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智能電子壓力開關(guān)研制及應(yīng)用

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 摘 要:分析了智能電子壓力開關(guān)的特點(diǎn),研究并論述了智能電子壓力開關(guān)采取的模型識(shí)別技術(shù)及信號(hào)自動(dòng)分段技術(shù)。研制的智能電子壓力開關(guān)已在輸油管道上應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明該智能電子壓力開關(guān)技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定可靠。

  關(guān)鍵詞:電子壓力開關(guān),信號(hào)分段,單片機(jī)。

  Development and application of smart electron pressure switch

  ZHAO Lianke

 ?。↙uning Dept of SINOPEC Pipeline Storage and Transport Co.,Shand ong Zoucheng 273500,China)

  Abstract:This article analyses the characteri stics of the smart electron pressure switch,the technology of pattern recognitio n and the technology of signal automatic subsection have been discussed.The smar t electron pressure switch has been applied in pipeline.The effect shows that th e smart electron pressure switch has good technology and the characteristics of stabilization and credibility. Keywords:electron pressure switch;signal segmentation;single c hip microcomputer.

  1、研制開發(fā)重要性和必要性

  目前,國內(nèi)針對(duì)原油的運(yùn)送方式主要采用管道加熱輸送工藝。原油在管道輸 送中每間隔40~90 km就設(shè)一個(gè)分站來進(jìn)行加熱、加壓。為降低能源消耗我國輸油管道都進(jìn)行了現(xiàn)代化技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)監(jiān)控。在輸油管道監(jiān)控系統(tǒng)中為保護(hù)管線防止出站壓力超 高造成爆管,在出站及泵出口匯管處安裝了壓力開關(guān)。為防止輸油泵抽空在進(jìn)站管線及泵入口管線上也安裝了壓力開關(guān)。但目前使用的壓力開關(guān)存在如下問題:

 ?。?)工作不可靠在對(duì)進(jìn)站壓力開關(guān)進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)多次發(fā)現(xiàn),當(dāng)給定壓力低于設(shè)定壓力時(shí),壓力開關(guān)仍不動(dòng)作,當(dāng)用物體敲擊時(shí)又恢復(fù)正常。

 ?。?)誤動(dòng)作用戶反應(yīng)曾多次發(fā)生當(dāng)管線內(nèi)壓力產(chǎn)生輕微波動(dòng)時(shí)造成甩泵。致使某些壓力開關(guān)長期不能投用,使輸油泵失去應(yīng)有的保護(hù),帶來不安全因素。

 ?。?)精度低、校準(zhǔn)難在校驗(yàn)時(shí)需反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)才能確定設(shè)定值。

 ?。?)密閉流程解除后由于進(jìn)站壓力較低,使壓力開關(guān)無法使用。

  為解決現(xiàn)有壓力開關(guān)存在的這些問題,研制高可靠性、高精度和智能電子壓力開關(guān)十分必要 .

  2、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

  2.1結(jié)構(gòu)原理智能電子壓力開關(guān)外型。它的結(jié)構(gòu)由壓力傳感器、主機(jī)板及防 爆外殼等部分組成。

  智能電子壓力開關(guān)原理框圖見圖2.智能電子壓力開關(guān)由以下幾部分組成:①壓力傳感器件采用單晶硅智能壓力傳感器。該傳感器具有高精度(±0.075%)、高穩(wěn)定性( 優(yōu)于0.1%FS/年)、抗高過壓和高靜壓(耐壓16 MPa)、量程遷移比大(20∶1)等特點(diǎn)。選用單晶硅智能壓力傳感器作為傳感部件,使智能電子壓力開關(guān)的控制精度及可靠性有了保證。

 ?、谛盘?hào)調(diào)理部分采用集成運(yùn)放及電子元件組成,它對(duì)壓力傳感器信號(hào)進(jìn)行調(diào)理,變成微電腦能接受的信號(hào),送給微電腦。

  ③微電腦采用低功耗嵌入式單片機(jī)C8051F007,該單片機(jī)具有供電電壓低(2.7~3.6 V)、功耗低(可低于1 mA)、體積小(8 mm×8 mm)、功能強(qiáng)等特點(diǎn)。該單片機(jī)具有12BitADC,356BRAM,32kFlash MCU.微電腦將采集到的壓力信號(hào)進(jìn)行分析、處理、記憶,消除干擾及壓力波動(dòng),發(fā)出正確的壓力開關(guān)狀態(tài)信號(hào)。

