[实用新型]一种用于长距离输油输气线路仪表信号远传与供电的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于输油输气线路技术领域，尤其涉及一种用于长距离输油输气线路仪表信号远传与供电的系统。

背景技术

目前国内外对长距离输油输气线路上的温度、压力、流量等传感器信号95％通常采用光纤方式传输，优点是传输信号稳定，误码率低，缺点是耗费人力、物力、财力，需要另外为设备取电，往往要同时敷设供电线路。在我国西北地区，地域广阔，环境恶劣采用光纤方式耗费高昂。

我们考虑到GPRS覆盖全国98％国土面积，信号好，传输稳定，对仪表输出所需低容量数据信道带宽足够使用。这种技术也是近几年新开发的技术，业界很多技术人员对地处偏远区域的信号的稳定性有所怀疑，不敢使用。经过我们大量的测试实验，除了在新疆昆仑山区内和塔里木沙漠腹地之外，在一般地区都可以找到周边移动基站信号并进入GPRS网络。而且GPRS使用大信噪比天线和频段抓取技术，一般在固定位置状态下，只要进入GPRS网络，就会自动把持，不会失去网络信号。而且，石油天然气管线多处于平坦的沙漠、戈壁、田野、草原等地区，平台地带信号一直稳定并强于山区，所以使用GPRS技术进行长距离传输管道仪表信号是完全可行的。

仪表供电以前都是就近取强电电网交流电源变压转换成仪表所需的弱电直流电源，同样需要电网和布线支持(一般是就近取电)，而且还多了一个强电变弱电的变压转换环节，是一个浪费能源得不偿失的做法。也有一些研究机构尝试将太阳能发电用在遥测系统供电上，但是，由于遥测系统的供电是12V，而仪表供电是24V，研究人员只把眼光放在遥测系统上，而不管仪表的供电要求，还是用有线的传统办法为仪表供电，无法做到完全独立的为遥测系统和仪表系统完全独立供电，不需要强电转换。即使选用太阳能方式供电，通常使用硬质太阳能板，设立支架面向当地的太阳角所规定的倾斜角度南向固定安装，因为传统的太阳能板对日光光照要求高，一定强度的日光光照才能使其正常工作，会导致正常充电时间短，需要电池板功率较大，成本较高，而且安装成本也较高，在风沙较大区域，太阳能电池板支架强度和基础都有很高的要求，这也会提高安装成本和劳动强度。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种用于长距离输油输气线路仪表信号远传与供电的系统，旨在解决现有长距离输油、输气线路仪表信号远传的供电操作复杂，成本高的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种用于长距离输油输气线路仪表信号远传与供电的系统，该用于长距离输油输气线路仪表信号远传与供电的系统包括：发电模块、电源控制模块、蓄电模块、仪表供电变换模块、信号变换无线传输模块、监控主机模块；

发电模块用于提供持续的供电电源；

电源控制模块，与发电模块连接，用于对太阳能输入进行超压保护，对输出能进行过流保护，对负载和蓄电池进行监测保护；

蓄电模块，与电源控制模块连接，用于为电源控制模块和仪表供电变换模块提供备用电源；

信号变换无线传输模块，与电源控制模块连接，用于把现场仪表传输过来的模拟量4-20mA信号变换成数字信号，然后调制成数据码流，通过无线电波传输到无线网络中；

仪表供电变换模块，与蓄电模块连接，用于采用DC12到DC24微电子升压模块来完成电压的变换。

监控主机模块，通过GPRS与信号变换无线传输模块连接，用于实现输油输气线路仪表的远程控制。

进一步，发电模块采用32瓦、12V伏输出柔性太阳能薄膜电池板。

进一步，电源控制模块采用太阳能充放电控制器。

进一步，蓄电模块采用30AH、12V的磷酸铁锂动力电池。

进一步，信号变换无线传输模块采用12V供电，4路4-20mA输入，支持中国移动2G网络SIM卡直插，自带7db高增益天线。

进一步，仪表供电变换模块采用最大0.5A输出的升压模块。

本实用新型提供的用于长距离输油输气线路仪表信号远传与供电的系统，基于ARM内核研发的监控主机模块采取仪表模拟量信号转换为数字信号，转换精度高，误码率低，数据传输稳定，方便软件调试与组态设置，支持SIM卡即插即用；对整个远传系统进行控制和保护，可对单元模块损坏情况进行预警和报警；电源控制模块供电24V直流，采用高效率，超小型单片机数字DC-DC升压转换器，能够有效抵抗过欠压以及浪涌电流对仪表的冲击，降低转换元件功耗，保证供电稳定性；蓄电模块采用长寿命、高容量磷酸铁锂电池，电池能量储备按照连续阴雨天20天设计，尤其适合中国西北地区；