用于减温减压执行器的双模态控制箱及其控制系统

技术领域

本发明属于减温减压设备领域，涉及数据分析技术，具体是用于减温减压执行器的双模态控制箱及其控制系统。

背景技术

减温减压器就是将高温高压蒸汽降为客户能够使用的低压低温蒸汽的设备，以锅炉过热器出口为例，锅炉产生蒸汽经过热器出口到汽轮机做功，汽轮机对于进入的蒸汽参数有个范围要求，如果过热器出口的蒸汽参数超出汽轮机所要求的高限，就会对汽轮机造成损坏，所以必须用减温减压器/减温减压装置将参数降到适用范围以内。

现有技术中的减温减压执行器在运行时无法对其管道进行变形、裂纹等参数进行监测，导致减温减压执行器在运行时存在一定的安全隐患，同时无法在减温减压执行器运行异常时采取针对性的措施进行异常处理。

针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供用于减温减压执行器的双模态控制箱及其控制系统，用于解决现有技术中的减温减压执行器在运行时无法对其管道进行变形、裂纹等参数进行监测的问题；

本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以在运行时无法对其管道进行变形、裂纹等参数进行监测的用于减温减压执行器的双模态控制箱及其控制系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

用于减温减压执行器的双模态控制箱及其控制系统，包括处理器，所述处理器通信连接有变形监测模块、裂纹监测模块、运行评估模块以及存储模块；

所述变形监测模块用于对减温减压执行器的管道进行变形监测：生成监测周期并将监测周期分割为若干个监测时段，将减温减压执行器的管道标记为监测对象，获取监测对象在监测时段内的变形系数，通过变形系数对监测对象在监测时段内的变形状态是否满足要求进行判定；

所述裂纹监测模块用于对减温减压执行器的管道进行裂纹监测并得到监测对象的裂纹标记值，通过裂纹标记值对监测对象在监测时段内的裂纹状态是否满足要求进行判定；

所述运行评估模块用于对减温减压执行器的管道进行运行评估分析。

作为本发明的一种优选实施方式，监测对象在监测时段内的变形系数的获取过程包括：在监测对象的侧面设置若干个监测点，在监测时段的开始时刻与结束时刻对监测对象进行图像拍摄并将得到的图像分别标记为前置图像与后置图像，将前置图像与后置图像进行重合比对，获取同一监测点在前置图像与后置图像中的间隔距离并标记为监测点的偏离值，对所有监测点的偏离值进行求和取平均值得到监测对象在监测时段内的变形系数。

作为本发明的一种优选实施方式，对监测对象在监测时段内的变形状态是否满足要求进行判定的具体过程包括：通过存储模块获取变形阈值，将监测对象在监测时段内的变形系数与变形阈值进行比较：若变形系数小于变形阈值，则判定监测对象在监测时段内的变形状态满足要求；若变形系数大于等于变形阈值，则判定监测对象在监测时段内的变形状态不满足要求，生成变形预警信号并将变形预警信号发送至处理器，处理器接收到变形预警信号后将变形预警信号发送至运行评估模块。

作为本发明的一种优选实施方式，监测对象在监测时段内的裂纹标记值的获取过程包括：将前置图像与后置图像放大为像素格图像并分别进行灰度变换得到前置灰度图像与后置灰度图像，通过存储模块调取裂纹灰度范围与腐蚀灰度范围，将灰度值位于裂纹灰度范围或腐蚀灰度范围之内的前置灰度图像的像素格标记为前置裂纹格，将灰度值位于裂纹灰度范围或腐蚀灰度范围之内的后置灰度图像的像素格标记为后置裂纹格，将前置裂纹格的数量与前置灰度图像的像素格数量的比值标记为前置裂纹系数，将后置裂纹格的数量与后置灰度图像的像素格数量的比值标记为后置裂纹系数，将后置裂纹系数与前置裂纹系数的差值标记为裂纹标记值。

