Устройство для обработки и передачи информации учета товарной нефти Советский патент 1982 года по МПК G06F17/00 

I

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обработки информации на узлах замера сниженных углеводородов, на установках подготовки и перекачки нефти и нефтепродуктов, при заполнении нефтехранилищ и резервуарных парков, при подаче потребителю товарной продукции на потоке в условиях внедрения автома тизированной информационно-измерительной системы в газовой, нефтяной и других отраслях промышленности..

По основному авт. св. N 590757 известно устройство для обработки и передачи информации учета товарной нефти, содержащее датчики расхода, делители частоты, блок суммирования, блок температурной коррекции, датчик температуры, счетчик импульсов, блок задания отбора пробы, узел отбора пробы, блок измере1шя, блок памяти, блок определения сортности продукта, элемент ИЛИ, первый триггер, блок задания алгоритма обработки, вычислительный блок, первый блок коммутации, блок оперативной памяти, шифратор признаков, элемент ИЛИ-НЕ, третий триггер, первый ждущий генератор, регистр считывания, второй блок комутации, блок анализа нулевого значения, блок памяти постоян10ных коэффициентов, второй триггер, элемент задержки, блок запуска, регистр сдвига, блок буферной памяти, второй ждущий генератор, регистр опроса, блок согласования, дешифра15тор, шифратор, преобразователь, усилитель, блок регистрации и передачи, блок памяти, блок контроля датчиков расхода, блок ивдикации, блок определения коэффициентов де20ления и анализатор качества продукта, в котором выходы датчиков расхода соединены с первыми входами соответственно первого и второго делителей частоты выходы блока управления подключены соответственно к управляющим входам блока задаьшя отбора пробы, блока суммирования, блока памяти и блока измерения, выход которого через блок памяти подключен к входу блока определения сорта продукта, выход узла отбора пробы подключен к входу блока задания отбора пробы, выход которого соединен с первым входом блока измерения, первый вход элемента ИЩ соединен с соответствуницим выходом блока управления, выход через первый триггер соединен с первым входом блока задания алгоритма обработки, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-ИЕ, выход подключен к входу первого триггера, первым входом блока памяти постоянных коэффициентов и первого блока коммутации, входу шифратора признаков и к своему третьему входу входы блока температурной коррекции соединены соответственно с выхо дом датчика температуры и выходом блока суммирования, выход через сче чик импульсов подклзочен к первому входу блока индикации и второму вхо ду первого блока коммутации, третий и четвертый входы которого соединен соответственно с первым входом блок оперативной памяти, второй вход которого подключен к выходу регистра считывания, выход блока оператив кой памяти соединен с первым входом второго блока коммутации, второй вход которого подключен к выходу блока задания алгоритма обработки, первый выход через блок анализа нулевого значения соединен с первым входом вычислительного блока, второй и третий йходы которого соедин соответственно с выходами шифратор признаков и блока naMHtH постоянны коэффициентов, первый выход подклю чен к первому входу блока буферной памяти, второй вход которого соеди нен с выходом регистра сдвига, выход через последовательно соединен ные блок согласования, дешифратор, пшфратор, преобразователь, усилитель, блок регистрации и передачи подключен к выходу устройства, выход анализатора качества продукта соединен со вторым входом блока измерения, выходы делителей частот соединены с соответствукицими входа ми блока суммирования, выходы датчиков расхода соединены с соответствуклцими входами блока контроля датчиков расхода, вход устройства через блок приема подключен к входу блока управления, входы второго триггера подключены соответственно к второму выходу блока задания алгоритма обработки и выходу регистра опроса, выход соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход первого ждущего генератора соединен со входом регистра опроса, блок определения коэффициентов деления соединен двухсторонними связями с блоком проверки, выход второго ждущего генератора соединен с входом регистра считывания, выход которого подключен к первому входу третьего триггера, второй вход которого соединен с выходом блока задания алгоритма обработки, выход третьего триггера подключен к входу второго ждущего генератора и второму входу элемента ИЛИ-НЕ, входы блока запуска подключены соответственно к второму выходу вычислительного блока, выходам второго триггера и элемента задержки, выход соединен с входом регистра сдвига, вход элемента задержки соединен с выходом второго триггера, вы:Коц. подключен к входу первого ждущего генератора, выход регистра опроса подключен к входу блока согласования и к третьему входу блока буферной памяти, управляющие входы блока регистрации и передачи, блоков индикации и оперативной памяти соединены с соответствующими выходами блока управления, входы блока индикации соединены соответственно с третьим выходом блока определения сорта продукта, четвертый выход которого подключен к второму входу элемента ШШ, с вькодами преобразователя и блока контроля датчиков расхода, выходы блока определения коэффициентов деления подключены к вторым входам соответствующих делителей частоты. Устройство используется преимущественно для обработки информации на установках подготовки и перекачки нефти при сдаче потребителю товарной продукции на потоке, перекачиваемом в одном направлении ГОДля обеспечения с помощью данного устройства учета, например, при закачке нефти, нефтепродукта в хранилище (резервуарный парк) и отбора из хранилища по тому же трубопроводу обычно производят записи результато на момент переключения, а за отчетный период делают перерасчет для прямого и обратного направлений, на что затрачивается дополнительное время. При более сложных схемах уче та, например когда два или более поставщика перекачивают свою продук цию потребителю в один трубопровод и у одного из поставщиков давление на выходе резервуарного парка окажется ниже, чем на входе резервуарного парка потребителя (это возможно в случае остановки насосов поставщика и слабого отбора продукции потребителем), то естественно продукция будет перекачиваться неработающему поставщику минуя потребителя. В данной ситуации рассматриваемые устройства установленные у всех постав циков, будут регистрировать отгрузку, хотя работают не все что приводит к ложной информации. Таким образом, данное устройство производит обработку и передачу информации о количестве и качестве нефти за определенный промежуток времени нарастающим итогом независи мо от того, в каком направлении по трубопроводу поток нефти перекачнва ;ется через датчики расхода, но не позволяет производить дифференцированный учет количества, прошедший через счетчик в прямом и обратном направлениях. Цель изобретения - повышение достоверности работы и расширения фун циональных возможностей за счет обе печения его использования на управляемых и неуправляемых реверсивШ)1х потоках. .1 Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены два формирователя импульсов, два элемента И, два счетчика, второй элемент ИЛИ-НЕ, четвертый, пятый и шес той триггеры и дифференциальный дат чик давления трубопровода, первый и второй выходы которого соединены соответственно,с входами первого и второго формирователей импульсов, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к первому входу первого счетчика, выход второго элемента И подключен к первому входу второго счетчика, вторые входы первого и второго счетчиков соединены с выходом четвертого триггера, выход первого счетчика соединен с первыми входами второго элемента ИЛИ-НЕ, пятого и шестого триггеров, выход второго счетчика соединен с вторыми входами второго элемента ИЛИ-НЕ, пятого и шестого триггеров, выход второго элемента ИЛИ-НЕ подключен к вторым входам первого и второго элементов Ник входу четвертого триггера, выходы пятого и шестого триггеров соединены с шестым и седьмым входами блока индикации и третьим и четвертым входами блока управления. Кроме того, в устройстве блок управления содержит генератор импульсов, счетчик времени, группу элементов И, три элемента ИЛИ, резисторы, переключатели и десять триггеров, причем выходы триггеров с первого по девятый являются соответственно выходами блока, выход генератора импульсов подключен к входу счетчика времени и через первый резистор к входу первого триггера, вход генератора импульсов соединен с выходом первого переключателя, выход второго переключателя через второй резистор соединен с первым входом десятого триггера, выходы счетчика времени подключены соответственно к первым входам элементов И группы, вторые входы которых через соответствуюпще резисторы соединены с выхо дом третьего переключателя, входы переключателей являются упрйвляющими входами блока, выходы элементов И группы через первый элемент ИЛИ подключены к первому входу второго элемента ИЛИ, второй, третий, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока выход второго элемента ИЛИ подключен к первым входам триггеров с четвертого по девятый, первые входы второго и третьего триггеров подключены соответственно к четвертому и третьему входам блока, второй вход второго триггера соединен с третьим входом блока, второй вход третьего триггера соединен с четвертым входом блока, выход десятого триггера подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом четвертого триггера, вторые входы триггеров с пятого по восьмой, вторые входы деся799

