем 11, которые включаются при автономном срабатывании электропружинного клапана 12 при резком понижении давления в трубопроводе либо при принудительном срабатывании электропружинного клапана 12 по управляющему сигналу микропроцессорного контроллера 5.The power supply of the microclimate maintenance system 8 is always provided from the battery part of the autonomous combined power source 2, and the power of the electric gate valve unit 4 with a sharp decrease in pressure in the pipeline and the battery part of the autonomous combined power source are charged from the vortex and thermoelectric sources, i.e., a vortex tube with a thermoelectric converter 11, which are turned on when the autonomous actuation of the electro-spring valve 12 when cutting ohm pressure reduction in the pipeline or during forced operation of the electro-spring valve 12 by the control signal of the microprocessor controller 5.
Центральный диспетчерский пункт 7 включает в себя приемно-передающую аппаратуру 6, которая представляет собой радиомодем, и записывающее устройство 10 в виде микроконтроллера с программным обеспечением, с помощью которых осуществляет прием и передачу информации, запись данных и контроль обработанной информации о параметрах, поступающей с микропроцессорного контроллера 5.The central control room 7 includes a transmitting and receiving equipment 6, which is a radio modem, and a recording device 10 in the form of a microcontroller with software, with the help of which it receives and transmits information, records data and monitors the processed information about the parameters coming from the microprocessor controller 5.
Предлагаемая система для контроля и регулирования режима работы трубопровода функционирует следующим образом.The proposed system for monitoring and regulating the operation of the pipeline operates as follows.
Защитный кожух 1 располагают вблизи контролируемого участка трубопровода.The protective casing 1 is located near the controlled section of the pipeline.
Во время работы транспортной системы узел электроприводных задвижек 4 открыт и датчиками узла средств измерений 3 измеряются сигналы технологических параметров, например давления, температуры, расхода в текущем рабочем режиме.During the operation of the transport system, the electric valve shutter assembly 4 is open and the sensors of the measuring instrument assembly 3 measure the signals of technological parameters, for example pressure, temperature, flow rate in the current operating mode.
В процессе транспортирования текущей среды (нефти, газа) по трубопроводу осуществляют сбор информации о параметрах транспортной системы, то есть контролируемая информация о технологических параметрах транспортной системы передается от узла средств измерений 3 (с датчика или датчиков через преобразователь сигнала) в микропроцессорный контроллер 5 для ее обработки с помощью программного обеспечения.In the process of transporting the current medium (oil, gas) through the pipeline, information is collected on the parameters of the transport system, that is, controlled information on the technological parameters of the transport system is transmitted from the node of measuring instruments 3 (from the sensor or sensors through the signal converter) to the microprocessor controller 5 for it processing using software.
При этом обработку информации о параметрах транспортной системы осуществляют в микропроцессорном контроллере 5 с выделением аварийных отклонений параметров с помощью программного обеспечения.In this case, the processing of information about the parameters of the transport system is carried out in the microprocessor controller 5 with the allocation of emergency deviations of the parameters using software.
Одновременно с процессом обработки технологических параметров транспортной системы микропроцессорным контроллером 5 осуществляется и процесс обработки технологических параметров защитного кожуха 1, узлов и вспомогательного оборудования, например целостности защитного кожуха 1, пожарной безопасности и температурного режима внутри него. Для этого посредством датчиков узла средств измерений 3, установленных внутри защитного кожуха 1, осуществляется сбор информации о контролируемых технологических параметрах, таких как температуры внутри защитного кожуха 1, уровня заряда аккумуляторных батарей - аккумуляторной части автономного комбинированного источника питания 2, которая поступает в микропроцессорный контроллер 5 для ее обработки с помощью программного обеспечения.Simultaneously with the process of processing the technological parameters of the transport system by the microprocessor controller 5, the process of processing the technological parameters of the protective casing 1, components and auxiliary equipment, for example, the integrity of the protective casing 1, fire safety and temperature conditions inside it, is also being carried out. To this end, by means of sensors of the measuring instrument assembly 3 installed inside the protective casing 1, information is collected on controlled technological parameters, such as the temperature inside the protective casing 1, the battery charge level — the battery part of the autonomous combined power source 2, which enters the microprocessor controller 5 for processing it using software.
