專利名稱：多功能油氣回收微壓控制柜的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于自動控制裝置，涉及一種連續(xù)自動調節(jié)的電氣裝置。
目前罐頂天然氣的回收有兩種方案，其一是大罐密閉定量抽取，負壓時經定壓閥引加壓天然氣自動回補入罐，不足之處是在惡劣的氣候條件下，易出現機件失靈而造成事故。其二是大罐不密閉，視接在罐頂大皮囊充氣程度，手動調節(jié)抽氣量，不足之處是調節(jié)不能及時，過量抽氣易使大罐混入空氣造成自燃，故使用本方案以大罐不為負壓為原則，天然氣只能部分回收，部分放空點燃。
本實用新型的目的是提供一種恒保持罐頂安全氣壓值，天然氣可全部回收的多功能油氣回收微壓控制柜，以彌補現有技術的不足。
上述目的通過以下技術方案獲得本柜接受微差壓變送器(18)的表示罐頂氣壓的電流信號，經采樣電阻R1、R2轉換為電壓信號UP1、UP2，分別送至相互獨立的中心控制器和電調閥控制器，中心控制器中，表示罐頂氣壓的電壓值UP1與參比電壓U0比較后，轉換為電流信號和開關信號，分別控制壓縮機轉速和自動加減壓縮機臺數，電壓值UP1還與設定的U上、U下比較，在調速器發(fā)出故障信號時，其差值控制壓縮機啟停，同樣表示罐頂氣壓的電壓值UP2在電調閥控制器中與設定的U關和U開比較自動控制電調閥的開合，中心控制器由以下電路組成壓力設定比較放大電路(1)，設定表示罐頂恒定安全壓力值的參比電壓Uo，并與UP1比較，其差值經放大得△UP1；U/I變換電路(2)，將△UP1交換成線性的4—20mA電流自本柜輸出至變頻調速器；雙限比較電路I(3)，將△UP1與加減壓縮機運行臺數的設限值U加U減進行比較；加減壓縮機運行臺數邏輯控制電路(4)，當△UP1＞U加，且各壓縮機為非工頻運行時，或當△UP1＜U減，且某臺壓縮機為工頻送行時，該電路輸出單脈沖CP；壓縮機循環(huán)啟動選通電路(5)，將電路(3)的CP脈沖計數，做為只讀存貯器的循環(huán)地址碼；備用機置換選通電路(6)，開關設定備用機狀態(tài)碼，并置入鎖存器，其輸出與電路(5)的循環(huán)地址碼組合成只讀存貯器地址碼；只讀存貯器電路(7)，寫入各壓縮機按變頻——工頻——變頻或備用依次循環(huán)切換的指令；變頻調速器強制回零電路(8)，當△UP1＞U加，且各壓縮機非工頻運行時，該電路將CP脈沖延時，使本電路的繼電器JR吸合并維持1.7秒，JR接通變頻調速器的回零電路；壓縮機軟啟動延時電路(9)，將電路(7)的變頻運行轉工頻運行指令延時0.23～0.37秒，同時令另一臺壓縮機投入變頻運行指令延時1秒；雙限比較電路II(10)，為應急運行設置表示罐頂氣壓安全范圍的限定電壓U上、U下，并與UP1進行比較；應急啟停壓縮機控制電路(11)，電路(10)的輸出信號作用于雙穩(wěn)態(tài)電路，當UP1＞U上或U上＞UP1＞U下時，本電路的控制繼電器JJ吸合，為應急啟動壓縮機的基本條件；應急啟停壓縮機執(zhí)行電路(12)，執(zhí)行繼電器FX由電路(11)的控制繼電器JJ和本電路的中間繼電器JS共同控制，JS由變頻調速器故障觸頭控制，當FX吸合時切斷故障的變頻調速器與電網的連接，同時將變頻運行的壓縮機直接與電網連接；電調閥控制器由以下電路組成雙限比較電路III(13)，設定表示罐頂壓力安全范圍的上下限電壓為電調閥關閥限和開閥限參比電壓即U關、U開，并與UP2進行比較；模擬開關控制電路(14)，當UP2＜U開，模擬開關CD4066導通，輸出電壓經電位器W至U/I變換電路成為4—20mA線性變化電流信號自本柜輸出，當UP2＞U關，模擬開關截止。
電調閥控制器還設有聲光報警電路(16)。
下面以附圖和實施例詳細說明本技術方案附


圖1本實用新型電原理框圖附圖2壓力設定比較放大電路(1)電原理圖附圖3雙限比較電路I(3)加減壓縮機運行臺數邏輯控制電路(4)壓縮機循環(huán)啟動選通電路(5)只讀存貯器電路(7)變頻調速器強制回零電路(8)電原理圖。
附圖4只讀存貯器指令與地址碼對應關系表附圖5備用機置換選通電路(6)電原理圖附圖6雙限比較電路II(10)應急啟停壓縮機控制電路(11)應急啟停壓縮機執(zhí)行電路(12)電原理圖。
附圖7雙限比較電路III(13)模擬開關控制電路(14)聲光報警電路(16)電原理圖如
