CN114812928B - 一种快开门压力容器安全联锁装置监控系统 - Google Patents
一种快开门压力容器安全联锁装置监控系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种快开门压力容器安全联锁装置监控系统，用于解决无法对压力容器安全联锁装置内的压力传感器进行误差监测，造成压力容器内处于带压状态，压力传感器未监测出，容易发生压力容器内的压力未降到零打开端盖的事故的问题；本发明通过数据分析模块对安全联锁装置的联锁安全数据进行分析得到得到压力传感器的校机值，当校机值大于预设阈值时，生成压力传感器的测校信令并发送到安全联锁装置，通过安全联锁装置对其压力传感器进行压力误差均值分析，当压力误差均值大于设定误差阈值时，生成压力传感器的校准信令并发送至校准处理模块，通过校准处理模块将校准信令发送至对应校准人员进行处理。
Description
技术领域
本发明涉及安全联锁装置监控技术领域，具体为一种快开门压力容器安全联锁装置监控系统。
背景技术
快开门压力容器是一种特殊压力容器，是指进出容器通道的端盖或者封头和主体间带有快速密封锁紧装置的容器，具有快开快闭，启闭频繁，动作灵活等特点。常见的快开门容器主要有建材蒸压釜、玻璃制品蒸压釜、橡胶行业硫化罐、食品行业杀菌釜、杀菌锅、医疗行业的消毒柜、灭菌罐等。
由于快开门容器特殊的结构形式，快开门容器除了具有一般压力容器危险特性外还有机电结合特点由快门容靠旋转啮合密封启闭频繁性外，还具有机电结合特点，由于快开门容器是靠旋转、啮合密封，且启闭频繁，如果管理缺失、操作不当，导致门盖关闭不到位，在带压状态下造成门盖崩开，造成设备损坏，人员伤亡；
由于监测压力容器内部压力传感器随着使用时间的正常，容易出现测量误差或损坏，造成压力容器内处于带压状态，压力传感器未监测出，容易发生压力容器内的压力未降到零打开端盖的事故。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决无法对压力容器安全联锁装置内的压力传感器进行误差监测，造成压力容器内处于带压状态，压力传感器未监测出，容易发生压力容器内的压力未降到零打开端盖的事故的问题，而提出一种快开门压力容器安全联锁装置监控系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种快开门压力容器安全联锁装置监控系统，包括压力容器，安装在压力容器的安全联锁装置以及与安全联锁装置通信连接的监控平台，安全联锁装置包括安装在压力容器的电控柜（21）以及安装在压力容器快开门上的锁定结构，所述监控平台包括数据采集模块、数据库、数据分析模块和校准处理模块；
所述数据采集模块用于采集安全联锁装置的联锁安全数据并将其发送至数据库；其中，联锁安全数据包括压力传感器的编号、位置、安装时刻、校准时刻以及压力传感器采集压力容器内部的压力信息；其中压力信息包括内部压力值和采集的时刻；
所述数据分析模块用于对联锁安全数据进行分析以得到压力传感器的校机值，当校机值LF大于预设阈值时，生成压力传感器的测校信令并将其发送至对应的安全联锁装置；接收安全联锁装置反馈的压力误差均值，当压力误差均值大于设定误差阈值时，生成压力传感器的校准信令并发送至校准处理模块；
校准处理模块用于接收校准信令并将其发送至对应校准人员的手机终端上，校准人员接收到校准信令后，到达对应压力传感器的位置并对该压力传感器进行校准或更换。
作为本发明的一种优选实施方式，所述电控柜内设置有压力采集模块、控制模块和压力调节模块；
所述压力采集模块由多个安装在压力容器内部的压力传感器组成，用于采集压力容器内部的压力信息并将其发送至控制模块；
所述控制模块用于接收到压力信息并将其发送至监控平台以及接收压力传感器的测校信令并进行处理，具体过程为：
当控制模块接收到测校信令后，向压力采集模块发送压力采集指令以获取压力采集模块采集压力容器当前的多组内部压力值，对多组内部压力值进行处理以得到平均压力值，将所有的平均压力值再进行平均值计算以得到压力实时值；
