一种智慧化天然气加臭控制系统及控制方法与流程

1.本发明涉及智能化加臭技术领域，具体涉及一种智慧化天然气加臭控制系统及控制方法。

背景技术：

2.在天然气行业中，加臭是必不可少的部分。加臭剂是一类含硫或无硫的具有刺激性警示气味的气体，通常用于对泄漏燃气起警示作用。但加臭剂用量在应用中由于不能精确控制，存在明显不足。加臭剂浓度较低时，不能在燃气泄漏时起警示作用，加臭剂浓度较高时，不仅会让使用天然气人员感到不适，而且会造成经济浪费，影响企业成本。通常，天然气加臭装置采用闭环加臭模式，控制器通过对加臭剂的输出量与实际浓度做对比，调整参数，从而保证天然气中加臭剂浓度达到国家标准。
3.现目前，现有技术中也有通过补偿执行机构控制加臭机对天然气管道中加臭剂浓度进行补偿。但现有技术中未考虑到温度、压力等参数，只通过单一流量以及天然气管道中加臭剂浓度作为参补，在算法上不够全面，在这种控制方式下，系统不能特别准确的注入加臭剂浓度，从而无法保证实时精确控制天然气末端实际的加臭剂浓度达到国家标准。浓度低会造成天然气用户存在天然气泄漏未查觉安全隐患，浓度高会增加企业运营成本，造成资源浪费。