того триггера и третьего элемента ИЛИ соединены с установочным входом блока.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства , на фиг. 2 - схема блока управления.

Устройство содержит датчики расхода 1 и 2, делители частоты 3 и 4J блок суммирования 5j блок температурной коррекции 6, датчик температуры 7; импульсов 8 блок управления 9, блок задания отбора пробы 10, узел отбора пробы 11.блок измерения 2, блок памяти 13, блок определения сорта продукта 14 элемент ИЛИ 15, триггер 16J блок задания алгоритма обработки 17, вычислительный блок 18J блок коммутации 19; блок оперативной памяти 20 шифратор признаков 21,элемент ИЛИ-НЕ 22 J триггер 23, ждущий генератор 24 регистр считывания 25; блок коммутации 26, блок анализа нулевого значения 27j блок памяти постоянных коэф фидиентов 28j триггер 29, элемент задержки 30, блок запуска 31, регистр сдвига 32, блок буферной памяти 33, ждуПЦ1Й генератор 341 регистр опроса 35; блок согласования 36; дешифратор 37; шифратор 38, преобразователь 39, усили тель 40; блок регистрации и передачи 4 1 ; выход 42 и вход 43 устройства, блок приема 44, блок контроля датчиков расхода 45, блок индикации 46; блок проверки 47i блок определения коэффициентов деления. 48;