向压力调节模块发送增压调节指令和降压调节指令并接收压力调节模块反馈的增压完成指令和降压完成指令；
当接收到增压完成指令后向压力采集模块发送压力采集指令以获取压力采集模块采集压力容器当前的多组内部压力值，对多组内部压力值进行处理以得到平均压力值，将所有的平均压力值再进行平均值计算以得到增压实时值，然后反馈降压调节指令；当接收到降压完成指令后向压力采集模块发送压力采集指令以获取压力采集模块采集压力容器当前的多组内部压力值，对多组内部压力值进行处理以得到平均压力值，将所有的平均压力值再进行平均值计算以得到降压实时值；将增压实时值减去压力实时值后得到增压压力差值，将增压压力差值与预设增压值比对，计算两者之间的差值得到压力传感器的第一压力误差值；将降压实时值与压力实时值进行比对，计算两者之间的压力差值得到第二压力误差值；将第一压力误差值和第二压力误差值进行平均值计算得到压力误差均值并发送至数据分析模块；
所述压力调节模块用于接收增压调节指令以及降压调节指令并调节压力容器内部的压力。
作为本发明的一种优选实施方式，所述压力调节模块具体压力调节步骤为：当接收到压力调节指令后，对压力容器进行增压处理，使其内部压力在其基础上增加预设增压值对应的压力，增压完成后发送增压完成指令；当接收到降压调节指令后，对压力容器进行降压且降压的幅度与增加对应预设增压值的压力幅度相等，降压完成后，生成降压完成指令。
作为本发明的一种优选实施方式，所述锁定结构包括固定座以及安装在电控柜侧壁上的安装板，安装板上安装有与控制模块通信连接的电动推杆，电动推杆的活塞杆端固定焊接有基板，基板的底端面焊接有限位柱，固定座上开设有与限位柱一一对应且配合使用的限位孔。
作为本发明的一种优选实施方式，所述数据分析模块对联锁安全数据进行分析的具体过程为：将压力传感器的内部压力值依据采集的时刻先后进行排序，设定若干个压力范围Li，i=1，2，……，n；n表示压力范围的总数；压力范围Li对应一个取值范围，将所有内部压力值分别与所有压力范围Li的取值范围进行匹配，以得到每个压力范围Li对应内部压力值的数量并标记为MLi；设定每个压力范围对应的预设联锁系数YSi；利用公式
得到压力传感器的压系值YD；获取压力传感器的距离当前时刻最近的校准时刻；当压力传感器无校准时刻时，选取安装时刻，将压力传感器的校准时刻或安装时刻与当前时刻进行时刻差计算以得到校压时长并标记为JT；将压系值YD与校压时长JT进行归一化处理并取两者归一化处理后的数值，利用公式LF=YD×QU1+JT×QU2以得到压力传感器的校机值LF；其中，QU1和QU2为预设权重占比。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过数据分析模块对安全联锁装置的联锁安全数据进行分析得到得到压力传感器的校机值，当校机值大于预设阈值时，生成压力传感器的测校信令并发送到安全联锁装置，通过安全联锁装置对其压力传感器进行压力误差均值分析，当压力误差均值大于设定误差阈值时，生成压力传感器的校准信令并发送至校准处理模块，通过校准处理模块将校准信令发送至对应校准人员的手机终端上，校准人员接收到校准信令后，到达对应压力传感器的位置并对该压力传感器进行校准或更换，通过对压力容器内压力传感器进行实时监控和误差分析，从而及时发现并校准，避免压力容器内的压力传感器存在监测误差，容易发生压力容器内的压力未降到零打开端盖的事故。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的安全联锁装置安装示意图；
图3为本发明图2中A结构放大图；
图4为本发明的维垂三角形示意图。
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。
