一种基于工业气体的智能化充装控制方法及系统与流程

本发明属于气体充装控制，具体涉及一种基于工业气体的智能化充装控制方法及系统。

背景技术：

1、气体制造厂商在特气生产完成后，需要把气体充装到各种规格的钢瓶中进行保存，然后才能销售。目前市场上好多气体公司都使用一些老旧工艺，充装过程都是手动进行的，因为特气行业危险性极高，对技术人员的要求比较高，培养一个合格的技术员是需要大量经验的时间，这就无形中增加了公司运营成本。手动充装过程中，由于人为的不可控性，会影响每个钢瓶充装量，充装完成后气体的纯度。若是操作不当，还会引起气体泄漏，导致人身安全，和环境污染。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于工业气体的智能化充装控制方法及系统，

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、s1：通过气体储存罐放置台的内置压力传感器获取放置台压力数据，预设放置台压力阈值，根据所述放置台压力数据和所述放置台压力阈值进行判断，若所述放置台压力数据大于所述放置台压力阈值，则获取气体储存罐的储存总量；若所述放置台压力数据不大于所述放置台压力阈值，则不做处理；

4、s2：预设清洗要求次数、保压测试比率、保压时长，根据所述储存总量和所述保压测试比率通过计算得到保压气体量，根据所述清洗要求次数、所述保压时长、所述保压气体量通过诊断模型计算得到诊断结果；

5、s3：对所述诊断结果进行判断，若所述诊断结果为测试合格，则执行充装操作；若所述诊断结果为测试不合格，则产生保压不合格报警信号；

6、所述充装操作包括：

7、s201：智能终端根据所述诊断结果产生自适应信号控制特殊气体供气阀门和所述气体储存罐的入口电子阀门打开，并通过压力传感器采集气罐内部压力数据，通过温度传感器采集气体温度数据，根据所述气罐内部压力数据和所述气体温度数据计算气罐内部储量；

8、s202：根据所述气罐内部储量添加时间戳得到时序储量，将所述时序储量进行存储得到时序储量序列，根据所述时序储量序列通过预处理模型计算得到预处理序列，根据所述预处理序列通过灰色预测模型计算得到预测结果；

9、s203：根据所述预测结果和所述储存总量进行判断，若所述预测结果小于所述储存总量，则重复步骤s201-s203；若所述预测结果大于等于所述储存总量，则所述智能终端产生自适应信号控制输气阀门和气体储存罐接口阀门关闭；

10、所述灰色预测模型计算步骤为：

11、根据所述预处理序列进行累加生成得到累加序列；

12、根据所述累加序列进行紧邻生成得到紧邻序列；

13、根据所述累加序列的准指数规律构建白化方程；

14、根据所述白化方程和所述紧邻序列构建灰微分方程；

15、根据所述白化方程和所述灰微分方程通过最小二乘法计算得到发展系数和灰色作用量；

16、根据所述发展系数、所述灰色作用量、所述预处理序列通过预测公式计算得到所述预测结果；

17、s4：通过红外气体成像技术对所述气体储存罐进行泄露测试得到泄露测试结果，并将所述泄露测试结果传输至人机交互界面。

18、具体地，所述预处理模型包括：

19、根据所述时序储量序列进行光滑性检测得到检测结果，若所述检测结果为检测合格，则将所述时序储量序列进行输出得到所述预处理序列；若所述检测结果为检测不合格，则根据所述时序储量序列通过对数算子进行计算得到所述预处理序列。

20、具体地，所述获取所述气体储存罐的储存总量包括：

21、s301：通过视觉传感器采集所述气体储存罐的铭牌图片数据，根据所述铭牌图片数据进行预处理得到图像预处理数据；

22、s302：根据所述图像预处理数据通过pp-chatocr模型计算得到图像信息数据；

23、s303：根据所述图像信息数据进行信息检索得到检索结果，若所述检索结果为成功，则将所述储存总量进行输出；若所述检索结果为失败，则所述智能终端产生检索失败报警信号，并通过所述人机交互界面获取所述储存总量。

24、具体地，所述预处理包括灰度化、直方图均衡化、归一化、噪声去除、边缘增强、二值化。

25、具体地，所述诊断模型计算步骤包括：

26、s401：获取压力变化阈值，所述智能终端产生自适应信号打开氮气供气阀门和入口电子阀门，根据所述保压气体量对所述气体储存罐进行等量气体填充，并记录填充完成时长；