анализатор качества продукта 49, дифференциальный датчик давления 50, формирователи импульсов 51 и 52 элемент И 53 и 54, счетчики 55 и 56i триггеры 57 и 58, элемент ИЛИ-НЕ 59; триггер 60; трубопровод 61, переключатели 62-64; генератор импульсов 65, резисторы 66-69; счетчик времени 70J группа элементов И 71 и 72, элементы ИЛИ 73-75 триггеры 76-85.

Устройство работает следующим образом.

Поток нефти или нефтепродукта проходит через датчики расхода 1 и 2, что приводит к вращению турбинок и формированию частотного сигнала в зависимости от прохождения объема жидкости, затем эти сигналы обрабатываются в именованные единицы, регистрируются и передаются на диспетчерский пункт. Одновременно при прохождении потока жидкости через дат18

чики расхода 1 и 2 на них (турбинных датчиках расхода) возникает падение давления, т.е. появляется перепад давления, которое и улавливается дифференциальным датчиком давления 50. Дифференциальный датчик давления 50, состоящий из двух автогенераторов, преобразует положительный или отрицательный перепад (движение жидкости через датчики расхода в прямом или обратном направлениях) давления в частотные сигналы, пропорциональные перепаду давления ДР. Частоты fj и f2. с дифференциального датчика давления 50 поступают на формирователи импульсов 51 и 52, где по каждому периоду входного сигнала формируются прямоугольные импульсы малой длительности. Прямоугольные импульсы с формирователя импульсов 51, через элемент И 53 поступают на вход счетчика 55, а с формирователя импульсов 52 через элемент И 54 nocTynajoT на вход счетчика 56. Количество разрядов обоих счечиков одинаковое. При разности частот, поступающих с датчика дифференциального давления 50 насчетчики, например, f , заполне11ие счетчик 56 опередит заполнешГе счетчика 55„ На выходе счетчика 56 появится сигна который перебросит триггер 58 в единичное состояние, а триггер 57 в нулевое. Этот же сигнал через элемент ИЛИ-НЕ 59 запретит прохождение на вход обоих счетчиков 55 и 56 входных сигналов с формирователей импульсов 51 и 52 и перебросит триггер 60 по счетному входу в единичное состояние выходной сигнал которого сбросит оба счетчика в нулевое положение. Тогда на выходе обоихсчетчиков будет высокий потенциал, который через элемент ИЛИ-НЕ 59 разрешит прохождение сигналов на входы счетчиков и перебросит триггер 60 в нулевое положение. Далее вся схема готова к приему очередной партии импульсов. И снова