请参阅图1-3所示，一种快开门压力容器安全联锁装置监控系统，包括压力容器1、安装在压力容器1的安全联锁装置2以及与安全联锁装置2通信连接的监控平台，安全联锁装置2包括安装在压力容器1的电控柜21以及安装在压力容器1快开门上的锁定结构，如图2-3所示，锁定结构包括固定座222以及安装在电控柜21侧壁上的安装板221，安装板221上安装有与控制模块通信连接的电动推杆223，电动推杆223的活塞杆端固定焊接有基板224，基板224的底端面焊接有多个限位柱225，固定座222上开设有与限位柱225一一对应且配合使用的限位孔226；控制模块通过控制电动推杆223带动活塞杆上下运动，从而通过带动限位柱225进入和远离限位孔226实现对压力容器1进行安全联锁固定；
如图1所示，电控柜21内设置有压力采集模块、控制模块和压力调节模块；
压力采集模块由多个安装在压力容器1内部的压力传感器组成，用于采集压力容器1内部的压力信息并将其发送至控制模块；
控制模块用于接收到压力信息并将其发送至监控平台以及接收压力传感器的测校信令并进行处理，具体过程为：
当控制模块接收到测校信令后，向压力采集模块发送压力采集指令以获取压力采集模块采集压力容器1当前的多组内部压力值，对多组内部压力值进行处理以得到平均压力值，将所有的平均压力值再进行平均值计算以得到压力实时值；
向压力调节模块发送增压调节指令和降压调节指令并接收压力调节模块反馈的增压完成指令和降压完成指令；
当接收到增压完成指令后向压力采集模块发送压力采集指令以获取压力采集模块采集压力容器1当前的多组内部压力值，对多组内部压力值进行处理以得到平均压力值，将所有的平均压力值再进行平均值计算以得到增压实时值，然后反馈降压调节指令；当接收到降压完成指令后向压力采集模块发送压力采集指令以获取压力采集模块采集压力容器1当前的多组内部压力值，对多组内部压力值进行处理以得到平均压力值，将所有的平均压力值再进行平均值计算以得到降压实时值；将增压实时值减去压力实时值后得到增压压力差值，将增压压力差值与预设增压值比对，计算两者之间的差值得到压力传感器的第一压力误差值；将降压实时值与压力实时值进行比对，计算两者之间的压力差值得到第二压力误差值；将第一压力误差值和第二压力误差值进行平均值计算得到压力误差均值并发送至数据分析模块；
压力调节模块用于接收增压调节指令以及降压调节指令并调节压力容器1内部的压力，当接收到压力调节指令后，对压力容器1进行增压处理，使其内部压力在其基础上增加预设增压值对应的压力，增压完成后发送增压完成指令；当接收到降压调节指令后，对压力容器1进行降压且降压的幅度与增加对应预设增压值的压力幅度相等，降压完成后，生成降压完成指令；
监控平台包括数据采集模块、数据库、数据分析模块和校准处理模块；
数据采集模块用于采集安全联锁装置2的联锁安全数据并将其发送至数据库；其中，联锁安全数据包括压力传感器的编号、位置、安装时刻、校准时刻以及压力传感器采集压力容器1内部的压力信息；其中压力信息包括内部压力值和采集的时刻；
数据分析模块用于对联锁安全数据进行分析：将压力传感器的内部压力值依据采集的时刻先后进行排序，设定若干个压力范围Li，i=1，2，……，n；n表示压力范围的总数；压力范围Li对应一个取值范围，将所有内部压力值分别与所有压力范围Li的取值范围进行匹配，以得到每个压力范围Li对应内部压力值的数量并标记为MLi；设定每个压力范围对应的预设联锁系数YSi；利用公式
得到压力传感器的压系值YD；获取压力传感器的距离当前时刻最近的校准时刻；当压力传感器无校准时刻时，选取安装时刻，将压力传感器的校准时刻或安装时刻与当前时刻进行时刻差计算以得到校压时长并标记为JT；将压系值YD与校压时长JT进行归一化处理并取两者归一化处理后的数值，利用公式LF=YD×QU1+JT×QU2以得到压力传感器的校机值LF；其中，QU1和QU2为预设权重占比，取值为0.6、0.4；校机值表示为生成压力传感器的测校信令几率的数值，校机值越大，生成压力传感器对应测校信令的机会越大；通过公式可得压力传感器的压系值和校压时长越大，校机值越大，进而对压力传感器进行误差校验的几率越大；