27、s402：根据所述填充完成时长和所述保压时长进行判断，若所述填充完成时长等于所述保压时长，则通过压力传感器获取气体储存罐内部压力数据，根据所述气体储存罐内部压力数据和所述压力变化阈值进行判断，若所述气体储存罐内部压力数据不小于所述压力变化阈值，则所述智能终端产生自适应信号控制所述气体储存罐的出口电子阀门打开；若所述气体储存罐内部压力数据小于所述压力变化阈值，则输出所述测试不合格；

28、s403：智能终端产生自适应信号控制所述出口电子阀门关闭，获取清洗执行次数，根据所述清洗要求次数和所述清洗执行次数进行判断，若所述清洗执行次数不小于所述清洗要求次数，则输出测试合格；若所述清洗执行次数小于所述清洗要求次数，则重复步骤s401-s403。

29、一种基于工业气体的智能化充装控制系统，包括：采集模块、诊断模块、执行模块、检测模块；

30、所述采集模块，用于通过气体储存罐放置台的内置压力传感器获取放置台压力数据，预设放置台压力阈值，根据所述放置台压力数据和所述放置台压力阈值进行判断，若所述放置台压力数据大于所述放置台压力阈值，则获取气体储存罐的储存总量；若所述放置台压力数据不大于所述放置台压力阈值，则不做处理；

31、所述诊断模块，用于预设清洗要求次数、保压测试比率、保压时长，根据所述储存总量和所述保压测试比率通过计算得到保压气体量，根据所述清洗要求次数、所述保压时长、所述保压气体量通过诊断模型计算得到诊断结果；

32、所述执行模块，用于对所述诊断结果进行判断，若所述诊断结果为测试合格，则执行充装操作；若所述诊断结果为测试不合格，则产生保压不合格报警信号；

33、所述充装操作包括：

34、s201：智能终端根据所述诊断结果产生自适应信号控制特殊气体供气阀门和所述气体储存罐的入口电子阀门打开，并通过压力传感器采集气罐内部压力数据，通过温度传感器采集气体温度数据，根据所述气罐内部压力数据和所述气体温度数据计算气罐内部储量；

35、s202：根据所述气罐内部储量添加时间戳得到时序储量，将所述时序储量进行存储得到时序储量序列，根据所述时序储量序列通过预处理模型计算得到预处理序列，根据所述预处理序列通过灰色预测模型计算得到预测结果；

36、s203：根据所述预测结果和所述储存总量进行判断，若所述预测结果小于所述储存总量，则重复步骤s201-s203；若所述预测结果大于等于所述储存总量，则所述智能终端产生自适应信号控制输气阀门和气体储存罐接口阀门关闭；

37、所述灰色预测模型计算步骤为：

38、根据所述预处理序列进行累加生成得到累加序列；

39、根据所述累加序列进行紧邻生成得到紧邻序列；

40、根据所述累加序列的准指数规律构建白化方程；

41、根据所述白化方程和所述紧邻序列构建灰微分方程；

42、根据所述白化方程和所述灰微分方程通过最小二乘法计算得到发展系数和灰色作用量；

43、根据所述发展系数、所述灰色作用量、所述预处理序列通过预测公式计算得到所述预测结果；

44、所述检测模块，用于通过红外气体成像技术对所述气体储存罐进行泄露测试得到泄露测试结果，并将所述泄露测试结果传输至人机交互界面。

45、一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的基于工业气体的智能化充装控制方法。

46、一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述所述的基于工业气体的智能化充装控制方法。

47、本发明的有益效果为：

48、（1）通过设置有采集模块、诊断模块、执行模块、检测模块，实现了气体充装过程中清洗、保压测试、充装、泄漏检测流程的全自动化，减少了人工的参与度，有效避免人工的失误造成的损失。

49、（2）通过视觉传感器获取气体储存罐的铭牌图片，根据铭牌图片通过pp-chatocr模型进行信息提取，并对信息进行储存总量检索得到检索结果，若检索成功，则将储存总量进行输出；若所述检索结果为失败，则所述智能终端产生检索失败报警信号，并通过所述人机交互界面获取所述储存总量，实现智能化的气体储存罐的重要数据智能提取。

50、（3）在气体充装过程中，通过压力传感器获取气体储存罐内压力数据，并根据压力数据计算储存罐内气体储存量，根据储存罐内气体储存量通过添加时间戳得到时序储存量序列，根据所述储存量序列通过灰色预测模型计算得到预测结果，智能终端根据预测结果进行动态调整输气管道阀门的关闭，避免了根据实时测量储存罐的储存数据进行调控造成输气管道内残留大量特殊气体，减少了特殊气体的泄漏。