作为本发明的一种优选实施方式，对监测对象在监测时段内的裂纹状态是否满足要求进行判定的具体过程包括：通过存储模块获取裂纹标记阈值，将裂纹标记值与裂纹标记阈值进行比较：若裂纹标记值小于裂纹标记阈值，则判定监测对象在监测时段内的裂纹状态满足要求；若裂纹标记值大于等于裂纹标记阈值，则判定监测对象在监测时段内的裂纹状态不满足要求，生成裂纹预警信号并将裂纹预警信号发送至处理器，处理器接收到裂纹预警信号后将裂纹预警信号发送至运行评估模块。

作为本发明的一种优选实施方式，运行评估模块对减温减压执行器的管道进行运行评估分析的具体过程包括：在运行评估模块接收到变形预警信号或裂纹预警信号时，将对应监测时段标记为评估时段，获取监测对象在评估时段内的处理数据CL、环温数据HW以及集中数据JZ并进行数值计算得到监测对象在评估时段内的运行系数YX；通过存储模块获取到运行阈值YXmax，将运行系数YX与运行阈值YXmax进行比较：若运行系数YX小于运行阈值YXmax，则生成维护优化信号并将维护优化信号发送至处理器，处理器接收到维护优化信号后将维护优化信号发送至管理人员的手机终端；若运行系数YX大于等于运行阈值YXmax，则生成老化更换信号并将老化更换信号发送至处理器，处理器接收到老化更换信号后将老化更换信号发送至管理人员的手机终端。

作为本发明的一种优选实施方式，处理数据CL为减温减压执行器在评估时段内处理蒸汽的体积值，环温数据HW的获取过程包括：获取监测对象外部环境的空气温度值并标记为环温值，将环温值在评估时段内的最大值标记为环温数据HW；集中数据JZ的获取过程包括：将评估时段分割为若干个子时段，获取减温减压执行器在每个子时段内处理蒸汽的体积值并标记为子时段的处理值，对评估时段内所有子时段的处理值进行方差计算得到集中数据JZ。

作为本发明的一种优选实施方式，该用于减温减压执行器的双模态控制箱及其控制系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤一：对减温减压执行器的管道进行变形监测：生成监测周期并将监测周期分割为若干个监测时段，将减温减压执行器的管道标记为监测对象，获取监测对象在监测时段内的变形系数，通过变形系数对监测对象在监测时段内的变形状态是否满足要求进行判定；

步骤二：对减温减压执行器的管道进行裂纹监测：将前置图像与后置图像放大为像素格图像并分别进行灰度变换得到前置灰度图像与后置灰度图像，对前置灰度图像与后置灰度图像进行处理得到裂纹标记值，通过裂纹标记值对监测对象在监测时段内的裂纹状态是否满足要求进行判定；

步骤三：对减温减压执行器的管道进行运行评估分析：获取监测对象在评估时段内的处理数据CL、环温数据HW以及集中数据JZ并进行数值计算得到监测对象在评估时段内的运行系数YX，通过运行系数YX生成维护优化信号或老化更换信号并发送至处理器。

本发明具备下述有益效果：

1、通过变形监测模块可以对减温减压执行器的管道进行变形监测，以周期性监测的方式比对每一个监测时段开始时刻与结束时刻的变形状态，从而根据所有监测点的偏离值进行数值计算得到变形系数，通过变形系数对监测对象在监测时段内的变形状态进行反馈；

2、通过裂纹监测模块可以对减温减压执行器的管道进行裂纹监测，结合图像处理技术对管道裂纹格进行统计，然后比对前置灰度图像与后置灰度图像的裂纹格数量占比的差异得到裂纹标记值，通过裂纹标记值对监测对象在监测时段内的裂纹状态进行反馈；

3、通过运行评估模块可以对减温减压执行器的管道进行运行评估，在监测对象出现裂纹异常或变形异常时，对减温减压器的蒸汽处理量、运行环境温度以及蒸汽处理集中性等参数进行综合分析得到运行系数，根据运行系数对处理措施进行标记，提高异常处理效率。