当校机值LF大于预设阈值时，生成压力传感器的测校信令并将其发送至对应的安全联锁装置2；接收安全联锁装置2反馈的压力误差均值，当压力误差均值大于设定误差阈值时，生成压力传感器的校准信令并发送至校准处理模块；校准信令包括压力传感器的位置、型号等；
校准处理模块用于接收校准信令并将其发送至对应校准人员的手机终端上，校准人员接收到校准信令后，到达对应压力传感器的位置并对该压力传感器进行校准或更换；
数据库内还存储由压力传感器对应维护人员的人员信息，其中人员信息包括维护人员的姓名、年龄、工号、身份证号以及入职时刻和手机号码等；
校准处理模块内还包括人员分析单元，人员分析模块用于对维护人员进行分析，具体分析过程为：向维护人员的手机终端发送位置确认指令以获取维护人员的位置和确认指令，将获取到确认指令的维护人员标记为初选人员，将初选人员的位置与校准信令对应压力传感器的位置进行位置间距计算以得到初选人员的维压间距；将初选人员的入职时刻与当前时刻进行时刻差计算得到初选人员的入职时长；再获取初选人员的维护压力传感器的处理总次数；再将维压间距、入职时长和处理总次数进行归一化处理并取三者的数值；当初选人员没有维护压力传感器时，处理总次数的值直接取一；设定一个预设半径的圆并标记为预设圆，将维压间距的数值按照一定比例换算得到对应的半径并标记为维压半径，以预设圆的圆心和维压半径进行画圆得到维压圆，其中维压圆的面积小于预设圆的面积；连接维压圆和预设圆上的两点连线得到圆直线，其中圆直线的延长线过预设圆的圆心，选取圆直线的中点，以圆直线的中点做直线并标记为垂时线，垂时线的长度对应的数值等于入职时长的数值加上处理总次数的数值；将垂时线的一端分别与圆直线的两点连线构成三角形并标记为维垂三角形，如图4所示，计算维垂三角形的面积并取面积的数值并标记为维垂值，将初选人员依据维垂直由大到小进行排序，将排序最前的初选人员标记为校准人员；
本发明在使用时，通过数据采集模块采集安全联锁装置2的联锁安全数据并通过数据分析模块对其进行分析得到压系值与校压时长，对压系值与校压时长进行归一化处理得到压力传感器的校机值，当校机值大于预设阈值时，生成压力传感器的测校信令并发送到安全联锁装置2，通过安全联锁装置2对其压力传感器进行压力误差均值分析，当压力误差均值大于设定误差阈值时，生成压力传感器的校准信令并发送至校准处理模块，通过校准处理模块将校准信令发送至对应校准人员的手机终端上，校准人员接收到校准信令后，到达对应压力传感器的位置并对该压力传感器进行校准或更换，通过对压力容器内压力传感器进行实时监控和误差分析，从而及时发现并校准，避免压力容器内的压力传感器存在监测误差，容易发生压力容器内的压力未降到零打开端盖的事故。
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。
Claims (3)
1.一种快开门压力容器安全联锁装置监控系统，包括压力容器（1）、安装在压力容器（1）的安全联锁装置（2）以及与安全联锁装置（2）通信连接的监控平台，安全联锁装置（2）包括安装在压力容器（1）的电控柜（21）以及安装在压力容器（1）快开门上的锁定结构，其特征在于，所述监控平台包括数据采集模块、数据库、数据分析模块和校准处理模块；
所述数据采集模块用于采集安全联锁装置（2）的联锁安全数据并将其发送至监控平台；
所述数据分析模块用于对联锁安全数据进行分析以得到压力传感器的校机值，当校机值LF大于预设阈值时，生成压力传感器的测校信令并将其发送至对应的安全联锁装置（2）；接收安全联锁装置（2）反馈的压力误差均值，当压力误差均值大于设定误差阈值时，生成压力传感器的校准信令并发送至校准处理模块；
校准处理模块用于接收校准信令并将其发送至对应校准人员的手机终端上，校准人员接收到校准信令后，到达对应压力传感器的位置并对该压力传感器进行校准或更换；
所述电控柜（21）内设置有压力采集模块、控制模块和压力调节模块；
所述压力采集模块由多个安装在压力容器（1）内部的压力传感器组成，用于采集压力容器（1）内部的压力信息并将其发送至控制模块；
