一种智能调压控制系统及方法

技术领域

本发明涉及调压控制技术领域，特别是一种智能调压控制系统及方法。

背景技术

作为我国现阶段重要的清洁能源之一，天然气与工业生产、社会民生息息相关，因而对天然气的合理使用与调控管理已成为城市建设中的重要一环。目前，我国天然气的储存输送以管道为主，庞大的天然气管道系统构成了城市运转的大动脉。由于天然气具有易燃易爆的特性，因此在其输送与使用中，管道中的压力、流量是否始终保持在合理的数值范围，是安全、平稳、持续地为下游用户供气的重要因素。因此，对城市燃气门站的燃气管道内流量和压力数值的精准监测与调控，是降低天然气管网系统安全风险，提高管理调节效率的关键环节。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种能够精准监测燃气管道内压力并实施智能调控的一种智能调压控制系统及方法。

本发明提供的基础方案：一种智能调压控制系统，包括云平台和监测节点，所述云平台与监测节点通过无线连接；

所述监测节点包括电动执行器、阀门、第一压力变送器、第二压力变送器和RTU；所述阀门用于调节阀门两端的压力；所述电动执行器用于控制阀门进行压力调节，所述第一压力变送器和第二压力变送器用于检测阀门两端的压力数据；所述RTU用于建立监测节点和云平台之间的无线连接；

所述云平台存储有对照表，所述对照表记录了阀门两端压力与电动执行器调节行程的变化关系；所述云平台接收监测节点传输的节点数据后根据节点数据和压力与行程对照表来控制电动执行器调节阀门，从而控制阀门两侧压力。

本发明的原理及优点在于：本方案通过压力变送器检测调节阀两端压力数据并根据压力数据和对照表自动控制电动执行器调节阀门，从而控制阀门两端压力，相较于现有技术而言，本方案的调压装置避免了传统的机械调压阀在管道内凝结水较多时动作不可靠的情况；本方案还通过实时测量管道中压力数据，并依照对照表控制监测节点的阀门进行压力调节；实现对管道状态的精准测量和远程监控，从而实时调节监测节点的管道燃气的压力平衡，避免了传统机械调压阀只能实地进行记录调整的不便，实现了燃气传输的智能调压与免维护。

进一步，所述云平台包括分析模块、存储模块和传输模块；

所述存储模块用于存储对照表和监测节点传输的节点数据；

所述传输模块用于建立云平台和监测节点之间的无线连接；

所述分析模块用于根据节点数据通过人工智能算法建立对照表。

有益效果：通过人工智能算法建立对照表，实现对压力调节的精准控制。

进一步，所述监测节点还包括流量传感器，所述流量传感器用于检测管道内传输介质的流量；所述分析模块还用于根据节点数据通过人工智能算法建立压力预测模型，比较压力预测值与实测值的差值是否超过规定值，判断是否发生燃气泄漏。

有益效果：本方案在燃气安全运行的时候，依照管道内介质参数发生的变化，建立一个压力预测模型，通过压力预测值与实测值的差值来判断是否发生泄漏，提升了控制的高效性。

进一步，所述云平台还包括紧急处理模块，所述紧急模块用于在监测节点发生燃气泄漏时发出紧急处理命令，紧急处理命令通过传输模块发送到监测节点后，监测节点会控制电动执行器降低阀门两侧压力。