圖1所示的本控制柜工作過程是，儲油大罐(23)的罐頂氣壓由微差壓變送器(18)測得，將安全柵(15)提供的24V直流電壓變換成隨氣壓線性變化的4—20mA電流，經采樣電阻R1、R2變?yōu)?—5V的等效電壓UP1和UP2，電路(1)將UP1與設定的參比電壓Uo相比較放大，其差值△UP1經電路(2)變?yōu)?—20mA電流輸出至變頻調速器，控制變頻運行的壓縮機轉速，即調整抽氣量，使罐頂氣壓恒保持在最佳值，當來氣量猛增時，△UP1超出安全值3—10V的上限，即△UP1＞U加時，本控制柜自動完成加臺工作，以使罐頂氣壓迅速回落至恒定值，現以三臺壓縮機為“兩開一備”常用配置予以說明，超出10V的△UP1加在圖3的由IC3、IC4運放組成的雙限比較電路I(3)，電路中a點為高電平，工作初始的自動清零，使計數器IC6(74LS107)的Q0Q1循環(huán)地址碼為oo，因此只讀存貯器IC7的輸出指令僅決定于圖5電路(6)中K0K1的狀態(tài)碼，例如IC10的1J端接低電位，IC11的2J端接高電位，按下圖3中的按鈕AN，該清零脈沖經IC9延時將開關狀態(tài)置入鎖存器，則IC7的組合地址碼是0100，從圖4表中可看出該地址的指令表示A號機變頻運行，此時IC7的A′B′C′輸出端均為高電平，則d＝0 e＝1，門I輸出經IC5單穩(wěn)產生單脈沖CP，使計數器IC6計數，Q1Q0為01，則A號機由變頻切換為工頻運行，B號機接入變頻調速器，實現了加臺的目的，與此同時，因f＝1，CP脈沖通過門V觸發(fā)單穩(wěn)IC8，繼電器JR吸合，接通變頻調速器內的強制回零電路使之輸出電壓與頻率均為零，并維持1.7秒，B號機接入時從零啟動，有效的解決了電流沖擊問題，此時若a點繼續(xù)出現高電平，因A′為低電平故d＝1e＝0，門I無輸出，不會產生CP脈沖，如果此后△UP1＜U減，則b＝1，f＝0，e＝1，門1的輸出同樣產生單脈沖CP，經IC6計數Q1Q0變?yōu)?0，此時A號機斷電停機，B號機繼續(xù)變頻運行，達到了自動減臺的目的，此時f＝0，CP脈沖不能通過門V，則不會產生變頻調速器強制回零信號。本方案的電路(9)為RC延時電路，當壓縮機由變頻轉為工頻運行時，如果立即接入電網，電機剩磁引起的楞次電勢尚未消退，必將引起與電網正弦電壓的疊加，極端情況下峰值電壓可達1300伏，將引起很大的電流沖擊，如果接入過晚與直接硬啟動又相差無幾，因此采取適當延時的辦法將有利于上述現象的消除，本柜所控制的12—37KW壓縮機，由變頻轉為工頻運行延時指令作用時間為0.23～0.37秒，而接入變頻指令作用時間推遲1秒。
電路(10)(11)(12)用于變頻調速器發(fā)生故障時，使天然氣回收不至中斷，以保儲油罐安全。如圖6所示在U上＞UP1＞U下正常氣壓或UP1＞U上氣壓超出正常時，F點均為高電位，經反相器則紅燈亮，繼電器JJ吸合，當變頻調速器發(fā)生故障時，示警觸點KGZ接合，中間繼電器JS吸合并自保，JS的常閉觸點使主控接觸器CJ0、CJ1斷開，故障的變頻調速器脫離電網，同時JS—3使執(zhí)行繼電器FX接通，FX—3使延時繼電器JSo吸合，隨后應急供電接觸器CJ4接通，使壓縮機直接并入電網工作，當UP1＜U上時，F點為低電位，繼電器JJ斷電；綠燈亮，應急啟動的壓縮機停止運行，由此反復本柜可使天然氣回收系統(tǒng)正常運行，直至故障排除。
附圖7所示的各電路，為加壓的天然氣回補入罐控制電路及安全報警電路，IC17、IC15分別設定了U開和U關參比電壓，當UP2＜U開表示大罐氣壓低于正常值，在前述減臺電路調節(jié)的同時，電路(14)的Q端為高電平，模擬開關通，12V電壓經電調閥開度設置電位器W自本柜輸出1—5V電壓，經U/I電路和雙拍磁放大器(21)控制電調閥(22)開啟，實現天然氣回補入罐，從而使大罐氣壓迅速回復正常值，反之為UP2＞U關時，電調閥為關閉狀態(tài)。報井電路(16)的IC14、IC15設定了與U開U關相應的參比電壓U下限、U上限，在開閥和關閥控制的同時，電路(16)的i點為高電位，晶體管BG1導通，蜂鳴器和LED4紅發(fā)光二極管同時示警。