Вся информация, полученная микропроцессорным контроллером 5 в процессе сбора информации о параметрах системы, им же и обрабатывается, то есть сравниваются измеряемые параметры с предельными значениями этих технологических параметров. При этом предельные значения заранее занесены в память микропроцессорного контроллера 5 с центрального диспетчерского пункта 7. Кроме этого, в файле текущих или аварийных ситуаций фиксируется, то есть записывается и запоминается, как само значение контролируемого технологического параметра, так и время события, и далее передается на центральный диспетчерский пункт 7 в виде регламентных сообщений, например «параметры в норме», где принятая информация о параметрах системы также записывается, запоминается и осуществляется контроль за обработанной микропроцессорным контроллером 5 информацией о параметрах системы.All information received by the microprocessor controller 5 in the process of collecting information about the system parameters is processed by it, that is, the measured parameters are compared with the limit values of these technological parameters. In this case, the limit values are stored in advance in the memory of the microprocessor controller 5 from the central control station 7. In addition, the current or emergency situations file is recorded, that is, it records and remembers both the value of the controlled technological parameter and the time of the event, and then passes to central control room 7 in the form of routine messages, for example, “parameters are normal”, where the received information about the system parameters is also recorded, memorized and monitored IISc microprocessor controller 5, information about the system parameters.
Процесс сравнивания значений контролируемых технологических параметров с его предельными значениями микропроцессорным контроллером 5 осуществляется для каждого измеренного значения технологического параметра в отдельности.The process of comparing the values of the controlled technological parameters with its limit values by the microprocessor controller 5 is carried out for each measured value of the technological parameter separately.
В результате сравнения в микропроцессорном контроллере 5 формируется - вырабатывается сигнал на исполнительные механизмы, который управляет ими, то есть управляющий сигнал.As a result of the comparison, a signal is generated in the microprocessor controller 5 - a signal is generated for the actuators that controls them, that is, a control signal.
В качестве исполнительных механизмов используют:As actuators use:
узел электроприводных задвижек 4 (опустить/поднять);electric actuator gate valve assembly 4 (lower / raise);
аккумуляторную часть автономного комбинированного источника питания 2 с электропружинным клапаном 12 (включение вихревой трубки с термоэлектрическим источником 11, зарядка аккумуляторной части автономного комбинированного источника питания);the battery part of the stand-alone combined power source 2 with an electro-spring valve 12 (turning on the vortex tube with a thermoelectric source 11, charging the battery part of the stand-alone combined power source);
систему поддержания микроклимата (включить/выключить).climate control system (on / off).
Например, отслеживая состояние аккумуляторной части автономного комбинированного источника питания 2, микропроцессорный контроллер 5 управляет их зарядкой посредством выработки управляющего сигнала на электропружинный клапан 12 для его принудительного срабатывания для включения вихревой трубки с термоэлектрическим источником 11 для подзарядки химического источника питания 2, а при значении параметра температуры внутри защитного кожуха 1 ниже заданного микропроцессорный контроллер 5 вырабатывает управляющий сигнал на электропружинный клапан 12, после которого запускается вихревая трубка с термоэлектрическим источником 11. При достижении заданного значения контролируемого параметра температуры микропроцессорный контроллер 5 снова вырабатывает управляющий сигнал и вихревая трубка с термоэлектрическим преобразователем 11 выключается.For example, by monitoring the state of the battery part of an autonomous combined power source 2, the microprocessor controller 5 controls their charging by generating a control signal to the electro-spring valve 12 to force it to turn on a vortex tube with a thermoelectric source 11 to recharge the chemical power source 2, and when the temperature parameter value inside the protective casing 1 below a given microprocessor controller 5 generates a control signal to the electric spring the second valve 12, after which the vortex tube with the thermoelectric source 11 starts. When the set value of the controlled temperature parameter is reached, the microprocessor controller 5 again generates a control signal and the vortex tube with the thermoelectric converter 11 turns off.
Кроме этого, постоянно под контролем программного обеспечения микропроцессорного контроллера 5 находится система безопасности 9 защитного кожуха 1. В случае выхода контролируемых параметров за заданную предельную величину значений микропроцессорный контроллер 5 вырабатывает соответствующий управляющий сигнал на исполнительный механизм, например на автономный комбинированный источник питания 2, и отключает силовые цепи в защитном кожухе 1. Также микропроцессорный контроллер 5 обеспечивает несколько уровней защиты от ложного срабатывания узла электроприводных задвижек 4. При выявлении в процессе сравнения значений технологических параметров отклонений от заданного предельного значения эта аварийная информация также фиксируется программным обеспечением микропроцессорного контроллера 5, как само значение, так и время события, и передается на центральный диспетчерский пункт 7, в том числе и в виде запроса для определения контролируемой ситуации.In addition, the security system 9 of the protective casing 1 is constantly monitored by the software of the microprocessor controller 5. If the monitored parameters exceed the specified limit value, the microprocessor controller 5 generates a corresponding control signal to the actuator, for example, to an autonomous combined power supply 2, and turns off power circuits in the protective casing 1. Also, the microprocessor controller 5 provides several levels of protection against false alarms of the electric gate valve assembly 4. If during the comparison process the values of the technological parameters deviate from the set limit value, this emergency information is also recorded by the microprocessor controller 5 software, both the value itself and the time of the event, and transmitted to the central control room 7, including and in the form of a request to determine the controlled situation.
