專利名稱：城市天然氣管網(wǎng)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于信息在輸入/輸出設(shè)備之間傳送的技術(shù)，屬于數(shù)字無(wú)線傳送系統(tǒng)領(lǐng)域。具體地說(shuō)涉及一種城市天然氣管網(wǎng)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制裝置。
名詞解釋城市天然氣管網(wǎng)包括連接天然氣主干管道的天然氣支線管道和城市轄區(qū)內(nèi)的天然氣輸配管網(wǎng)、天然氣儲(chǔ)配站、調(diào)壓計(jì)量站組成。
城市天然氣管網(wǎng)其監(jiān)控平臺(tái)的數(shù)字載體為公共數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)，公共數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)包括GSM(global system for mobile communication)全球移動(dòng)通信系統(tǒng)/GPRS(general packet radio service)通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)和CDMA(code division multiple access)碼分多址無(wú)線業(yè)務(wù)。
城市天然氣管網(wǎng)檢測(cè)與控制系統(tǒng)包括(1)SCADA(supervisor controland data acquisition)監(jiān)測(cè)監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱SCADA中心站或SCADA主站。(2)RTU(remote terminal unit)監(jiān)測(cè)監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制單元。
上述系統(tǒng)亦稱城市天然氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)或城市天然氣管網(wǎng)檢測(cè)與控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
天然氣是一種易燃易爆的氣體，天然氣儲(chǔ)存和輸送的安全要求非常高；另一方面，城市天然氣的計(jì)量和統(tǒng)計(jì)也非常煩瑣；為確保城市天然氣管網(wǎng)安全高效地運(yùn)行，有效的監(jiān)測(cè)監(jiān)控手段是非常必要的。我國(guó)城市天然氣的利用起步比較晚，全國(guó)城市天然氣氣化率還不到5％，發(fā)展空間還很大。另外，據(jù)調(diào)查，目前國(guó)內(nèi)城市天然氣輸配系統(tǒng)仍在采用比較原始的控制方式(人為巡檢和自力閥控制)，這種被動(dòng)控制方式不利于應(yīng)對(duì)突發(fā)事故和漏氣偷氣現(xiàn)象。在天然氣管道控制方面，國(guó)內(nèi)外都大力開(kāi)展有關(guān)研究，但目前均采用受地形地貌、城市建筑、城市交通、無(wú)線頻率限制和建設(shè)成本較高、建設(shè)難度大、維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用高的光纖通信、衛(wèi)星通信和自建微波站等方式作為自動(dòng)化系統(tǒng)通信傳輸?shù)耐ㄐ磐ǖ溃⑶?，這些方式主要運(yùn)用在輸氣干線管道上，也很難運(yùn)用到城市天然氣管網(wǎng)中。另外，在公共數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)也是近年來(lái)才發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有把它應(yīng)用到城市天然氣管網(wǎng)控制上來(lái)，國(guó)內(nèi)外也均未有報(bào)導(dǎo)。經(jīng)過(guò)科技文獻(xiàn)查新檢索，國(guó)內(nèi)外尚未發(fā)現(xiàn)與此相同的專利或文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型專利目的是提供一種城市天然氣管網(wǎng)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制裝置。
為城市天然氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)提供公共數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)的通信收發(fā)遠(yuǎn)程控制，以此形成新的利用公共數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)傳輸城市天然氣管網(wǎng)測(cè)量參數(shù)的傳遞和控制的系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的城市天然氣管網(wǎng)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制裝置結(jié)構(gòu)為SCADA控制中心控制主站的輸出與輸入接口100連接公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接數(shù)據(jù)和命令的主控單元501、公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接數(shù)據(jù)和命令的主控單元501串行連接公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接陣列轉(zhuǎn)發(fā)控制器601，公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接陣列轉(zhuǎn)發(fā)控制器601并聯(lián)連接數(shù)據(jù)公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊陣列701、702、703、704，數(shù)據(jù)公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊陣列701、702、703、704分別連接帶有放大功能的公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接天線801、802、803、804；公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接數(shù)據(jù)和命令的主控單元501連接負(fù)責(zé)命令的發(fā)/接的命令公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊70c，命令公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊70c連接帶有放大功能的公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接天線80c、公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接數(shù)據(jù)和命令的主控單元501連接負(fù)責(zé)突發(fā)事件的信息發(fā)/接的控制中心主站向個(gè)人—區(qū)域管道主管負(fù)責(zé)人公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊70p，公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊70p連接帶有放大功能的公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接天線80p。