 ?、茈娮娱_關(guān)將微電腦發(fā)出的壓力開關(guān)狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)化為智能電子壓力開關(guān)的導(dǎo)通及斷開。

  ⑤校準(zhǔn)按鈕,在對(duì)智能電子壓力開關(guān)校驗(yàn)時(shí)只要按下“校準(zhǔn)按鈕”,微電腦就會(huì)自動(dòng)記憶當(dāng)前壓力值,并把該值作為智能電子壓力開關(guān)設(shè)定值,從而實(shí)現(xiàn)壓力開關(guān)的智能校驗(yàn)。

 ?、蘖鞒踢x擇開關(guān),旁接罐流程、密閉流程可設(shè)置不同的門檻值,旁接罐流程設(shè)置的門檻值可適當(dāng)降低,從而克服了旁接罐流程壓力開關(guān)不能投用的難題。

  2.2關(guān)鍵技術(shù)

  2.2.1模型識(shí)別技術(shù)輸油泵入口壓力較低時(shí)會(huì)對(duì)葉輪產(chǎn)生氣蝕造成輸油泵的損壞,因此輸油站設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)并在進(jìn)站及泵入口安裝了壓力開關(guān),當(dāng)進(jìn)站壓力較低時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)首先進(jìn)行調(diào)節(jié),當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)后進(jìn)站壓力若繼續(xù)下降,達(dá)到壓力開關(guān)動(dòng)作值時(shí)就會(huì)進(jìn)行甩泵從而達(dá)到保護(hù)輸油泵的目的。但實(shí)際運(yùn)行情況表明當(dāng)發(fā)生異常情況時(shí),由于自動(dòng)調(diào)節(jié)系 統(tǒng) 存在滯后,未等自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)揮作用壓力開關(guān)就產(chǎn)生動(dòng)作造成甩泵。突然甩泵給輸油設(shè)備造成的危害比短時(shí)間泵入口壓力超低造成的危害還要大。合理的選擇是依據(jù)泵站實(shí)際情況建立泵入口壓力允許模型,壓力開關(guān)依據(jù)該模型進(jìn)行識(shí)別,決定是否甩泵。

  3、與同類產(chǎn)品的比較智能電子壓力開關(guān)目前與普通的壓力開關(guān)相比有如下特點(diǎn):

 ?。?)采用了模型識(shí)別技術(shù)克服了現(xiàn)有壓力開關(guān)的壓力瞬間超低時(shí),壓力開關(guān)動(dòng)作造成不正常 甩泵。

 ?。?)增加了流程選擇開關(guān),旁接罐流程、密閉流程可設(shè)置不同的閾值,旁接罐流程設(shè)置的閾值可適當(dāng)降低,從而解決了旁接罐流程壓力開關(guān)不能投用的問題。

  (3)增設(shè)了校準(zhǔn)按鈕,在對(duì)智能電子壓力開關(guān)校驗(yàn)時(shí)只要按下“校準(zhǔn)按鈕”,微電腦就會(huì)自動(dòng)記憶當(dāng)前壓力值,并把該值作為“智能電子壓力開關(guān)”設(shè)定值,從而實(shí)現(xiàn)壓力開關(guān)的智能 校驗(yàn)。

  4、技術(shù)指標(biāo)

 ?。?)精度:0.002MPa;(2)導(dǎo)通壓降:12V;(3)非導(dǎo)通工作電流: ≤6mA;(4)系統(tǒng)供電:24V;(5)環(huán)境溫度:-10~50℃;(6)耐壓:16MPa.

  5、結(jié)論

  智能電子壓力開關(guān)選用了先進(jìn)的壓力傳感器件,采用了模型識(shí)別及信號(hào)自動(dòng)分段技術(shù),消除了壓力波動(dòng)等各種干擾,解決了由于自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)滯后造成的甩泵。一年多的現(xiàn)場應(yīng)用表明該智能電子壓力開關(guān)技術(shù)先進(jìn),性能可靠,適用于輸油管道。

發(fā)布:2007-07-30 11:21    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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