技术实现要素：

4.为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种智慧化天然气加臭控制系统及控制方法，通过考虑多方面参数包括温度、压力、流量等，能实时精确控制天然气管网末端实际的加臭剂浓度达到国家标准，解决了上述背景技术中提到的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智慧化天然气加臭控制系统，所述控制系统包括plc控制模块(2)、数据采集模块、计算模块、加臭模块；所述加臭模块由加臭泵(3)、加臭剂存储罐和天然气管道(5)构成，所述的计算模块包括上位机(1)及上位机上搭载的加臭剂精准投放算法模块；所述plc控制模块(2)与上位机(1)电气连接，所述plc控制模块将数据采集模块采集的信号数据发送给上位机，上位机上搭载的加臭剂精准投放算法模块开始计算，上位机将计算后得到的加注速度指令发送给plc控制模块；所述plc控制模块与加臭泵电气连接，将加注速度指令发送至加臭泵。
6.优选的，所述的数据采集模块包括用于采集温度信号的温度变送器(4)、用于采集压力信号的压力变送器(6)、用于采集流量信号的流量变送器(7)和用于采集天然气管道末端加臭剂浓度的加臭剂浓度检测装置(8)。
7.优选的，所述数据采集模块中的温度变送器、压力变送器、流量变送器均设置在天然气管道中，用于采集对应的数据信号。
8.优选的，所述的加臭剂浓度检测装置设置于天然气管道的末端，采集天然气管道末端加臭剂的实际浓度。
9.优选的，所述的plc控制模块包括温度信号输入端、压力信号输入端、流量信号输入端以及加臭剂浓度信号输入端；所述plc控制模块的温度信号输入端与温度变送器相连，所述压力信号输入端与压力变送器相连，所述流量信号输入端与流量变送器相连，所述加臭剂浓度信号输入端与加臭剂浓度检测装置相连。
10.另外，为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：一种智慧化天然气加臭控制系统的控制方法，包括如下步骤：
11.s1、通过数据采集模块采集对应的数据；
12.s2、数据采集模块将采集的数据传递至plc控制模块；
13.s3、plc控制模块将数据发送给上位机；
14.s4、在上位机界面输入当前加臭设备中的加臭剂密度、当前天然气管道管径、当前目标加臭剂浓度；
15.s5、上位机上搭载的加臭剂精准投放算法模块开始计算，计算得到加注速度；
16.s6、上位机通过plc控制模块电气连接，将加注速度指令传输至plc控制模块；
17.s7、plc控制模块将接收到的加注速度指令发送给加臭泵，加臭泵按照接收到的加注速度开始工作；
18.s8、通过加臭剂浓度检测装置获取天然气管道末端加臭剂的实际浓度；
19.s9、若检测到的天然气管道末端加臭剂实际浓度与目标加臭剂浓度不一致，则通过比例系数调整上位机中目标加臭剂浓度数值，获得k值，通过k值修正步骤s5中的加注速度，控制系统重新按照步骤s5-s7开始工作。
20.优选的，所述步骤s1中通过数据采集模块采集对应的数据具体是指：通过温度变送器采集天然气管道中的温度值；通过压力变送器采集天然气管道中的压力值；通过流量变送器采集天然气管道中的流量值。
21.优选的，所述步骤s9中的比例系数具体是天然气管道末端加臭剂实际浓度与目标加臭剂浓度的偏差；所述的k值＝目标加臭剂浓度/天然气管道末端加臭剂实际浓度。
22.优选的，所述步骤s9中通过k值修正步骤s5中的加注速度具体是：将步骤s5的加注速度乘以k值，得到修正后的加注速度。
23.本发明的有益效果是：
24.1)本发明的天然气加臭控制系统具有温度、压力、流量数据采集装置，上位机通过搭载算法计算出加臭机加注速度传递给plc控制模块，plc控制模块再传递给加臭泵，从而实现天然气精准加臭系统中算法的应用，精准控制末端加臭剂浓度，从实现控制天然气管道末端加臭剂浓度达到国家标准，并保证天然气中加臭剂混合均匀；
25.2)本发明可根据天然气管道末端加臭剂含量实时调整加注速度，从而保证仪器的实时性，从而从而让加臭剂浓度持续达到在国家标准之上且不浪费；
26.3)本发明的控制精确度高，避免了天然气中的加臭剂过量，在不完全燃烧之后会产生一氧化碳、硫化氢、氧化硫等有害气体，保证了天然气的使用安全性。
附图说明
27.图1为本发明系统结构框架示意图；
28.图2为本发明控制方法步骤原理示意图；
29.图中，1-上位机；2-plc控制模块；3-加臭泵；4-温度变送器；5-天然气管道；6-压力变送器；7-流量变送器；8-加臭剂浓度检测装置。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.请参阅图1-图2，本发明提供一种技术方案：一种智慧化天然气加臭控制系统，如图1所示，所述控制系统包括plc控制模块2、数据采集模块、计算模块、加臭模块；
32.所述加臭模块由加臭泵3、加臭剂存储罐和天然气管道5构成，
33.所述的计算模块包括上位机1及上位机上搭载的加臭剂精准投放算法模块；
34.所述plc控制模块2与上位机1电气连接，所述plc控制模块将数据采集模块采集的信号数据发送给上位机，上位机上搭载的加臭剂精准投放算法模块开始计算，上位机将计算后得到的加注速度指令发送给plc控制模块；所述plc控制模块与加臭泵电气连接，将加注速度指令发送至加臭泵。
35.进一步的，所述的数据采集模块包括用于采集温度信号的温度变送器4、用于采集压力信号的压力变送器6、用于采集流量信号的流量变送器7和用于采集天然气管道末端加臭剂浓度的加臭剂浓度检测装置8。
36.进一步的，所述数据采集模块中的温度变送器、压力变送器、流量变送器均设置在天然气管道中，用于采集对应的数据信号。
37.加臭剂浓度检测装置设置于天然气管道的末端，采集天然气管道末端加臭剂的实际浓度。
38.进一步的，所述的plc控制模块包括温度信号输入端、压力信号输入端、流量信号输入端以及加臭剂浓度信号输入端；所述plc控制模块的温度信号输入端与温度变送器相连，所述压力信号输入端与压力变送器相连，所述流量信号输入端与流量变送器相连，所述加臭剂浓度信号输入端与加臭剂浓度检测装置相连。
39.一种智慧化天然气加臭控制系统的控制方法，如图2所示，包括如下步骤：
40.s1、通过数据采集模块采集对应的数据；
41.s2、数据采集模块将采集的数据传递至plc控制模块；
42.s3、plc控制模块将数据发送给上位机；
43.s4、在上位机界面输入当前加臭设备中的加臭剂密度、当前天然气管道管径、当前目标加臭剂浓度；