опередит тот счетчик, на вход которого будет подана большая частота, которая в свою очередь зависит от направления движения яоадкости по трубопроводу через турбинные датчики расхода. Триггеры 57 и 58 в любой момент времени находятся в противоположных состояниях, причем один из них обозначает прямое направле1ше движения жидкости в трубопроводе че9рез датчики расхода, а второй - обратное. Смена их состояний отражает изменение направления движения жидкости в грубопроводе через датчики расхода. Сигналы с триггеров 57 и 58 подаются на блок индикации 46 и на блок управления 9, блок ин дикации 46 по сигналам с триггеров 57 и 58 выдает информацию о количестве перекаченной нефти, нефтепроду та в прямом и обратном направлениях с нарастающим итогом для каждого направления за определенный промежуток времени. Одновременно по сигналам триггеров 57 и 58 блок управления 9 подает сигнал на вход элемента ИЛИ 15, который воздействует на триггер 16. Триггер 16 запускает в работу блок задания алгоритма обработки 17. Блок задания алгоритма I7 подает сигнал на вход блока коммутации 19, чем обеспечивается перезапись информации блоков 8, 13 и 14 в блок оперативной памяти 20. Сигналом с блока 17 обес печивается в дальнейшем реализация вычислительных операций со входной информацией, чередуя ввод обрабатываемой информации с вводом служебных команд в вычислительный блок 18 и дальнейший вывод результатов со знаком плюс или минус. По команде блока управления 9 блоком регист рации и передачи 4} с выхода устройства 42 осуществляется передача результатов измерений (с момента последней команды на обработку инфо мации до сигнала с триггеров 57 и-58 начале реверса жидкости в трубопроводе) h вычислений совместно с измеренными параметрами. После очистки всей схемы от информации последних измерений, вычисленных результатов и передачи данных на ди петчерский пункт (для потока в одгю направлении) схема устанавливается в исходное состояние, а на диспетчерский пункт передается сигнал (сообщение) об изменении направ ления потока жидкости в трубопроводе (реверс жидкости потока). Вся последующая информация о количестве жидкости будет передаваться с проти воположным знаком. Процесс обработк информации аналогичен. Таким образо производится дифференцированная обработка и передача информации в соответствии с направлением потока I10 жидкости в трубопроводе через датчики расхода. Блок управления (см. фиг. 2) работает следую1цим образом. При движении жидкости по трубопроводу в прямом направлении триггер 57 (см. 4жг. 1) находится в состоянии 1. Единичным выходом триггера 57 устанавливает триггер 78 в единичное состояние, а триггер 77 в нуль. С выхода триггера 78 при установке триггера в единичное состояние отрицательный сигнал вьлдается в блок 17. В этом случае обработка и передача информации происходит со знаком Плюс. При смене направления движения жидкости в трубопроводе триггер 57 устанавливается в О, а триггер 58 в 1. Сигнал с триггера 58 устанавливает триггер 77 и 78 в единичное и нулевое состояние соответственно, и отрицательный импульс с триггера 77 поступает в блок 17. В этом случае обработка и передача информации идет со знаком Минус. Одновременно сигналы с триггеров 57 и 58 поступают на схему ИЛИ 74 блока управления 9, по сигналам которых- обработка результатов измерений производится аналогично тому, как это делается в известном устройстве. Использование рассмотренного устройства позволит охватить автоматическим учетом знакопеременные потоки товарной нефти и других жидких продуктов, что повышает достоверности учетных данных в целом. В то же время обеспечение регистрации отдельно обратного потока позволит диспетчеру иметь информацию о времени и количестве перекаточного продукта в обратном направлении, что повысит оперативность управления перекачкой и сдачей продукта и определения нарушения режимов откачки, а следовательно, повышается точность расчета поставщика с потребителем. Формула изобретения 1. Устройство для обработки и передачи информации учета товарной нефти по авт. св. № 590757, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности работы и расширения функциональных возможностей за счет обеспечения его использования на управляемых и неуправляемых реверсивных потоках, в него введены два формирователя импульсов два элемента И, два счетчика, второ элемент ИЛИ-НЕ, четвертый, пятый и шестой триггеры и дифференциальный датчик давления трубопровода, первы и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго формирователей импульсов, выходы которых подключены соответст венно к первым входам первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к первому входу первого счетчика, выход второго элемента И подключен к первому входу второго счетчика, вторые вход первого и второго счетчиков соедине ны с выходом четвертого триггера, выход первого счетчика соединен с первыми входами второго элемента ИЛИ-НЕ, пятого и шестого триггеров, выход второго счетчика соединен с вторыми входами второго элемента ИЛИ-НЕ, пятого и шестого триггеров выход второго элемента ИЛИ-НЕ подключен к вторым входам первого и вт рого элементов Инк входу четвертого триггера, выходы пятого и шестого триггеров соединены с шестым и седьмым входами блока индикации и третьим и четвертым входами блока управления. 2. Устройство по п. 1, отли чающееся тем, что блок управления содержит генератор импульсов, счетчик времени, группу элементов Hj три элемента ИЛИ, резисторы, переключ -Ьели и десять триггеров, причем выходы триггеров с первого по девятый являются соответ ственно выходами блока, выход генератора импульсов подключен к входу счетчика времени и через первый резистор к входу первого триггера, вход генератора импульсов соединен с выходом первого переключателя, выход второго переключателя через второй резистор соединен с первым входом десятого триггера, выходы счетчика времени подключены соответственно к первым входам элементов И группы, вторые входы которых через соответствующие резисторы соединены с выходом третьего переключателя, входы переключателей являются управляющими входами блока, выходы элементов И группы через первый элемент ИЛИ подключены к первому, входу второго элемента ИЛИ, второй, третий, четвертый и дятый входы которого соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока, выход второго элемента ИЛИ подключен к первым входам триггеров с четвертого по девятый, первые входы второго и третьего триггеров подключены соответственно к четвертому и третьему входам блока, второй вход второго триггера соединен с третьим входом блока, второй вход третьего триггера соединен с четвертым входом блока, выход десятого триггера подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом четвертого триггера, вторые входы триггеров с пятого по восьмой, вторые входы десятого триггера и третьего элемента ИЛИ соединены с установочньп входом блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 о Авторское свидетельство СССР № 590757, кло G 06 F 15/46, 1975 (прототип).

St№ вт &я бм