有益效果：通过紧急处理模块调节监测节点阀门，降低阀门两侧压力，减少燃气泄漏造成的污染和损失。

进一步，所述云平台还包括手动模块，所述手动模块用于为用户提供手动操作模式来控制电动执行器调节阀门。

有益效果：设置手动模块，方便用户对监测节点的阀门进行手动操控。

进一步，所述监测节点还包括可燃气体传感器，用于检测监测节点处是否存在燃气泄漏。

有益效果：在监测节点设置可燃气体传感器，通过气体检测来判断监测节点处是否存在燃气泄漏。

进一步，所述监测节点还包括警报模块，所述可燃气体传感器检测到节点处存在燃气泄漏后，警报模块会发出警报。

有益效果：通过警报模块发出警报警示监测节点周边人群原理监测节点，保障监测节点附近人群的生命安全。

进一步，所述监测节点还包括太阳能模块，用于向监测节点供电。

有益效果：通过太阳能模块为监测节点供电，减少了电池供电造成的环境污染。

进一步，所述监测节点还包括显示模块和触控模块；

所述显示模块用于显示监测节点的检测数据；

所述触控模块用于在监测节点通过触控来调节阀门开度。

有益效果：在监测节点设置显示模块和触控模块，方便用户查看并调节监测节点的数据。

一种智能调压控制方法，其特征在于，使用了上述权利1-9的任一项所述的一种智能调压控制系统。

有益效果：通过压力变送器检测调节阀两端压力数据并根据压力数据和对照表自动控制电动执行器调节阀门，从而控制阀门两端压力，相较于现有技术而言，本方案的调压装置避免了传统的机械调压阀在管道内凝结水较多时动作不可靠的情况；本方案还通过实时测量管道中压力数据，并依照对照表控制监测节点的阀门进行压力调节；实现对管道状态的精准测量和远程监控，从而实时调节监测节点的管道燃气的压力平衡。

附图说明

图1为本发明一种智能调压控制系统及方法的逻辑框图。

图2为本发明一种智能调压控制系统及方法的监测节点结构图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：电动执行器1、阀门2、第一压力变送器3、第二压力变送器4、显示模块5、流量传感器6。

实施例基本如附图1所示：

具体实施过程如下：

实施例一

实施例一基本如附图1所示，一种智能调压控制系统，包括云平台和监测节点，所述云平台与监测节点通过无线传输；

本方案中的监测节点为燃气门站，如图2所示，所述燃气门站包括电动执行器、阀门、第一压力变送器、第二压力变送器、显示模块、RTU、流量传感器、太阳能模块、可燃气体传感器和警报器；第一压力变送器与第二压力变送器设置于阀门两侧，分别用于测量阀门上游和下游的介质压力，电动执行器用于控制阀门的阀位开度，从而起到调节阀门两端压力的作用；流量传感器用于测量燃气门站中的介质流量，太阳能模块包括太阳能供电板和蓄电池，太阳能供电板用于将太阳能转化为电能，蓄电池用于储电以及为燃气门站供电；可燃气体传感器设置于燃气门站所在管道的外部，用于测量燃气门站所在处是否出现燃气泄漏的情况，当检测到燃气泄漏后，所述警报器将会向燃气门站周边发出警告鸣笛，警示周边人群不要靠近，保障燃气门站周边人群的生命安全。

所述云平台包括分析模块、存储模块、手动模块、紧急处理模块和传输模块；传输模块用于接收燃气门站传输的节点数据，所述节点数据包括阀位开度、阀门上游压力、阀门下游压力和阀门介质流量；所述分析模块根据收到的燃气门站的数据通过人工智能算法建立对照表以及压力预测模型，所述压力预测模型可以生成压力预测值，当压力预测值与压力实测值的差值超过规定值时，可以判定发生燃气泄漏，所述手动模块用于用户手动控制阀位开度，所述紧急处理模块用于检测到燃气泄漏后紧急调节阀位开度，降低燃气门站下游管道中的燃气压力，减少燃气资源的损失。

具体的，所述分析模块根据燃气门站传输的上游燃气压力、下游燃气压力和燃气流速通过人工智能算法建立对照表以及压力预测模型，所述对照表记录了阀门两端压力与电动执行器调节行程的变化关系。所述分析模块中包括BP神经网络模型，BP神经网络模块使用BP神经网络技术来建立对照表和压力预测模型。首先，先构建一个三层的BP神经网络模型，包括输入层、隐层和输出层，本实施例中，以上游燃气压力、下游燃气压力和燃气流速通作为输入层的输入，因此输入层有3个节点，而输出是阀门两端压力与电动执行器调节行程的对照表以及压力预测模型，因此共有2个节点；针对于隐层，本实施例使用了以下公式来确定隐层节点的数量：

实施例二

实施例二与实施例一的区别仅在于，所述实施例二中燃气门站还设有声学传感器，所述分析模块可以根据燃气门站检测的音频数据和燃气流速通过人工智能算法判断监测燃气门站的阀门堵塞情况。

实施例三

实施例三与实施例一的区别仅在于，所述实施例三中的燃气门站还包括触控模块，用于通过调节燃气门站内的阀位开度来控制阀门两侧燃气压力。

实施例四

实施例四与实施例一的区别仅在于，本方案是使用了实施例一到实施例三中任意一种智能调压控制系统的一种智能调压控制方法。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。