所述控制模块用于接收到压力信息并将其发送至监控平台以及接收压力传感器的测校信令并进行处理，具体过程为：
当控制模块接收到测校信令后，向压力采集模块发送压力采集指令以获取压力采集模块采集压力容器（1）当前的多组内部压力值，对多组内部压力值进行处理以得到平均压力值，将所有的平均压力值再进行平均值计算以得到压力实时值；
向压力调节模块发送增压调节指令和降压调节指令并接收压力调节模块反馈的增压完成指令和降压完成指令；
当接收到增压完成指令后向压力采集模块发送压力采集指令以获取压力采集模块采集压力容器（1）当前的多组内部压力值，对多组内部压力值进行处理以得到平均压力值，将所有的平均压力值再进行平均值计算以得到增压实时值，然后反馈降压调节指令；当接收到降压完成指令后向压力采集模块发送压力采集指令以获取压力采集模块采集压力容器（1）当前的多组内部压力值，对多组内部压力值进行处理以得到平均压力值，将所有的平均压力值再进行平均值计算以得到降压实时值；将增压实时值减去压力实时值后得到增压压力差值，将增压压力差值与预设增压值比对，计算两者之间的差值得到压力传感器的第一压力误差值；将降压实时值与压力实时值进行比对，计算两者之间的压力差值得到第二压力误差值；将第一压力误差值和第二压力误差值进行平均值计算得到压力误差均值并发送至数据分析模块；
所述压力调节模块用于接收增压调节指令以及降压调节指令并调节压力容器（1）内部的压力；
所述数据分析模块对联锁安全数据进行分析的具体过程为：将压力传感器的内部压力值依据采集的时刻先后进行排序，设定若干个压力范围Li，i=1，2，……，n；n表示压力范围的总数；压力范围Li对应一个取值范围，将所有内部压力值分别与所有压力范围Li的取值范围进行匹配，以得到每个压力范围Li对应内部压力值的数量并标记为MLi；设定每个压力范围对应的预设联锁系数YSi；利用公式
得到压力传感器的压系值YD；获取压力传感器的距离当前时刻最近的校准时刻；当压力传感器无校准时刻时，选取安装时刻，将压力传感器的校准时刻或安装时刻与当前时刻进行时刻差计算以得到校压时长并标记为JT；将压系值YD与校压时长JT进行归一化处理并取两者归一化处理后的数值，利用公式LF=YD×QU1+JT×QU2以得到压力传感器的校机值LF；其中，QU1和QU2为预设权重占比。
2.根据权利要求1所述的一种快开门压力容器安全联锁装置监控系统，其特征在于，所述压力调节模块具体压力调节步骤为：当接收到压力调节指令后，对压力容器（1）进行增压处理，使其内部压力在其基础上增加预设增压值对应的压力，增压完成后发送增压完成指令；当接收到降压调节指令后，对压力容器（1）进行降压且降压的幅度与增加对应预设增压值的压力幅度相等，降压完成后，生成降压完成指令。
3.根据权利要求1所述的一种快开门压力容器安全联锁装置监控系统，其特征在于，所述锁定结构包括固定座（222）以及安装在电控柜（21）侧壁上的安装板（221），安装板（221）上安装有与控制模块通信连接的电动推杆（223），电动推杆（223）的活塞杆端固定焊接有基板（224），基板（224）的底端面焊接有限位柱（225），固定座（222）上开设有与限位柱（225）一一对应且配合使用的限位孔（226）。
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| Title |
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| 典型快开门式压力容器安全联锁装置的特点和检验要点讨论;邓亚琼;;特种设备安全技术(第01期);全文 * |
| 快开门式压力容器检验注意事项;纪熙;戴鑫;堵澄花;;石化技术(第11期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114812928A (zh) | 2022-07-29 |
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