附图说明

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的系统框图；

图2为本发明实施例二的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，用于减温减压执行器的双模态控制箱及其控制系统，包括设置在程控就地控制箱内部的处理器，拆除损坏的原控制单元，装设自主设计的电动阀“程控就地控制箱”，既能满足就地方式下电动开启和关闭及开度调节的要求，也能满足中控程控方式下的程控开启、程控关闭及程控开度调节的要求；自制阀门刻度指标，利用机械导杆配合绝缘板自制刻度盘方便观察阀门开度，改造开到位和关到位行程开关，无论是就地或程控，都具有到位后自动停止电动阀的功能；改造后，控制箱与阀体及蒸汽管道分开安装，减少了现场环境温度对电气元件的损伤，保证了发电安全长期稳定运行，避免设备无计划停机，具有较高的经济效益，有效提高了安全和环保效益；

处理器通信连接有变形监测模块、裂纹监测模块、运行评估模块以及存储模块。

变形监测模块用于对减温减压执行器的管道进行变形监测：生成监测周期并将监测周期分割为若干个监测时段，将减温减压执行器的管道标记为监测对象，在监测对象的侧面设置若干个监测点，在监测时段的开始时刻与结束时刻对监测对象进行图像拍摄并将得到的图像分别标记为前置图像与后置图像，将前置图像与后置图像进行重合比对，获取同一监测点在前置图像与后置图像中的间隔距离并标记为监测点的偏离值，对所有监测点的偏离值进行求和取平均值得到监测对象在监测时段内的变形系数，通过存储模块获取变形阈值，将监测对象在监测时段内的变形系数与变形阈值进行比较：若变形系数小于变形阈值，则判定监测对象在监测时段内的变形状态满足要求；若变形系数大于等于变形阈值，则判定监测对象在监测时段内的变形状态不满足要求，生成变形预警信号并将变形预警信号发送至处理器，处理器接收到变形预警信号后将变形预警信号发送至运行评估模块；对减温减压执行器的管道进行变形监测，以周期性监测的方式比对每一个监测时段开始时刻与结束时刻的变形状态，从而根据所有监测点的偏离值进行数值计算得到变形系数，通过变形系数对监测对象在监测时段内的变形状态进行反馈。

裂纹监测模块用于对减温减压执行器的管道进行裂纹监测：将前置图像与后置图像放大为像素格图像并分别进行灰度变换得到前置灰度图像与后置灰度图像，通过存储模块调取裂纹灰度范围与腐蚀灰度范围，将灰度值位于裂纹灰度范围或腐蚀灰度范围之内的前置灰度图像的像素格标记为前置裂纹格，将灰度值位于裂纹灰度范围或腐蚀灰度范围之内的后置灰度图像的像素格标记为后置裂纹格，将前置裂纹格的数量与前置灰度图像的像素格数量的比值标记为前置裂纹系数，将后置裂纹格的数量与后置灰度图像的像素格数量的比值标记为后置裂纹系数，将后置裂纹系数与前置裂纹系数的差值标记为裂纹标记值，通过存储模块获取到裂纹标记阈值，将裂纹标记值与裂纹标记阈值进行比较：若裂纹标记值小于裂纹标记阈值，则判定监测对象在监测时段内的裂纹状态满足要求；若裂纹标记值大于等于裂纹标记阈值，则判定监测对象在监测时段内的裂纹状态不满足要求，生成裂纹预警信号并将裂纹预警信号发送至处理器，处理器接收到裂纹预警信号后将裂纹预警信号发送至运行评估模块；对减温减压执行器的管道进行裂纹监测，结合图像处理技术对管道裂纹格进行统计，然后比对前置灰度图像与后置灰度图像的裂纹格数量占比的差异得到裂纹标记值，通过裂纹标记值对监测对象在监测时段内的裂纹状态进行反馈。

