iSafe油气管道泄漏在线监测系统解决方案

图2.3 湿式音波传感器和压力传感器的安装方式

信号调理模块:

经过长距离传输后,管道泄漏产生的音波信号衰减较大。信号调理模块将对音波信号进行调理,提取有效音波信号,并传递给ACU,同时对传感器的工作状态进行实时监控,一旦出现异常,也会在第一时间将故障信息传递给ACU,保证系统的正常工作状态。 GPS:

GPS同步是系统精确定位的重要手段,为了保证ACU采集的同步性,每个站点都需要安装GPS来实现同步的数据采集,GPS天线需要安装在每个站点的ACU室屋顶,无遮挡的高处,高于屋顶0.5米以上。通过GPS获取精准的时间,便于对各监控节点进行精确时间同步。GPS时间同步设备采用高输出精度的GPS接收机(±100ns)来实现。 低功耗ACU:

低功耗ACU安装在管道沿线的站场或者阀室。并配套蓄电池组和太阳能充电系统、电源线、信号线、GPS馈线、GPS避雷器、浪涌保护器等使用,将现场传感器采集到的信号通过ACU运行采集的程序,利用采集卡把音波信号转换为数字信号,并通过通信网络传送给泄漏监测服务器,整个ACU采用蓄电池组和太阳能充电系统进行供电,功率5W~10W。低功耗ACU的通讯通常采用4G/3G/GPRS的方式。

图2.3 低功耗ACU方案

2.6.2 iSafe-RTU终端 iSafe-RTU终端主要功能是实时采集多通道的压力信号,并通过Modbus总线或OPC服务将压力数据传输到泄漏监测服务器,安放在站场或者阀室、控制室。iSafe-RTU需要通过GPS授时模块进行分布式的数据同步。iSafe-RTU终端包括压力传感器、GPS和RTU等部件。

2.6.3 泄漏监测服务器 iSafe管道泄漏监测系统服务器主要功能列表如下: ? 泄漏检测及定位;

? 对音波数据进行接收并实时显示; ? 对音波信号进行实时分析; ? 历史数据分析; ? 配置管道信息; ? 对数据进行存储。

泄漏监测服务器由硬件和软件组成,硬件一般使用高性价比、高稳定性的PC服务器,软件是拥有自主知识产权的管道泄漏监测软件。

系统硬件要求处理器为至强2.0GHz以上CPU,内存大于4GB,单块硬盘容量大于600GB。

该服务器主要完成将不同地点的ACU数据进行汇聚,系统软件与ACU通信,建立并维护各ACU的通讯信道;利用各GPS时钟信号对其发送的数据进行精确时间同步。系统软件可从SCADA系统获取流量、压力、在线密度等参数,以进一步提高系统可靠性,降低误报率。系统软件处理和识别各ACU的音波数据,判断管道是否发生泄漏。依据管网的拓扑结构以及音波信号到达各ACU的时间差,计算泄漏位置。

系统软件保存各个ACU传送来的原始数据以及中间数据,以便进一步分析处理。管道泄漏发生的时间、地点等关键信息保存在数据库中,程序重新启动后泄漏信息仍然保留。

泄漏监测系统软件运行人机界面,人机界面显示管道走向,在管道上显示安装ACU的监控节点位置。发生泄漏时,系统发出声音报警,并在管道泄漏的位置显示泄漏图标,同时在监控画面的泄漏信息栏上标明泄漏时刻、泄漏位置等信

息。

系统软件具有自动诊断功能,能够对断电自启动,通信链路、声波采集、GPS等模块进行自动诊断、报警、提示。人机界面可查看系统的具体参数,如果系统工作不正常可以发现出错部位及原因。

2.6.4 通讯系统 iSafe管道泄漏监测系统使用计算机网络进行通信。ACU的音波数据通过通讯网络传送到泄漏监测服务器,监控终端与泄漏监测服务器也通过通讯网络相连接。

iSafe管道泄漏监测系统通常直接使用管道SCADA系统现有的通信网络。为保证网络通信可靠性,建议系统通信使用已有光纤网络。如果管道没有通信网络,需要另购网络设备,通过ADSL\\3G等方式组建计算机网络。ACU与服务器之间传送的数据已经过加密,可以通过公网传输。另外系统有严格的数据完整检查和出错重传机制,保证每条数据都准确可靠地传递,在网络环境恶劣情况下能正常工作。

2.7 系统数据框架 2.8 系统集成应用

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