其中601的電路為多個(gè)雙89C51單片機(jī)和TSC232集成電路片組成，每個(gè)89C51，其中的1、2、3、4、5、6、7、8、腳與另一個(gè)89C51，其中的39、38、37、36、35、34、33、32、腳對(duì)應(yīng)連接；每個(gè)89C51的40、31腳連接電源；每個(gè)89C51的9腳連接電容C3和按鈕與電阻R3的一端，電容C3和按鈕另一端連接電源；電阻R3的另一端連接地線，18腳連接晶振器X1和電容C2的一端，19腳連接晶振器X1另一端和電容C1的一端，電容C1和電容C2另一端連接在一起并連接地線；每個(gè)89C51單片機(jī)的10、11腳連接集成電路T9C232的12、11腳，T9C232的1、3腳跨接電容C7，T9C232的4、5腳跨接電容C6，T9C232的6、15腳跨接電容C5，T9C232的16、2腳跨接電容C8，16腳連接電源，15腳接地線，一組T9C232的13、14腳外接501的串口擴(kuò)展頭，另一組T9C232的13、14腳外接701、702、703、704、70c、70p。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型的系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院偷土慕ㄔO(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)費(fèi)用。城市天然氣管網(wǎng)建設(shè)利用公共數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)和控制運(yùn)行，不需要建設(shè)通信站，也不需要鋪設(shè)通信線路，更不需要投入人力物力進(jìn)行運(yùn)營(yíng)維護(hù)。根據(jù)對(duì)城市天然氣管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)的傳遞和控制的絕對(duì)準(zhǔn)確與及時(shí)的要求，本專利采用數(shù)據(jù)流雙向認(rèn)證和數(shù)據(jù)流雙向傳送、雙向校對(duì)校驗(yàn)的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)流雙向認(rèn)證和數(shù)據(jù)流雙向傳送、雙向校對(duì)校驗(yàn)，使得城市天然氣管網(wǎng)測(cè)量傳遞的參數(shù)是達(dá)到準(zhǔn)確和控制可靠的要求。


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圖1是城市天然氣管網(wǎng)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制裝置模塊圖。
圖2是城市天然氣管網(wǎng)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制裝置電路之一圖圖3是城市天然氣管網(wǎng)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制裝置電路之二圖具體實(shí)施例參照?qǐng)D1，圖1中的100為SCADA控制中心控制主站的輸出與輸入接口，501為公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接數(shù)據(jù)和命令的主控單元、601為公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接陣列轉(zhuǎn)發(fā)控制器并與501串行連接，701、702、---70n為數(shù)據(jù)公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊陣列，70c為命令公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊，負(fù)責(zé)命令的發(fā)/接，70p為控制中心主站向個(gè)人(區(qū)域管道主管負(fù)責(zé)人)公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊，負(fù)責(zé)突發(fā)事件的信息發(fā)/接。801、802、80n、80c、80p為帶有放大功能的公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接天線。
通過(guò)801、802、80n、80c為帶有放大功能的公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接天線，701、702、---70n以陣列方式接受各個(gè)檢測(cè)多點(diǎn)RTU傳來(lái)的溫度、流量、壓力的數(shù)據(jù)，因是陣列方式，在601的控制和協(xié)調(diào)下，不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)堵塞，同時(shí)601作數(shù)據(jù)整合后傳送給501，501進(jìn)行大屏幕顯示與打印數(shù)據(jù)記錄并傳遞給100也就是SCADA控制中心主站作數(shù)據(jù)處理。SCADA控制中心主站依據(jù)傳遞的數(shù)據(jù)下達(dá)的命令，則通過(guò)501、70c、80c、專門通道傳送，保證命令的安全和可靠。70p、80p為向個(gè)人(區(qū)域管道主管負(fù)責(zé)人)公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊和帶有放大功能的公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接天線，負(fù)責(zé)突發(fā)事件的信息及時(shí)向區(qū)域管道主管負(fù)責(zé)人的手機(jī)發(fā)送，保證信息的安全和可靠地傳遞。
圖2、3、中的501為PC機(jī)，使用的是常規(guī)輸出與輸入串/并接口，601為單片機(jī)陣列(2n個(gè))可使用各類型的8位單片機(jī)，比如89C**、68***、20**、87**等等，每?jī)蓚€(gè)單片機(jī)P0和P1口相連，一個(gè)串口連接701、702、703、704、70c、70p，一個(gè)串口連接501的串口擴(kuò)展頭。701、702、703、704、70c、70p為公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊，801、802、803、804、80c、80p為帶有放大功能的公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接天線。