本實用新型具有以下優(yōu)點1.使儲油大罐恒保持安全氣壓值，自動化程度高，安全穩(wěn)定可靠；2.天然氣可全部回收，變污染源為能源，經濟效益顯著；3.可廣泛用于油田密閉式儲油大罐罐頂天然氣、煉油廠工藝尾氣及汽油儲罐罐頂揮發(fā)油氣冷凝回收系統(tǒng)中。
權利要求1.多功能油氣回收微壓控制柜，由機箱、穩(wěn)壓電源(17)、U/I變換電路(2)、只讀存貯器(7)、安全柵電路(15)組成，其特征是由微差壓變送器(18)輸出的表示罐頂氣壓的電流值，經采樣電阻R1、R2轉換為相應的電壓值UP1、UP2，分別送至相互獨立的中心控制器和電調閥控制器，中心控制器中，表示罐頂氣壓的電壓值UP1與參比電壓U0比較后，轉換為電流信號和開關信號，分別控制壓縮機轉速和自動加減壓縮機臺數，電壓值UP1還與設定的U上、U下比較，在調速器發(fā)出故障信號時，其差值控制壓縮機啟停，同樣表示罐頂氣壓的電壓值UP2在電調閥控制器中與設定的U關和U開比較自動控制電調閥的開合，中心控制器由以下電路組成壓力設定比較放大電路(1)——設定表示罐頂恒定安全壓力的參比電壓Uo，將其與UP1比較，差值放大得△UP1；U/I變換電路(2)——將△UP1變換為線性的4—20mA范圍內變化的電流自本柜輸出至變頻調速器(19)；雙限比較電路I(3)——將△UP1與加減壓縮機運行臺數的設限值電壓U加U減進行比較；加減壓縮機運行臺數邏輯控制電路(4)——當△UP1＞U加，且各壓縮機均為非工頻運行時，或者當△UP1＜U減，且某臺壓縮機處于工頻運行時，該電路輸出單脈沖CP；壓縮機循環(huán)啟動選通電路(5)——將電路(3)的CP脈沖計數，做為只讀存貯器的循環(huán)地址碼；備用機置換選通電路(6)——開關設定備用機狀態(tài)碼，按紐置入鎖存器，與電路(5)的循環(huán)地址碼組成只讀存貯器地址碼；只讀存貯器電路(7)——寫入各壓縮機按變頻——工頻——變頻工作模式及備用依次循環(huán)切換的指令；變頻調速器強制回零電路(8)——當△UP1＞U加，且各壓縮機非工頻運行時，該電路將CP脈沖延時，使本電路的繼電器JR吸合并維持1.7秒，JR接通變頻調速器的回零電路；壓縮機軟啟動延時電路(9)——將電路(7)輸出的工頻運行和變頻運行指令信號分別延時0.23—0.37秒和1秒，自本柜輸出至壓縮機組(20)的執(zhí)行部件；雙限比較電路II(10)——為應急運行設置表示罐頂氣壓安全范圍的限定電壓U上和U下，并與UP1進行比較；應急啟停壓縮機控制電路(11)——電路(10)的輸出信號作用于雙穩(wěn)態(tài)電路當UP1＞U上或U上＞UP1＞U下時，本電路的控制繼電器JJ吸合；應急啟動執(zhí)行電路(12)——執(zhí)行繼電器FX由電路(11)的控制繼電器JJ和本電路的中間繼電器JS共同控制，JS在變頻調速器故障示警觸頭閉合時而吸合，當繼電器FX吸合時，將切斷變頻調速器與電網的連接，同時使變頻運行的壓縮機直接與電網連接；電調閥控制器由以下電路所組成雙限比較電路III(13)——設定表示罐頂壓力安全范圍的上、下限電壓為電調閥關閥限和開閥限的參比電壓U關和U開，并與UP2進行比較；模擬開關控制電路(14)——當UP2＞U開，電路(14)的模擬開關CD4066開啟，其輸出電壓經開度調整電位器W至U/I變換電路成為4—20mA線性電流自本柜輸出，當UP2＞U關，模擬開關斷。
2.如權利要求1所述的控制柜，其特征是電調閥控制器還設有聲光報警電路(16)。
專利摘要本實用新型是一種連續(xù)自動調節(jié)的電氣裝置，將反映儲油罐壓力變化的電壓與本裝置設定的表示安全恒壓的電壓相比較，其差值轉換成電流經變頻調速器調整壓縮機轉速，當差值較大時，經加減臺邏輯處理，按只讀存貯器的指令自動完成加臺運行，使罐內壓力迅速回落為安全值，當罐內壓力低于下限水準時，本裝置除自動減臺外，電調閥控制器根據實際壓力電壓值與安全壓力范圍上下限電壓值的比較，關合模擬開關，使電調閥開啟補氣入罐，本實用新型具有可恒保持罐內壓力，自動化程度高，準確可靠，并可全部回收罐內天然氣的優(yōu)點，可廣泛用于密閉油罐罐頂天然氣回收，煉油廠工藝尾氣回收，汽油罐頂揮發(fā)油氣的冷凝回收等系統(tǒng)中。
文檔編號B65D90/22GK2230301SQ9521603
公開日1996年7月3日 申請日期1995年7月11日 優(yōu)先權日1995年7月11日
發(fā)明者張鳳崗, 張紹清 申請人:張鳳崗