生命线工程管线阀门智能地震安全控制系统技术方案

一种生命线工程管线阀门智能地震安全控制系统。本发明专利技术涉及一种地震安全控制装置，涉及地震动监测节点监测的地震参数通过无线方式发送至监控中心，监控中心的控制信号通过无线方式发送到指定的阀门受控节点，受控节点根据控制信号的指令控制该节点关闭或开启阀门，实现地震安全自动控制，地震动监测节点由三分向加速度传感器ａ１、信号调整电路ａ２、数据采集电路ａ３、信号处理与分析判断单元ａ４、无线发射单元ａ５组成，监控中心由无线接收单元ｂ１、监控主机ｂ２、无线发射单元ｂ３组成，受控节点由无线接收单元ｃ１、控制电路ｃ２、继电器组ｃ３、可控阀门ｃ４组成。本发明专利技术反应迅速、控制方便，在地震来临时以无线方式关闭网络内多个阀门，确保生命和财产的安全。

Intelligent seismic safety control system of lifeline engineering pipeline valve

Intelligent earthquake safety control system for lifeline engineering pipeline valve. The invention relates to a seismic safety control device, relates to seismic ground motion parameter monitoring through the wireless monitoring node sends control signals to the monitoring center, the monitoring center wirelessly to the valve controlled nodes, controlled nodes according to the control signal instructions to control the node to close or open the valve, to achieve automatic control of seismic safety. Seismic monitoring nodes from three to A1 acceleration sensor, signal adjustment circuit, data acquisition circuit, A2 A3 signal processing and analysis unit A4, wireless transmission unit is composed of A5, the monitoring center by the wireless receiving unit B1, monitoring host B2, wireless transmission unit B3, controlled nodes by wireless receiving unit, C1 control circuit C2, C3, relay group controlled valve C4. The invention has the advantages of quick response and convenient control, and the utility model can be used to shut off a plurality of valves in the network in a wireless way to ensure the safety of life and property.

