一种防冻剂实时加注方法及系统与流程

1.本发明涉及防冻剂加注技术领域，更具体的说是涉及一种防冻剂实时加注方法及系统。


背景技术：

2.目前，输气管路中混合气体在低温环境下易结冰，降低输气管路传输效率，严重时堵塞输气管路并造成严重的生产事故。
3.但是，现有解决方案是通过人工方式测量输气管路温度，当温度达到一定条件时往管路中增加适量防冻剂。该操作方式虽可防止输气管路因结冰而堵塞，但也存在以下不足：1、在实际操作过程中需要值班人员通过手动的方式测量管路温度，采用测温设备为红外测温枪，红外测温枪测温精度受距离和表面平整度等影响，导致同一点同一时刻测得管壁温度差多达几度；2、人工测量频次较低，对温度变化响应较慢，无法动态控制防冻剂加注量；3、人工测温后需要查表得出对应的加注量，然后调节加注泵开度，以达到不同温度区间加注不同量防冻剂的目的，采用手动的方式调节泵开度，无法做到精确的加注量，操作人员为了防止管路堵塞，通常防冻剂加注量高于实际需求值，导致浪费大量的防冻剂以及增加清管次数；4、控制防冻剂加注泵唯一依据是温度高低，如管路发生堵塞，加注泵会持续加注防冻剂，导致管路压力升高使加注泵损坏；5、在加注过程中，需要值班人员每日核查防冻剂存储罐中剩余防冻剂，当防冻剂剩余量低于安全阈值时，及时补充，这种方式要求操作人员不能出现漏检情况发生。
4.综上所述，整个冬季生产过程中的输气管道防冻剂加注过程中，都需要人员的直接参与，并且无法实现低成本和自动化生产的目的。
5.因此，如何提供一种能够解决上述问题的防冻剂实时加注方法是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明提供了一种防冻剂实时加注方法及系统，通过温度传感器获取输气管路温度，并根据温度值以及加注管路压力等信息计算出对应的电机转速从而实现防冻剂准确加注。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种防冻剂实时加注方法，包括以下步骤：
9.实时采集加注管道环境数据、加注管道压力数据以及当前防冻剂加注流量数据；
10.选取加注模式，当所述加注模式为全自动模式时，根据所述加注管道环境数据、所述加注管道压力数据以及所述当前防冻剂加注流量数据、预设温度与加注流量的映射关系以及预设加注流量与电机转速的映射关系，实现防冻剂加注电机的转速调节，完成防冻剂的加注。
11.优选的，所述预设加注流量与电机转速的映射关系的具体表达式为：
12.motpspeed＝ax*pumpvale*(1425/pumpmax)/valratio
13.式中：motpspeed表示当前温度下计算出电机转速值，ax表示计算斜率，pumpvale表示当前防冻剂流量值，pumpmax表示电机全速范围内最大加注流量，valratio表示泵阀门开度值。
14.优选的，所述加注模式还包括半自动模式，当所述加注模式为半自动模式时，预设防冻剂加注时间参数及加注流量参数，完成对应量加注。
15.优选的，还包括：
16.定时所述半自动模式及所述全自动模式的防冻液加注流量，并形成生产报表。
17.优选的，所述加注管道环境数据包括管道温度数据及大气温度数据。
18.进一步，本发明还提供一种利用上述任一项所述的防冻剂实时加注方法的系统，包括：
19.控制器，用于实现系统的整体控制功能；
20.参数采集模块，所述参数采集模块与所述控制器电性连接，用于实时采集加注管道环境数据、加注管道压力数据以及当前防冻剂加注流量数据；
21.变频器，所述变频器与所述控制器电性连接，用于实现转速调节；
22.防冻剂加注电机，所述防冻剂加注电机与所述变频器电性连接，用于根据所述变频器的调节结果完成防冻剂的加注。
23.优选的，还包括：参数设置及模式选取模块，所述参数设置及模式选取模块与所述控制器电性连接，所述参数设置及模式选取模块用于设置防冻剂加注时间参数及加注流量参数，同时选取所述加注模式。
24.优选的，还包括：
25.接口模块，所述接口模块与所述控制器电性连接，用于接入设备；
26.显示模块，所述显示模块与所述控制器电性连接，用于显示数据；
27.报表模块，所述报表模块与所述控制器电性连接，用于定时记录防冻液加注流量，并形成生产报表。
28.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种防冻剂实时加注方法及系统，能够自动根据温度变化值控制变频电机自动加入防冻剂，加注量与设计值一致，并且能够实现不间断的温度信号采集和动态加注，可完全替代现场操作人员，同时通过人工核对，系统整体误差在5％内。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
30.图1为本发明提供的一种防冻剂实时加注系统的结构示意图；
31.图2为本发明实施例提供的温度与加注流量关系图。
具体实施方式
32.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。
