湿式储气罐计算机监测报警系统的设计.doc

湿式储气罐计算机监测报警系统的设计摘要：阐述了低压湿式螺旋储气罐的计算机监测报警系统的设计目标、组成及功能，探讨了系统的关键技术。关键词：燃气储存；湿式螺旋储气罐；计算机监测；报警1设计目标能测量储气罐的高度及其水封高度。能计算储气罐燃气存量。能监视压缩机出口燃气压力、燃气温度、压缩机冷却水供水压力、储气罐内燃气压力、测爆信号和压缩机开停状态等模拟量和开关量。可设置多级报警上下限。可实现对储气罐升降的视频监视。报警记录，存储相关资料且能实时查询。预留数据远传接口，使系统可与企业内部信息网相连。具有一次仪表智能校准功能。有完善的自检功能。具备安全、可靠的工作性能，符合燃气输配调度自动化监控的要求。2系统设计监控台设计系统工作环境温度为-1575，相对湿度小于85。系统电源电压为(22033)V，电流小于5A。集中监控计算机采用586奔腾工业控制计算机，通过串行接口将监控工业控制计算机与储气罐监测系统相连，实现储气罐高度和水封高度的集中监控。监控台计算机监测采样轮巡速度大于20点/s。计算机监视器为4318cm彩色监视器。远传数据接口采用RS232串行接口，模拟量为32路输入，开关量为16路输入。采用专用16通道A/D采样卡和I/O卡完成对压缩机出口燃气压力、燃气总管出口压力、燃气温度、冷却水供水压力、储气罐内燃气压力、测爆信号、压缩机开停状态模拟量和开关量的集中监测。系统软硬件预留MODEM接口，采用TCP/IP协议，根据需要，以指定的数据格式，通过远程拨号方式或局域网方式和企业信息网互连。储气罐视频监视设计采用摄像头对储气罐的监测可作为辅助监测手段。监视摄像头为黑白摄像头，AE自动光圈调节。监视器为343cm黑白监视器。储气罐测高设计储气罐测高硬件主要包括智能储气罐监测报警仪、防爆接线控制盒、编码监测总线、测高液位变送器、水封监测液位变送器及可选配的内压测量变送器。储气罐监测报警仪是专门为本系统研制的GT2型湿式螺旋储气罐智能监测报警仪。GT2智能储气罐检测报警仪采用最新工业控制单片机及智能处理技术，可根据储气罐升降特点，采用智能算法，对测高和水封传感器进行动态校准，可自动消除由于各种因素造成的传感器零点漂移和测量精度下降。所有储气罐监测一次仪表采用总线编码挂接方式，各个传感器均连接到线径较粗的四芯电缆上，以提高储气罐电气线路的机械强度，延长一次仪表与监测报警仪之间的距离。采用防爆式变送器并联连接控制盒，采用总线挂接方式，所有传感变送器只需4条线就可以完成连按。每个防爆式控制盒可连接2路变送器，每层安装2个防爆式控制盒。储气罐监测系统的布线符合国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范(GB5005892)，所有线路连接分线处采用防爆接线盒，既方便了线路的架设，又便于日后的维修。储气罐监测仪采用最新的液晶显示技术，操作界面采用大屏幕液晶显示器。运行时采用滚动显示，并具有锁定显示功能，参量显示清晰，监测信息量大。储气罐水封报警采取连续监测报警，采用液位变送器监测储气罐各塔节的水封高度，通过单片微处理机处理数据，每个塔节安置4路液位变送器，监测储气罐各塔节的水封高度，通过单片机处理数据，可以直观地掌握各个塔节的水封高度，确定补水时间。储气罐水封高度测量误差为20cm，储气罐高度测量误差为02m，变送器电源输出电压为24V，电流为1A，一次仪表与储气罐监测报警仪之间最大传送距离为1500m。监控管理终端设计监控管理终端包括数据采集处理控制器、计算机监控终端和打印机外设。数据采集处理控制器的作用是对多路监测点的变送信号进行数据采集并处理，同时它具备简单的显示功能和一定的人机对话功能，并可以输入一些简单的参数。