【技术实现步骤摘要】
生命线工程管线阀门智能地震安全控制系统技术领城本专利技术涉及一种生命线工程(石油、煤气、水、电等)管线阀门地震 安全自动控制装置，特别是一种可感知地震的智能无线阀门控制系统。
技术介绍
目前，随着我国经济建设的迅猛发展，生命线工程基础设施的建设与 安全运行日益受到政府和社会的广泛重视,，生命线工程通常包括供电、供 水、供气系统和液体燃料供应系统，是经济发展的动力源和社会稳定的生 命线，对社会经济发展有着举足轻重的作用。但这些系统对地震作用有极 大的易损性，历史震灾调查表明，能源供应系统的震害不仅表现在其自身 破坏造成实物损失和停业损失，还会给依靠其产品(电、气、油料)进行 生产经营活动的相关行业带来关联损失。更为严重的是有时会引起或加重 次生灾害(火灾及其蔓延、毒气泄露、爆炸等)，同时给震时应急抢险救 灾和震后恢复工作造成极大障碍。目前，公知的管线用电磁阀门是生命线传输管线自动控制系统中常用 的执行元件，其工作原理是以电磁力转变为机械力，并利用管线中传输介 质压力差来实现开启或关闭，以实行对管线系统中介质的自动控制。但是， 在地震来临时，由于阀门自身没有感知地震的能力，而且操作人员通常也 没有充分的反应时间去关闭多个阀门。从而，当地震来临时管线破裂导致 其传输介质泄漏，形成次生灾害。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种结构紧 凑、设计合理、功能完备的生命线工程管线阀门智能地震安全控制系统， 以避免由于地震所造成的生命线工程破坏及相应破坏而引发的次生灾害。为了达到上述目的，本专利技术釆用的技术方案是地震动监测节点监测 的地震信号和参数通过无线传输方式发送至监控中心，监控中心的控制信 号通过无线传输方式发送到指定的阀门受控节点，阀门受控节点根据控制 信号的指令控制该节点管线关闭或开启阀门机械结构动作以实现地震安 全自动控制，所述地震动监测节点由三分向加速度传感器al、信号调整电 路a2、数据釆集电路a3、信号处理与分析判断单元a4和无线发射单元a5 组成，将信号调整电路a2、数据采集电路a3、信号处理与分析判断单元a4和无线发射单元a5集成一体为简易强震仪，所述监控中心由无线接收单 元bl、监控主机b2和无线发射单元b3组成，所述受控节点由无线接收单 元cl、控制电路c2、继电器组c3和可控阀门c4组成，将无线接收单元 cl、控制电路c2和继电器组c3集成一体为阀门控制仪。 本专利技术的优点是结构紧凑、设计合理、功能完备、反应迅速、控制方便，在地震来临 时就可以以遥控的方式立即关闭无线网络覆盖范围内的多个阀门，从而保 证人们生命和财产的安全。在注重生命线工程管线安全的今天，本系统具 有极大的推广价值和广泛的巿场前景。 附困说明图l是本专利技术系统示意图2是本专利技术监控节点方框图3是本专利技术监控中心示意图4是本专利技术受控节点方框图5是本专利技术三分向地震加速度传感器电路图6是本专利技术简易强震仪组成方框图7是本专利技术无线通信模块方框图8是本专利技术受控节点闽门控制电路图9是本专利技术阀门控制意图； 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细描述。由图l一图9可知，本专利技术是地震动监测节点监测的地震信号和参数 通过无线传输方式发送至监控中心，监控中心的控制信号通过无线传输方 式发送到指定的阀门受控节点，阀门受控节点根据控制信号的指令控制该 节点管线关闭或开启阀门机械结构动作以实现地震安全自动控制，所述地 震动监测节点由三分向加速度传感器al、信号调整电路a2、数据采集电 路a3、信号处理与分析判断单元a4和无线发射单元a5组成，将信号调整 电路a2、数据采集电路a3、信号处理与分析判断单元a4和无线发射单元 a5集成一休为简易强震仪，所迷监控中心由无线接收单元bl、监控主机 b2和无线发射单元b3组成，所述受控节点由无线接收单元cl、控制电路 c2、继电器组c3和可控阀门c4组成，将无线接收单元cl、控制电路c2 和继电器组c3集成一体为阀门控制仪。监测节点处三分向地震加速度传感器al的地震波信号直接与信号调 整电路a2输入端连接，经过信号调整电路a2调整的地震波信号送入数据 采集a3的输入端，触发判断分析a4通过总线与数据采集a3相连控制数 据釆集和读取釆集数据，并且触发判断分析a4通过接口与其无线发射单 元连接向监控中心发送地震动参数。监控中心的无线接收单元bl输出端通过接口和监控主机b2输入端相 连，监控主机b2输出端通过接口与其无线发送单元b3连接将控制命令发 往受控节点。受控节点处其无线接收单元cl通过接口与控制电路c2相连将监控中心发来的控制命令信号输入，控制电路c2通过控制信号线与继电器组c3相连，继电器组c3输出端接至可控阀门c4控制端，控制电路根据接收到的监控中心的控制命令种类控制继电器组的状态，使可控闽门关闭或开启 机械结构动作。三分向地震加速度传感器采用三个集成加速度传感器芯片组成X、 Y、 Z三个垂直正交测量方向，通过与信号调整电路的接口输出加速度信号， 其中，电阻R11的一端连接到加速度传感器芯片的A0UT引脚相连，另一 端与电阻R12的一端共同连接到芯片的VIN引脚，电阻R12的另一端连接 到芯片IC1的UC0UT引脚，通过电阻R11和电阻R12的比值来调整芯片的 最大电压输出范围，电阻R13的一端连接到芯片IC1的VIN引脚，另一端 与可变电阻R14的中间引脚相连，通过电阻R13和可变电阻R14来调整加 速度传感器的零输出电压值，监测节点的加速度振动信号通过芯片IC1的 UCOUT输出引脚与接口 l连接输入到简易强震仪的调整电路。由信号调整电路a2、数据采集电路a3、信号处理与分析判断单元a4 和无线发射单元a5集成一体的简易强震仪，其数据釆集A/D转换器的转 换精度为16位，32位中央处理器DSP芯片，大容量U盘存储，其中，加 速度传感器测得的监测节点处地面加速度震动信号输入到调整电路dl，经 过调整电路dl进行电平转换和滤波后的信号连接到16位A/D转换器 d2,16位A/D转换器与转换接口 d3连接，转换接口 d3通过数据总线连接到dsp单片机d5，同时dsp单片机d5通过信号线与转换接口 d3连接，控 制A/D转换采样，DSP单片机d5与时间系统d7连接记录地震触发事件的 时间，DSP单片机d5与数据存储d8连接记录地震触发事件数据，DSP单 片机d5与通信接口 d4连接实现现场状态检查，dsp单片机d5与无线发射 d9连接向监控中心发送地震触发事件的地震动参数。无线模块通过编码识别方式，自组织网无线通信传输协议相互传递与 监控中心构成网络，无线通信模块的接收和发送是通过串行rs232接口电 路与单片机连接实现的，其中，单片机el的串行接收引脚RX与串行RS232 接口 e2的2脚连接，单片机el的串行发送引脚TX与串行RS232接口 e2 的3脚连接，串行RS232接口 el和串行RS232接口 e2的2脚和3脚分别 交叉连接，无线通信模块e4的接收引脚RX与串行RS232接口 e3的2脚 连接，无线通信模块e4的发送引脚TX与串行RS232接口 e3的3脚连接。受控节点控制芯片采用pic单片机，控制阀门为二位式电磁阀门，由 继电器组切换的正负两种激励信号来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生命线工程管线阀门智能地震安全控制系统，包括多个采用相同机制的地震动监测节点、监控中心和多个采用相同机制的阀门受控节点。其特征在于：地震动监测节点监测的地震信号和参数通过无线传输方式发送至监控中心，监控中心的控制信号通过无线传输方式发送到指定的阀门受控节点，阀门受控节点根据控制信号的指令控制该节点管线关闭或开启阀门机械结构动作以实现地震安全自动控制，所述地震动监测节点由三分向加速度传感器ａ１、信号调整电路ａ２、数据采集电路ａ３、信号处理与分析判断单元ａ４和无线发射单元ａ５组成，将信号调整电路ａ２、数据采集电路ａ３、信号处理与分析判断单元ａ４和无线发射单元ａ５集成一体为简易强震仪，所述监控中心由无线接收单元ｂ１、监控主机ｂ２和无线发射单元ｂ３组成，所述受控节点由无线接收单元ｃ１、控制电路ｃ２、继电器组ｃ３和可控阀门ｃ４组成，将无线接收单元ｃ１、控制电路ｃ２和继电器组ｃ３集成一体为阀门控制仪。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马树林，杨学山，孙志远，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，马树林，杨学山，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]