Вся собранная микропроцессорным контроллером 5 информация о параметрах системы с датчиков 3 формируется для передачи на центральный диспетчерский пункт 7, согласно протоколу обмена, в виде файла для передачи информации о состоянии как внутри защитного кожуха 1, так и самого трубопровода и текущей в нем среды. Передача информации о параметрах системы с микропроцессорного контроллера 5 и прием ее на центральном диспетчерском пункте 7 осуществляется как в обычном текущем режиме (в защитном кожухе 1 и в транспортной системе), так и в виде запроса для получения подтверждения аварийной ситуации в транспортной системе. Кроме того, запрос для получения подтверждения аварийной ситуации или для уточнения полученной информации может поступать как с центрального диспетчерского пункта 7 на микропроцессорный контроллер 5, так и наоборот.All information collected by the microprocessor controller 5 on the system parameters from the sensors 3 is generated for transmission to the central control room 7, according to the exchange protocol, in the form of a file for transmitting status information both inside the protective casing 1, and the pipeline itself and the current environment in it. Information on the system parameters is transmitted from the microprocessor controller 5 and received at the central control room 7 both in the usual current mode (in the protective cover 1 and in the transport system), and in the form of a request for receiving confirmation of an emergency in the transport system. In addition, a request to obtain confirmation of an emergency situation or to clarify the information received may come from the central control room 7 to the microprocessor controller 5, and vice versa.
Обмен (прием-передача) информацией о параметрах системы между микропроцессорным контроллером 5 и центральным диспетчерским пунктом 7 осуществляется по команде управляющего сигнала с микропроцессорного контроллера 5 в виде, например, передачи аварийных сообщений, регламентного сообщения «параметры в норме» и так далее. После получения микропроцессорным контроллером 5 с центрального диспетчерского пункта 7 подтверждения аварийной ситуации в транспортной системе и разрешения на управление узлом электроприводных задвижек 4 осуществляется выработка управляющего сигнала с микропроцессорного контроллера 5 на узел электроприводных задвижек 4, который под воздействием этого управляющего сигнала закрывается, тем самым перекрывая контролируемый участок трубопровода. Причем при резком понижении давления в трубопроводе электропружинный клапан 12 срабатывает автономно и при этом включается вихревая трубка с термоэлектрическим преобразователем 11, включающим далее узел электроприводных задвижек 4.The exchange (reception-transmission) of information about the system’s parameters between the microprocessor controller 5 and the central control room 7 is carried out by command of a control signal from the microprocessor controller 5 in the form, for example, of sending alarm messages, the routine message “parameters are normal” and so on. After the microprocessor controller 5 receives from the central control room 7 an emergency confirmation in the transport system and permission to control the electric valve unit 4, a control signal is generated from the microprocessor controller 5 to the electric valve unit 4, which closes under the influence of this control signal, thereby blocking the monitored pipeline section. Moreover, with a sharp decrease in pressure in the pipeline, the electro-spring valve 12 operates independently and at the same time the vortex tube with the thermoelectric converter 11 is turned on, further including the electric actuator valve assembly 4.
Независимо от этого в случае подтверждения аварийной ситуации в транспортной системе (пока давление в трубопроводе не успело упасть) в короткий срок (3…8 минут) дистанционно перекрывается узел электроприводных задвижек 4 контролируемого участка трубопровода с помощью управляющего сигнала с микропроцессорного контроллера 5. Благодаря этому предотвращаются длительные утечки нефти, газа из трубопровода, которые могут привести к аварии, значительным экономическим потерям и загрязнению окружающей среды (переходы нефтепроводов через водные преграды, при расположении нефтепроводов рядом с лесными массивами и так далее).Regardless of this, if an emergency in the transport system is confirmed (until the pressure in the pipeline has time to drop) in a short time (3 ... 8 minutes), the electric gate valve assembly 4 of the controlled section of the pipeline is remotely blocked by a control signal from the microprocessor controller 5. This prevents long-term leaks of oil and gas from the pipeline, which can lead to accidents, significant economic losses and environmental pollution (crossings of oil pipelines through water e barriers, with the location of oil pipelines near forests and so on).