權(quán)利要求1.城市天然氣管網(wǎng)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制裝置，其特征在于結(jié)構(gòu)為SCADA控制中心控制主站的輸出與輸入接口100連接公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接數(shù)據(jù)和命令的主控單元501、公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接數(shù)據(jù)和命令的主控單元501串行連接公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接陣列轉(zhuǎn)發(fā)控制器601，公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接陣列轉(zhuǎn)發(fā)控制器601并聯(lián)連接數(shù)據(jù)公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊陣列701、702、703、704，數(shù)據(jù)公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊陣列701、702、703、704分別連接帶有放大功能的公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接天線801、802、803、804；公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接數(shù)據(jù)和命令的主控單元501連接負(fù)責(zé)命令的發(fā)/接的命令公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊70c，命令公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊70c連接帶有放大功能的公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接天線80c、公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接數(shù)據(jù)和命令的主控單元501連接負(fù)責(zé)突發(fā)事件的信息發(fā)/接的控制中心主站向個(gè)人—區(qū)域管道主管負(fù)責(zé)人公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊70p，公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊70p連接帶有放大功能的公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接天線80p；
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的城市天然氣管網(wǎng)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制裝置，其特征在于501為PC機(jī)，使用的是常規(guī)輸出與輸入串/并接口，601為單片機(jī)陣列2n個(gè)可使用各類型的8位單片機(jī)，比如89C**、68***、20**、87**等等，每?jī)蓚€(gè)單片機(jī)P0和P1口相連，一個(gè)串口連接701、702、703、704、70c、70p，一個(gè)串口連接501的串口擴(kuò)展頭；701、702、703、704、70c、70p為公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接模塊，801、802、803、804、80c、80p為帶有放大功能的公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接天線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的城市天然氣管網(wǎng)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制裝置，其特征在于其中601的電路為多個(gè)雙89C51單片機(jī)和TSC232集成電路片組成，每個(gè)89C51，其中的1、2、3、4、5、6、7、8、腳與另一個(gè)89C51，其中的39、38、37、36、35、34、33、32、腳對(duì)應(yīng)連接；每個(gè)89C51的40、31腳連接電源；每個(gè)89C51的9腳連接電容C3和按鈕與電阻R3的一端，電容C3和按鈕另一端連接電源；電阻R3的另一端連接地線，18腳連接晶振器X1和電容C2的一端，19腳連接晶振器X1另一端和電容C1的一端，電容C1和電容C2另一端連接在一起并連接地線；每個(gè)89C51單片機(jī)的10、11腳連接集成電路T9C232的12、11腳，T9C232的1、3腳跨接電容C7，T9C232的4、5腳跨接電容C6，T9C232的6、15腳跨接電容C5，T9C232的16、2腳跨接電容C8，16腳連接電源，15腳接地線，一組T9C232的13、14腳外接501的串口擴(kuò)展頭，另一組T9C232的13、14腳外接701、702、703、704、70c、70p。
專利摘要城市天然氣管網(wǎng)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制裝置結(jié)構(gòu)為主站的輸出與輸入接口100連接公共數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)/接數(shù)據(jù)和命令的主控單元501、501串行連接發(fā)/接陣列轉(zhuǎn)發(fā)控制器601，601并聯(lián)連接數(shù)據(jù)通信發(fā)/接模塊陣列701、702、703、704，701、702、703、704分別連接移動(dòng)通信發(fā)/接天線801、802、803、804；501連接負(fù)責(zé)命令的發(fā)/接的命令發(fā)/接模塊70c，70c連接帶有放大功能的發(fā)/接天線80c、501連接區(qū)域管道主管負(fù)責(zé)人發(fā)/接模塊70p，70p連接發(fā)/接天線80p。優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型的系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院偷土慕ㄔO(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)費(fèi)用。不需要建設(shè)通信站。
文檔編號(hào)G01D18/00GK2667806SQ0325820
公開(kāi)日2004年12月29日 申請(qǐng)日期2003年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月5日
發(fā)明者劉偉, 朱建新, 張金權(quán), 馮祿, 高以天, 田播, 郭君益, 趙啟大 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣管道通信電力工程總公司