44.s5、上位机上搭载的加臭剂精准投放算法模块开始计算，计算得到加注速度；
45.s6、上位机通过plc控制模块电气连接，将加注速度指令传输至plc控制模块；
46.s7、plc控制模块将接收到的加注速度指令发送给加臭泵，加臭泵按照接收到的加注速度开始工作；
47.s8、通过加臭剂浓度检测装置获取天然气管道末端加臭剂的实际浓度；
48.s9、若检测到的天然气管道末端加臭剂实际浓度与目标加臭剂浓度不一致，则通
过比例系数调整上位机中目标加臭剂浓度数值，获得k值，通过k值修正步骤s5中的加注速度，控制系统重新按照步骤s5-s7开始工作。
49.进一步的，所述步骤s1中通过数据采集模块采集对应的数据具体是指：通过温度变送器采集天然气管道中的温度值；通过压力变送器采集天然气管道中的压力值；通过流量变送器采集天然气管道中的流量值。
50.进一步的，所述步骤s9中的比例系数具体是天然气管道末端加臭剂实际浓度与目标加臭剂浓度的偏差；所述的k值＝目标加臭剂浓度/天然气管道末端加臭剂实际浓度。
51.进一步的，所述步骤s9中通过k值修正步骤s5中的加注速度具体是：将步骤s5的加注速度乘以k值，得到修正后的加注速度。
52.本发明的天然气加臭控制系统具有温度、压力、流量数据采集装置，上位机通过搭载算法计算出加臭机加注速度传递给plc控制模块，plc控制模块再传递给加臭泵，从而实现天然气精准加臭系统中算法的应用，精准控制末端加臭剂浓度，从实现控制天然气管道末端加臭剂浓度达到国家标准，并保证天然气中加臭剂混合均匀。
53.本发明可根据天然气管道末端加臭剂含量实时调整加注速度，从而保证仪器的实时性，从而从而让加臭剂浓度持续达到在国家标准之上且不浪费；本发明的控制精确度高，避免了天然气中的加臭剂过量，在不完全燃烧之后会产生一氧化碳、硫化氢、氧化硫等有害气体，保证了天然气的使用安全性。
54.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种智慧化天然气加臭控制系统，其特征在于，所述控制系统包括plc控制模块(2)、数据采集模块、计算模块、加臭模块；所述加臭模块由加臭泵(3)、加臭剂存储罐和天然气管道(5)构成，所述的计算模块包括上位机(1)及上位机上搭载的加臭剂精准投放算法模块；所述plc控制模块(2)与上位机(1)电气连接，所述plc控制模块将数据采集模块采集的信号数据发送给上位机，上位机上搭载的加臭剂精准投放算法模块开始计算，上位机将计算后得到的加注速度指令发送给plc控制模块；所述plc控制模块与加臭泵电气连接，将加注速度指令发送至加臭泵。2.根据权利要求1所述的智慧化天然气加臭控制系统，其特征在于：所述的数据采集模块包括用于采集温度信号的温度变送器(4)、用于采集压力信号的压力变送器(6)、用于采集流量信号的流量变送器(7)和用于采集天然气管道末端加臭剂浓度的加臭剂浓度检测装置(8)。3.根据权利要求2所述的智慧化天然气加臭控制系统，其特征在于：所述数据采集模块中的温度变送器、压力变送器、流量变送器均设置在天然气管道中，用于采集对应的数据信号。4.根据权利要求2所述的智慧化天然气加臭控制系统，其特征在于：所述的加臭剂浓度检测装置设置于天然气管道的末端，采集天然气管道末端加臭剂的实际浓度。5.根据权利要求1所述的智慧化天然气加臭控制系统，其特征在于：所述的plc控制模块包括温度信号输入端、压力信号输入端、流量信号输入端以及加臭剂浓度信号输入端；所述plc控制模块的温度信号输入端与温度变送器相连，所述压力信号输入端与压力变送器相连，所述流量信号输入端与流量变送器相连，所述加臭剂浓度信号输入端与加臭剂浓度检测装置相连。6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的智慧化天然气加臭控制系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：s1、通过数据采集模块采集对应的数据；s2、数据采集模块将采集的数据传递至plc控制模块；s3、plc控制模块将数据发送给上位机；s4、在上位机界面输入当前加臭设备中的加臭剂密度、当前天然气管道管径、当前目标加臭剂浓度；s5、上位机上搭载的加臭剂精准投放算法模块开始计算，计算得到加注速度；s6、上位机通过plc控制模块电气连接，将加注速度指令传输至plc控制模块；s7、plc控制模块将接收到的加注速度指令发送给加臭泵，加臭泵按照接收到的加注速度开始工作；s8、通过加臭剂浓度检测装置获取天然气管道末端加臭剂的实际浓度；s9、若检测到的天然气管道末端加臭剂实际浓度与目标加臭剂浓度不一致，则通过比例系数调整上位机中目标加臭剂浓度数值，获得k值，通过k值修正步骤s5中的加注速度，控制系统重新按照步骤s5-s7开始工作。7.根据权利要求6所述的智慧化天然气加臭控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤s1中通过数据采集模块采集对应的数据具体是指：通过温度变送器采集天然气管道中的温度值；通过压力变送器采集天然气管道中的压力值；通过流量变送器采集天然气管道中
的流量值。8.根据权利要求6所述的智慧化天然气加臭控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤s9中的比例系数具体是天然气管道末端加臭剂实际浓度与目标加臭剂浓度的偏差；所述的k值＝目标加臭剂浓度/天然气管道末端加臭剂实际浓度。9.根据权利要求6所述的智慧化天然气加臭控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤s9中通过k值修正步骤s5中的加注速度具体是：将步骤s5的加注速度乘以k值，得到修正后的加注速度。

技术总结

本发明公开了一种智慧化天然气加臭控制系统及控制方法，包括PLC控制模块、数据采集模块、计算模块、加臭模块；所述加臭模块由加臭泵、加臭剂存储罐和天然气管道构成，所述的计算模块包括上位机及上位机上搭载的加臭剂精准投放算法模块；所述PLC控制模块与上位机电气连接，所述PLC控制模块与加臭泵电气连接。本发明可根据天然气管道末端加臭剂含量实时调整加注速度，从而保证仪器的实时性，从而从而让加臭剂浓度持续达到在国家标准之上且不浪费；本发明的控制精确度高，避免了天然气中的加臭剂过量，在不完全燃烧之后会产生一氧化碳、硫化氢、氧化硫等有害气体，保证了天然气的使用安全性。使用安全性。使用安全性。