При возникновении аварийной ситуации как внутри защитного кожуха 1, так и в транспортной системе на центральном диспетчерском пункте 7 автоматически срабатывает устройство оповещения путем включения световой, звуковой или иной сигнализации. Для выработки дополнительной электроэнергии в светлое время суток на крыше и боковых поверхностях защитного кожуха 1 могут быть дополнительно размещены солнечные элементы, соединенные через преобразователь с аккумуляторной частью автономного комбинированного источника питания 2.In the event of an emergency both inside the protective casing 1 and in the transport system at the central control room 7, a warning device is automatically triggered by switching on a light, sound or other alarm. To generate additional electricity during daylight hours on the roof and side surfaces of the protective casing 1 can be additionally placed solar cells connected via a converter to the battery part of an autonomous combined power source 2.
В целом предлагаемая система контролирует и управляет технологическими параметрами транспортной системы (трубопровода и протекающей в нем среды) на участке трубопровода в труднодоступных зонах (болота, водные переходы, пойменные территории и так далее), к которым затруднено или нецелесообразно подведение силовых линий электроснабжения, и технологическими параметрами защитного кожуха 1 с узлами и оборудованием, при этом не требуя больших материальных и человеческих затрат (не используются, например, линии электропередач - ЛЭП) и позволяя повысить безопасность эксплуатации трубопровода, а также повысить достоверность контроля, экологичность и эффективность управления.In general, the proposed system monitors and controls the technological parameters of the transport system (pipeline and the medium flowing through it) on the pipeline section in hard-to-reach areas (swamps, waterways, floodplain areas, etc.), to which it is difficult or inexpedient to supply power lines, and technological the parameters of the protective casing 1 with components and equipment, while not requiring large material and human costs (not used, for example, power lines - power lines) and allows I increase the safety of the operation of the pipeline, as well as increase the reliability of control, environmental friendliness and management efficiency.
Указанные функции системы осуществляются в режиме реального времени путем непрерывного сбора информации о параметрах, ее обработки, записи, приема и передачи, своевременно оповещая диспетчера на центральном диспетчерском пункте 7 обо всех штатных, нештатных и аварийных режимах работы системы.The indicated functions of the system are carried out in real time by continuously collecting information about the parameters, processing, recording, receiving and transmitting them, timely notifying the dispatcher at the central control room 7 about all regular, emergency and emergency modes of the system.
В целом система проста в изготовлении, в монтаже и обслуживании, надежна и экономична в эксплуатации.In general, the system is easy to manufacture, install and maintain, reliable and economical to operate.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012156632/06A RU2534397C2 (en) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | System for pipeline operation mode monitoring and regulation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012156632/06A RU2534397C2 (en) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | System for pipeline operation mode monitoring and regulation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012156632A RU2012156632A (en) | 2014-06-27 |
| RU2534397C2 true RU2534397C2 (en) | 2014-11-27 |
Family
ID=51216136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012156632/06A RU2534397C2 (en) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | System for pipeline operation mode monitoring and regulation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2534397C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015013090A2 (en) * | 2013-07-24 | 2015-01-29 | Saudi Arabian Oil Company | System and method for harvesting energy down-hole from an isothermal segment of a wellbore |
| WO2018069807A1 (en) | 2016-10-10 | 2018-04-19 | Pietro Fiorentini S.P.A. | Control system for a natural gas distribution network, natural gas distribution network comprising said control system and method for controlling said distribution network |
| RU2807486C1 (en) * | 2023-04-10 | 2023-11-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | System for control and regulation of pipeline operation mode |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2589060B (en) * | 2019-09-17 | 2022-12-07 | Ofip Ltd | Differential pressure power generator |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1651015A1 (en) * | 1980-03-27 | 1991-05-23 | Специальное конструкторское бюро "Транснефтеавтоматика" | Main pipeline |
| RU2304740C2 (en) * | 2005-04-06 | 2007-08-20 | Закрытое акционерное общество "Опытно-промышленный завод "Нефтепромавтоматика" | Method and device for control of operation regime of pipeline |
| RU2451874C1 (en) * | 2011-03-29 | 2012-05-27 | Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" | Method for technical monitoring and estimate of main pipeline and system for implementation thereof |
