专利名称：一种用于压力容器上的在线测控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在线测试及控制装置，特别是涉及一种可对压力容器内易燃易爆气体浓度进行在线测试及远程控制的装置。
背景技术：
目前，保障油田生产运行的许多重要设备都是压力容器，例如燃气锅炉、储水罐、 储气罐以及储油罐。这些压力容器经过长时间的使用后，被发现存在一个普遍的安全问题， 那就是在全国各油田，都发生过因压力容器内有残余气体没有扫净，导致突然使用压力容器时发生爆燃、爆炸，造成国家财产损失及人员伤害的事故。此外，在一些压力容器中，对某些气体的浓度需要有一个特定的限度，一旦超限，就会发生安全事故。现有技术中，为解决压力容器内残余气体的检测问题，市面上已经有许多便携式检测器出现，这种便携式检测器的优点是体积小、便于携带，但是却存在着响应时间过长、灵敏度低、不能在线测试以及不能远程控制压力容器等缺陷，因此，现有技术中存在的问题并没有得到真正解决。
发明内容为了解决背景技术中提出的现有技术问题，本实用新型提供一种用于压力容器上的在线测控装置，该种在线测控装置能够在线检测压力容器内的目标气体浓度，并且能够控制压力容器的启动与停用，可以消除压力容器的安全隐患，具有响应时间短、灵敏度高的特点。此外，在增加了以太网通讯模块后，还可以实现远程在线测试以及能够直接控制压力容器的功能，保证了操作人员的人身安全、提高了工作效率。本实用新型的技术方案是该种用于压力容器上的在线测控装置，包括工业控制器PLC、一个容器内气体取样室、取样室控制电磁阀、取样气体报警器、真空泵、数显表、放空电磁阀以及输出接口，其中，所述取样室控制电磁阀、取样气体报警器、真空泵以及放空电磁阀分别经过管路连接于所述容器内气体取样室的对应出口端；所述工业控制器PLC上的真空泵启动指令输出端连接至所述真空泵的启动控制回路中，控制真空泵的启动；所述工业控制器PLC上的取样开启指令输出端连接至所述取样室控制电磁阀的开启控制回路中， 控制取样室控制电磁阀的开启；所述工业控制器PLC上的排空开启指令输出端连接至放空电磁阀的开启控制回路中，控制放空电磁阀的开启；所述取样气体报警器的模拟信号输出端与数显表的模拟信号输入端相连接；同时，该模拟信号输出端经过A/D转换器连接至所述工业控制器PLC上的测试信号输入端；由所述工业控制器PLC产生的压力容器启停控制信号经输出接口引出；所述取样气体报警器的模拟信号输入端与位于所述容器内气体取样室内的可燃气体检测探头的信号输出端相连接。为增加本装置的性能，可在上述方案基础上得出进一步改进方案，即所述测控装置还包括一个以太网通讯模块，所述以太网通讯模块的数据接收端连接于所述工业控制器 PLC的待传数据信号输出端。具体实现时，所述A/D转换器采用14位的ADSP-2199X芯片， 所述以太网通讯模块由W5100芯片和EFM32芯片按照数据传递方向连接后构成。所述工业
3控制器PLC可以选用西门子S7系列可编程序控制器。本实用新型具有如下有益效果由于采取上述方案后，在可编程序控制器的控制指令作用下真空泵将压力容器内的气体吸到容器内气体取样室，再通过取样室内的取样气体报警器的探头检测，取样气体报警器输出4-20mA信号经数显表处理运算后即可得到直观显示的目标气体浓度参数，因此响应时间短、灵敏度高。并且由于该输出端同时连接至可编程序控制器上的测试信号输入端，当超过警戒值时，可编程序控制器在内置程序的控制下通过输出接口向压力容器控制系统发出禁止启动信号，由此保证了操作人员的人身安全，提高了工作效率。此外，在优选方案中，由于采用了 14位A/D转换器对采集到的交流模拟信号进行数字信号的转换，再输入到工业用PLC后，可以使得线路保护测控装置的测量精度得到大幅度提升。此外，采用了由W5100芯片和EFM32芯片配合使用构成以太网模块， 通过串口转以太网的这种通讯模式，使得数据通讯传输速率可以达到10MB，能够适应大量的数据传输，因此能够使得压力容器的在线测控数据能够被远程传送，可以实现远程控制。 并且，提高了本测控装置的抗干扰能力，具有较强的运行稳定性。