33.本发明实施例公开了一种防冻剂实时加注方法，包括以下步骤：
34.实时采集加注管道环境数据、加注管道压力数据以及当前防冻剂加注流量数据；
35.选取加注模式，当加注模式为全自动模式时，根据加注管道环境数据、加注管道压力数据以及当前防冻剂加注流量数据、预设温度与加注流量的映射关系以及预设加注流量与电机转速的映射关系，实现防冻剂加注电机的转速调节，完成防冻剂的加注。
36.在一个具体的实施例中，预设加注流量与电机转速的映射关系的具体表达式为：
37.motpspeed＝ax*pumpvale*(1425/pumpmax)/valratio
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(1)
38.式中：motpspeed表示当前温度下计算出电机转速值，ax表示计算斜率，pumpvale表示当前防冻剂流量值，pumpmax表示电机全速范围内最大加注流量，valratio表示泵阀门开度值。
39.其中，pumpmax ＝(12.4-tubpre)*0.04
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(2)
40.式中：12.4表示本方案所使用的米顿罗泵最大压力值，单位为bar，tubpre表示加注管道压力，0.04表示负相关值，pumpmax初始值为11.4l。
41.具体的，预设温度与加注流量的映射关系参见表1所示。
42.表1温度控制加注规则
[0043][0044]
在一个具体的实施例中，加注模式还包括半自动模式，当加注模式为半自动模式时，预设防冻剂加注时间参数及加注流量参数，完成对应量加注。
[0045]
在一个具体的实施例中，还包括：
[0046]
定时半自动模式及全自动模式的防冻液加注流量，并形成生产报表。
[0047]
在一个具体的实施例中，加注管道环境数据包括管道温度数据及大气温度数据。
[0048]
具体的，还包括离线模式，离线加注是指在特殊情况下需要通过手动的方式控制变频器进行加注，而不依靠控制器控制变频器的方式进行加注。
[0049]
参见附图1所示，本发明实施例还提供一种利用上述实施例中任一项的防冻剂实时加注方法的系统，包括：
[0050]
控制器1，用于实现系统的整体控制功能；
[0051]
参数采集模块2，参数采集模块2与控制器1电性连接，用于实时采集加注管道环境数据、加注管道压力数据以及当前防冻剂加注流量数据；
[0052]
其中，参数采集模块可以包括：温度采集单元、压力采集单元以及液位采集单元；
[0053]
变频器3，变频器3与控制器1电性连接，用于实现转速调节；
[0054]
防冻剂加注电机4，防冻剂加注电机4与变频器3电性连接，用于根据变频器3的调节结果完成防冻剂的加注。
[0055]
其中，控制器1为stm32f103处理器，控制器1每次上电或重启后均会对整个进行参数配置，完成所有配置工作后，进入循环工作状态，以达到实时控制的目的，同时控制器内部配置有1k eeprom存储空间，存储重要参数，在掉电后数据不需要重新配置，控制器会自动进行恢复，实现自动获取管道加注控制权。数据恢复完成后，控制器进入循环执行阶段。循环执行表示控制器一直处于工作状态，需完成通信响应、显示控制、电机控制、数据采集等功能。
[0056]
在一个具体的实施例中，
[0057]
在一个具体的实施例中，还包括：参数设置及模式选取模块5，参数设置及模式选取模块5与控制器1电性连接，参数设置及模式选取模块5用于设置防冻剂加注时间参数及加注流量参数，同时选取加注模式。
[0058]
在一个具体的实施例中，还包括：
[0059]
接口模块6，接口模块6与控制器1电性连接，用于接入设备；
[0060]
显示模块7，显示模块7与控制器1电性连接，用于显示数据；
[0061]
报表模块8，报表模块8与控制器1电性连接，用于定时记录防冻液加注流量，并形成生产报表。
[0062]
实施例2
[0063]
具体应用本发明实施例的过程如下：
[0064]
安装好管道的加注管道压力传感器、温度传感器、液位高度传感器等相关设备后，并完成调试。
[0065]
在安装测试工作完成后，对该系统进行试运行，系统整体运行平稳，未出现故障。通过人工抽检核对其加注量与设计值一致，加注系统与组态软件通信正常，配置参数与生产报表均能正常交付和上传。在试运行其间选取温度取样值与单日加注流量值进行曲线分析，参见附图2所示，图中所示温度值为当日某一时刻采集传感器上传的温度值，加注流量为控制器上传统计报表结果，核对后误差在5％内，说明系统整体能够自动根据温度变化值控制变频电机自动加入防冻剂，加注量与设计值一致，并且该系统能够实现不间断的温度信号采集和动态加注，可完全替代现场操作人员。
[0066]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0067]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。