| RU2455768C2 (en) * | 2010-05-27 | 2012-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "УфаСистемаГаз" (ООО "УфаСистемаГаз") | Method for telemechanical monitoring and control of objects using gsm gprs communication channel, single teleautomatics server and teleautomatical system for its implementation |
-
2012
- 2012-12-25 RU RU2012156632/06A patent/RU2534397C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1651015A1 (en) * | 1980-03-27 | 1991-05-23 | Специальное конструкторское бюро "Транснефтеавтоматика" | Main pipeline |
| RU2304740C2 (en) * | 2005-04-06 | 2007-08-20 | Закрытое акционерное общество "Опытно-промышленный завод "Нефтепромавтоматика" | Method and device for control of operation regime of pipeline |
| RU2455768C2 (en) * | 2010-05-27 | 2012-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "УфаСистемаГаз" (ООО "УфаСистемаГаз") | Method for telemechanical monitoring and control of objects using gsm gprs communication channel, single teleautomatics server and teleautomatical system for its implementation |
| RU2451874C1 (en) * | 2011-03-29 | 2012-05-27 | Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" | Method for technical monitoring and estimate of main pipeline and system for implementation thereof |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015013090A2 (en) * | 2013-07-24 | 2015-01-29 | Saudi Arabian Oil Company | System and method for harvesting energy down-hole from an isothermal segment of a wellbore |
| WO2015013090A3 (en) * | 2013-07-24 | 2015-09-17 | Saudi Arabian Oil Company | System and method for harvesting energy down-hole from an isothermal segment of a wellbore |
| US9741916B2 (en) | 2013-07-24 | 2017-08-22 | Saudi Arabian Oil Company | System and method for harvesting energy down-hole from an isothermal segment of a wellbore |
| US10115880B2 (en) | 2013-07-24 | 2018-10-30 | Saudi Arabian Oil Company | System and method for harvesting energy down-hole from an isothermal segment of a wellbore |
| WO2018069807A1 (en) | 2016-10-10 | 2018-04-19 | Pietro Fiorentini S.P.A. | Control system for a natural gas distribution network, natural gas distribution network comprising said control system and method for controlling said distribution network |
| EP3523568B1 (en) * | 2016-10-10 | 2024-04-17 | Pietro Fiorentini S.P.A. | Control system for a natural gas distribution network, natural gas distribution network comprising said control system and method for controlling said distribution network |
| RU2807486C1 (en) * | 2023-04-10 | 2023-11-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | System for control and regulation of pipeline operation mode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012156632A (en) | 2014-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9799204B2 (en) | Infrastructure monitoring system and method and particularly as related to fire hydrants and water distribution | |
| RU2534397C2 (en) | System for pipeline operation mode monitoring and regulation | |
| KR101183587B1 (en) | System and method for monitoring underground transmission line | |
| CA2716046C (en) | Gas shut-off valve with feedback | |
| BR102015009609A2 (en) | remote burner monitoring system and method | |
| KR102055258B1 (en) | Apparatus and method for managing the water level of water storage tank using smart RTU | |
| US20110074600A1 (en) | Utility remote disconnect from a meter reading system | |
| RU2807486C1 (en) | System for control and regulation of pipeline operation mode | |
| CN103163846A (en) | Method and device of automatic control of heating and ventilation of transformer substation | |
| CN106527257A (en) | Hydropower station intelligent management system | |
| RU2304740C2 (en) | Method and device for control of operation regime of pipeline | |
| RU139644U1 (en) | AUTONOMOUS INSTALLATION OF CATHODE PROTECTION AND REMOTE CORROSION MONITORING OF MAIN PIPELINES WITH INTELLECTUAL POWER SUPPLY AND HEAT CONTROL SYSTEM | |
| EP3495696A1 (en) | Heat exchanger with valve controlled by planetary gear train | |
| US8890711B2 (en) | Safety utility reconnect | |
| RU2499181C1 (en) | System to monitor condition of pipeline with hydraulic energy module and method for its realisation | |
| US20170051478A1 (en) | Self-maintaining automatic flushing valve with internal freeze protection | |
| CN206992268U (en) | A kind of combined type battery fire alarm system | |
| RU109211U1 (en) | AUTOMATED MONITORING AND MANAGEMENT SYSTEM OF THE GAS-CONTROLLING REMEDIES OF THE GAS DISTRIBUTION NETWORK | |
| CN207179199U (en) | A kind of gas leakage long-distance monitorng device | |
| KR20180056110A (en) | fire preventing and repoding hub system for densely population area with solar power suppy | |
| RU2806438C1 (en) | Automated control system for gas distribution network shut-off and control valves | |
| JP2016135094A (en) | Photovoltaic power generation system | |
| RU120462U1 (en) | MONITORING AND MANAGEMENT SYSTEM OF A TERRITORALLY DISTRIBUTED GAS-DISTRIBUTING GAS-CONTROLLING VALVE | |
| CN103245063A (en) | Intelligent control device of heat exchanging system and control method thereof | |
| US11746508B2 (en) | Control valve |