计算机监控终端可以显示整个储配站运行工作状况，全面反映储配站各个关键作业点的监控信息，而且还具备一定的储配站作业管理功能，可调阅储配站内各个设备要素的资料，掌握各个设备要素的维护履历，更好完成对储配站的作业管理和维护。储气罐工作过程的一些重要数据列表或绘图可以通过打印机输出。3系统软件功能集中监控计算机系统软件运行平台采用Windows2000操作系统，软件开发采用VB及DEPHI开发软件。系统具有可扩展性，可以按实际生产的需要进行功能扩充。31系统参数设置及管理模块功能系统配置管理：对整个计算机监控系统的监控对象进行管理，确定监控对象在工艺流程图中的位置，编辑监控对象的属性，包括名称、符号及显示开关，设置系统运行的监测显示模式。巡检通道设置：设置备个监控对象的数据通道定义、单位、测量范围、报警值。32系统运行监控模块功能工艺流程显示：可以显示整个储配站的工艺流程图。储气罐测高显示：显示储气罐测高及水封高度监测界面。各参量监视：以文本方式滚动显不各个监测参量的值。33数据查询模块功能各参量查询：可以以文本方式或曲线方式查询或打印1a内各个监测参量的监测数据。报警查询：可以查询或打印所有的报警历史数据。水封报警储气罐水封高度是储气罐运行重要的安全参数1，2，水封高度不足，可能发生储气罐漏气，塔节急速下降砸向水槽底板或塔节在某一部位卡住。因此，必须对储气罐各塔节的水封高度进行24h准确监测。储气罐水封报警可以采取开关量报警和连续监测报警。开关量报警就是在警戒水面设置机械开关，水封高度低于该水面后，开关触发，启动水封报警装置，该方法比较简单，但是由于无法知道当前的确切水封高度，只能起到报警作用，达不到对水封的监测作用，不能适应在不同储气罐内压下测量水封高度的要求。采用液位变送器连续监测储气罐的水封高度，可以很直观地掌握各个塔节的水封高度，并通过计算机处理数据，给出最佳的补水时间。其基本方法是在各个塔节的上挂圈设置量程为1m的水位传感器(见图1)。图1水封测量示图Fig1Measuringmapofwaterseal水封高度的计算公式为：hs=hu+hd式中hs该层塔节的水封高度，mhu水位传感器距离液面的高度。mhd水位传感器距离槽底部的高度，m由于各种其他外界因素，如天气、安装、储气罐本身结构等因素，单点测量值即使精度很高也不能反映实际运行状况。因此，系统在每个塔节设置了4台投入式水位传感器，通过平均算法可以更准确地反映各个塔节的实际水封高度。储气罐高度的测定储气罐测高可采用的方法有摄像识别法、水柱测压法、线性电容测高法、智能红外线测高法和超声波测高法3，4。为了提高检测精度，使测高系统具有较好的可靠性，我们对储气罐的运行过程进行了仔细研究，在掌握储气罐升降特性的前提下，提出了分塔节智能储气罐测量方法。在每层塔节的上拄圈安装1个量程为10m液位变送器测定各塔节的运行状况。在大平台上安装1个量程为1m的液位变送器测定水槽的水位变化。在监测过程中，首先监视各个塔节的运行状况，然后确定当前正在升降的塔节数，并计算该塔节位于大平台以上的高度，即可得出储气罐高度。在实际工作过程中，塔节的工作状况可以分为3类：当实测气罐高度与水槽的高度相同时，塔节全部落入水槽。当上升塔节的有效高度大于0且小于塔节的最大有效高度时，该层塔节正在水槽中上升或下降。当实测储气罐高度等于储气罐的最大高度时，塔节处于最高状态。5结语湿式储气罐计算机监测报警系统的开发与应用为低压湿式螺旋储气罐的安全、可靠运行提供了有力的技术保障，并且它具备无线或有线远传接口，将储配站信息上传总调度室，可满足城市燃气生产和输配调度自动化监控的要求，保障了燃气储配与输送的经济、安全、可靠。参考文献：1刘亚士，刘登，刘天阁低压湿式煤气柜挂圈水封水位高度的自动监测及其应用J煤