图1是本实用新型的组成示意图。图2是本实用新型一个具体实施例的电气控制原理图。图中1-工业控制器PLC，2-取样室控制电磁阀，3-真空泵，4-容器内气体取样室， 6-取样气体报警器，7-数显表，8-放空电磁阀，9-输出接口。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明由图1所示，该种用于压力容器上的在线测控装置，包括工业控制器PLC1、一个容器内气体取样室4、取样室控制电磁阀2、取样气体报警器6、真空泵3、数显表7、放空电磁阀8以及输出接口 9，其中，所述取样室控制电磁阀2、取样气体报警器6、真空泵3以及放空电磁阀8分别经过管路连接于所述容器内气体取样室4的对应出口端。上述组件的具体连接方式为，所述工业控制器PLCl上的真空泵启动指令输出端连接至所述真空泵3的启动控制回路中，控制真空泵3的启动；所述工业控制器PLCl上的取样开启指令输出端连接至所述取样室控制电磁阀2的开启控制回路中，控制取样室控制电磁阀2的开启；所述工业控制器PLCl上的排空开启指令输出端连接至放空电磁阀8的开启控制回路中，控制放空电磁阀8的开启；所述取样气体报警器6的模拟信号输出端与数显表7的模拟信号输入端相连接；同时，该模拟信号输出端经过A/D转换器连接至所述工业控制器PLCl上的测试信号输入端；由所述工业控制器PLCl产生的压力容器启停控制信号经输出接口 9引出，所述取样气体报警器6的模拟信号输入端与位于所述容器内气体取样室内的可燃气体检测探头的信号输出端相连接。具体实施时，需要在封闭的且开有进气孔和排气孔的容器内气体取样室4内装有可燃气体检测探头，而在进气孔处连接取样室控制电磁阀2，在排气孔处连接放空电磁阀8 以及真空泵3上的泵吸孔。由于工业控制器PLCl在内部预置程序的控制下可分别控制放空电磁阀8、取样室控制电磁阀2以及真空泵3，所以当工业控制器PLCl的系统指令取样时， 取样室控制电磁阀2打开，同时真空泵3运转，通过取样室控制电磁阀2连接的取样吸管， 把压力容器内的气体吸到容器内气体取样室4内，容器内气体取样室4内的气体探测器探头对样气进行检测，并把检测的结果经取样气体报警器6变换后输出为4-20mA的信号，经数显表处理运算即可得到压力容器内的待测目标气体浓度参数值，这样就可以直观的显示出压力容器内目标气体的浓度。由于取样气体报警器6的模拟信号输出端同时连接至工业控制器PLCl上的测试信号输入端，这样，一旦待测的目标气体浓度超过预设值，工业控制器PLCl就会产生对应控制信号经输出接口 9引出去控制压力容器的控制系统，使其不能使用，从而保证了安全性。为增加本装置的性能，可在上述方案基础上得出进一步改进方案，即所述测控装置还包括一个以太网通讯模块，所述以太网通讯模块连接于所述工业控制器PLC的待传数据信号输出端。图2所示是本技术方案的一个实施例的电气控制原理图，具体采用的元件为 S-50-24开关电源、FGI-3T可燃气体探测器、PH2507真空泵、PAN-GLOBE数显表、OMRON-WY 继电器、GSR-A52331002. 182XXX电磁阀、BJ-I蜂鸣器，以及ZB2-BE101拨挡开关组成。所述 A/D转换器可以采用14位的ADSP-2199X芯片，所述以太网通讯模块由W5100芯片和EFM32 芯片按照数据传递方向连接后构成。所述工业控制器PLC可以选用西门子S7系列可编程序控制器。