运行评估模块用于对减温减压执行器的管道进行运行评估分析：在运行评估模块接收到变形预警信号或裂纹预警信号时，将对应监测时段标记为评估时段，获取监测对象在评估时段内的处理数据CL、环温数据HW以及集中数据JZ，处理数据CL为减温减压执行器在评估时段内处理蒸汽的体积值，环温数据HW的获取过程包括：获取监测对象外部环境的空气温度值并标记为环温值，将环温值在评估时段内的最大值标记为环温数据HW；集中数据JZ的获取过程包括：将评估时段分割为若干个子时段，获取减温减压执行器在每个子时段内处理蒸汽的体积值并标记为子时段的处理值，对评估时段内所有子时段的处理值进行方差计算得到集中数据JZ；通过公式YX＝α1*CL+α2*HW+α3*JZ得到监测对象在评估时段内的运行系数YX，其中α1、α2以及α3均为比例系数，且α1＞α2＞α3＞1；通过存储模块获取到运行阈值YXmax，将运行系数YX与运行阈值YXmax进行比较：若运行系数YX小于运行阈值YXmax，则生成维护优化信号并将维护优化信号发送至处理器，处理器接收到维护优化信号后将维护优化信号发送至管理人员的手机终端；若运行系数YX大于等于运行阈值YXmax，则生成老化更换信号并将老化更换信号发送至处理器，处理器接收到老化更换信号后将老化更换信号发送至管理人员的手机终端；对减温减压执行器的管道进行运行评估，在监测对象出现裂纹异常或变形异常时，对减温减压器的蒸汽处理量、运行环境温度以及蒸汽处理集中性等参数进行综合分析得到运行系数，根据运行系数对处理措施进行标记，提高异常处理效率。

实施例二

如图2所示，用于减温减压执行器的双模态控制方法，包括以下步骤：

步骤一：对减温减压执行器的管道进行变形监测：生成监测周期并将监测周期分割为若干个监测时段，将减温减压执行器的管道标记为监测对象，获取监测对象在监测时段内的变形系数，通过变形系数对监测对象在监测时段内的变形状态是否满足要求进行判定；

步骤二：对减温减压执行器的管道进行裂纹监测：将前置图像与后置图像放大为像素格图像并分别进行灰度变换得到前置灰度图像与后置灰度图像，对前置灰度图像与后置灰度图像进行处理得到裂纹标记值，通过裂纹标记值对监测对象在监测时段内的裂纹状态是否满足要求进行判定；

步骤三：对减温减压执行器的管道进行运行评估分析：获取监测对象在评估时段内的处理数据CL、环温数据HW以及集中数据JZ并进行数值计算得到监测对象在评估时段内的运行系数YX，通过运行系数YX生成维护优化信号或老化更换信号并发送至处理器。

用于减温减压执行器的双模态控制箱及其控制系统，工作时，生成监测周期并将监测周期分割为若干个监测时段，将减温减压执行器的管道标记为监测对象，获取监测对象在监测时段内的变形系数，通过变形系数对监测对象在监测时段内的变形状态是否满足要求进行判定；将前置图像与后置图像放大为像素格图像并分别进行灰度变换得到前置灰度图像与后置灰度图像，对前置灰度图像与后置灰度图像进行处理得到裂纹标记值，通过裂纹标记值对监测对象在监测时段内的裂纹状态是否满足要求进行判定；获取监测对象在评估时段内的处理数据CL、环温数据HW以及集中数据JZ并进行数值计算得到监测对象在评估时段内的运行系数YX，通过运行系数YX生成维护优化信号或老化更换信号并发送至处理器。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式YX＝α1*CL+α2*HW+α3*JZ；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的运行系数；将设定的运行系数和采集的样本数据代入公式，任意三个公式构成三元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1、α2以及α3的取值分别为3.12、2.83和2.64；

系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的运行系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如运行系数与处理数据的数值成正比。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。