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

　　關(guān)鍵詞：電子壓力開(kāi)關(guān)，信號分段，單片機。

　　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(kāi)發(fā)重要性和必要性

　　目前，國內針對原油的運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就設一個(gè)分站來(lái)進(jìn)行加熱、加壓。為降低能源消耗我國輸油管道都進(jìn)行了現代化技術(shù)改造實(shí)現了計算機監控。在輸油管道監控系統中為保護管線(xiàn)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(kāi)關(guān)。為防止輸油泵抽空在進(jìn)站管線(xiàn)及泵入口管線(xiàn)上也安裝了壓力開(kāi)關(guān)。但目前使用的壓力開(kāi)關(guān)存在如下問(wèn)題：

　�。�1）工作不可靠在對進(jìn)站壓力開(kāi)關(guān)進(jìn)行校驗時(shí)多次發(fā)現，當給定壓力低于設定壓力時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)仍不動(dòng)作，當用物體敲擊時(shí)又恢復正常。

　�。�2）誤動(dòng)作用戶(hù)反應曾多次發(fā)生當管線(xiàn)內壓力產(chǎn)生輕微波動(dòng)時(shí)造成甩泵。致使某些壓力開(kāi)關(guān)長(cháng)期不能投用，使輸油泵失去應有的保護，帶來(lái)不安全因素。

　�。�3）精度低、校準難在校驗時(shí)需反復進(jìn)行試驗才能確定設定值。

　�。�4）密閉流程解除后由于進(jìn)站壓力較低，使壓力開(kāi)關(guān)無(wú)法使用。

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

　　2、產(chǎn)品結構及關(guān)鍵技術(shù)

　　2.1結構原理智能電子壓力開(kāi)關(guān)外型。它的結構由壓力傳感器、主機板及防 爆外殼等部分組成。

　　智能電子壓力開(kāi)關(guān)原理框圖見(jiàn)圖2.智能電子壓力開(kāi)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%）、高穩定性（ 優(yōu)于0.1%FS／年）、抗高過(guò)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(kāi)關(guān)的控制精度及可靠性有了保證。

　�、谛盘栒{理部分采用集成運放及電子元件組成，它對壓力傳感器信號進(jìn)行調理，變成微電腦能接受的信號，送給微電腦。

　�、畚㈦娔X采用低功耗嵌入式單片機C8051F007，該單片機具有供電電壓低（2.7～3.6 V）、功耗低（可低于1 mA）、體積�。�8 mm×8 mm）、功能強等特點(diǎn)。該單片機具有12BitADC，356BRAM，32kFlash MCU.微電腦將采集到的壓力信號進(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(kāi)關(guān)狀態(tài)信號。

　�、茈娮娱_(kāi)關(guān)將微電腦發(fā)出的壓力開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號轉化為智能電子壓力開(kāi)關(guān)的導通及斷開(kāi)。

　�、菪�準按鈕，在對智能電子壓力開(kāi)關(guān)校驗時(shí)只要按下“校準按鈕”，微電腦就會(huì )自動(dòng)記憶當前壓力值，并把該值作為智能電子壓力開(kāi)關(guān)設定值，從而實(shí)現壓力開(kāi)關(guān)的智能校驗。

　�、蘖鞒踢x擇開(kāi)關(guān)，旁接罐流程、密閉流程可設置不同的門(mén)檻值，旁接罐流程設置的門(mén)檻值可適當降低，從而克服了旁接罐流程壓力開(kāi)關(guān)不能投用的難題。

　　2.2關(guān)鍵技術(shù)

　　2.2.1模型識別技術(shù)輸油泵入口壓力較低時(shí)會(huì )對葉輪產(chǎn)生氣蝕造成輸油泵的損壞，因此輸油站設置有壓力調節系統并在進(jìn)站及泵入口安裝了壓力開(kāi)關(guān)，當進(jìn)站壓力較低時(shí)調節系統首先進(jìn)行調節，當自動(dòng)調節系統調節后進(jìn)站壓力若繼續下降，達到壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作值時(shí)就會(huì )進(jìn)行甩泵從而達到保護輸油泵的目的。但實(shí)際運行情況表明當發(fā)生異常情況時(shí)，由于自動(dòng)調節系 統 存在滯后，未等自動(dòng)調節系統發(fā)揮作用壓力開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生動(dòng)作造成甩泵。突然甩泵給輸油設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。合理的選擇是依據泵站實(shí)際情況建立泵入口壓力允許模型，壓力開(kāi)關(guān)依據該模型進(jìn)行識別，決定是否甩泵。

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

　�。�1）采用了模型識別技術(shù)克服了現有壓力開(kāi)關(guān)的壓力瞬間超低時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作造成不正常 甩泵。

　�。�2）增加了流程選擇開(kāi)關(guān)，旁接罐流程、密閉流程可設置不同的閾值，旁接罐流程設置的閾值可適當降低，從而解決了旁接罐流程壓力開(kāi)關(guān)不能投用的問(wèn)題。

　�。�3）增設了校準按鈕，在對智能電子壓力開(kāi)關(guān)校驗時(shí)只要按下“校準按鈕”，微電腦就會(huì )自動(dòng)記憶當前壓力值，并把該值作為“智能電子壓力開(kāi)關(guān)”設定值，從而實(shí)現壓力開(kāi)關(guān)的智能 校驗。

　　4、技術(shù)指標

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

　　5、結論

　　智能電子壓力開(kāi)關(guān)選用了先進(jìn)的壓力傳感器件，采用了模型識別及信號自動(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)調節系統滯后造成的甩泵。一年多的現場(chǎng)應用表明該智能電子壓力開(kāi)關(guān)技術(shù)先進(jìn)，性能可靠，適用于輸油管道。