该装置的具体操作过程为当拨挡开关打到取样时，可编程序控制器控制取样电磁阀打开，同时真空泵运转，通过取样电磁阀连接压力容器内的取样吸管把压力容器内的气体吸进容器内气体取样室内，该室内的探测器探头对容器内气体取样室中样气开始检测，并把检测的信息变为4-20mA信号输出给数显表，经数显表处理运算即可得到气体浓度参数值。检测完毕后取样电磁阀关闭，放空电磁阀打开，同时真空泵运转，容器内气体取样室排空。本方案下，由于采用了 14位A/D转换器对采集到的交流模拟信号进行数字信号的转换，再输入到工业用PLC后，可以使得线路保护测控装置的测量精度得到大幅度提升。此外，采用了由W5100芯片和EFM32芯片配合使用构成以太网模块，通过串口转以太网的这种通讯模式，使得数据通讯传输速率可以达到10MB，能够适应大量的数据传输，因此能够使得压力容器的在线测控数据能够被远程传送，可以实现远程控制，提高了装置的抗干扰能力， 具有很好的运行稳定性。
权利要求1.一种用于压力容器上的在线测控装置，包括工业控制器PLC (1)，其特征在于所述在线测控装置还包括一个容器内气体取样室(4)、取样室控制电磁阀(2)、取样气体报警器 (6)、真空泵(3)、数显表(7)、放空电磁阀(8)以及输出接口(9)，其中，所述取样室控制电磁阀(2)、取样气体报警器(6)、真空泵(3)以及放空电磁阀(8)分别经过管路连接于所述容器内气体取样室(4)的对应出口端；所述工业控制器PLC (1)上的真空泵启动指令输出端连接至所述真空泵(3 )的启动控制回路中，控制真空泵(3)的启动；所述工业控制器PLC (1)上的取样开启指令输出端连接至所述取样室控制电磁阀(2) 的开启控制回路中，控制取样室控制电磁阀(2)的开启；所述工业控制器PLC (1)上的排空开启指令输出端连接至放空电磁阀(8)的开启控制回路中，控制放空电磁阀(8)的开启；所述取样气体报警器(6)的模拟信号输出端与数显表(7)的模拟信号输入端相连接； 同时，该模拟信号输出端经过A/D转换器连接至所述工业控制器PLC (1)上的测试信号输入端；由所述工业控制器PLC (1)产生的压力容器启停控制信号经输出接口(9)引出； 所述取样气体报警器(6)的模拟信号输入端与位于所述容器内气体取样室内的可燃气体检测探头的信号输出端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于压力容器上的在线测控装置，其特征在于其特征在于所述测控装置还包括一个以太网通讯模块，所述以太网通讯模块的数据接收端连接于所述工业控制器PLC (1)的待传数据信号输出端。
3.根据权利要求2中所述的一种用于压力容器上的在线测控装置，其特征在于所述 A/D转换器采用14位的ADSP-2199X芯片，所述以太网通讯模块由W5100芯片和EFM32芯片按照数据传递方向连接后构成。
专利摘要一种用于压力容器上的在线测控装置。主要解决现有压力容器缺乏在线检测装置的问题。其特征在于所述在线测控装置还包括一个容器内气体取样室(4)、取样室控制电磁阀(2)、取样气体报警器(6)、真空泵(3)、数显表(7)、放空电磁阀(8)以及输出接口(9)，其中，所述取样室控制电磁阀(2)、取样气体报警器(6)、真空泵(3)以及放空电磁阀(8)分别经过管路连接于所述容器内气体取样室(4)的对应出口端。该种在线测控装置能够在线检测压力容器内的目标气体浓度，并且能够控制压力容器的启动与停用，具有响应时间短、灵敏度高的特点。此外，在增加了以太网通讯模块后，还可以实现远程在线测试以及能够直接控制压力容器的功能。
文档编号G05B19/048GK202025208SQ201120085618
公开日2011年11月2日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者任伟建, 康朝海, 董宏丽, 霍凤财 申请人:东北石油大学