燃气干路支路协同控制及燃气具安全节能使用抑爆系统

文档序号:1796089 发布日期:2021-11-05 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 燃气干路支路协同控制及燃气具安全节能使用抑爆系统 (Gas main line branch cooperative control and gas utensil safe energy-saving use explosion suppression system ) 是由 于龙雨 于 2020-05-05 设计创作,主要内容包括:一种燃气干路支路协同控制抑爆及燃气具安全节能使用的协同控制系统,系统针对燃爆事件发生发展必要的成因、条件、节点,多环节制定协同抑爆策略,提升燃气系统运行和待命过程中的安全性;燃气具采用降低燃气焰流速、延长增加燃气焰接触加热界面的路径面积、提升燃气焰温度、降低排气温度、自动控温、自动关机等设置提升燃气具热传导效率和安全性。(A gas main circuit branch cooperative control explosion suppression and gas appliance safe and energy-saving cooperative control system is disclosed, aiming at necessary causes, conditions, nodes and multiple links of development of explosion events, the system makes a cooperative explosion suppression strategy, and improves the safety of a gas system in the operation and standby processes; the gas appliance adopts the settings of reducing the flow rate of gas flame, prolonging the area of a path for the gas flame to contact with a heating interface, improving the temperature of the gas flame, reducing the exhaust temperature, automatically controlling the temperature, automatically shutting down and the like to improve the heat conduction efficiency and the safety of the gas appliance.)

燃气干路支路协同控制及燃气具安全节能使用抑爆系统

技术领域

本发明涉及一种燃气系统抑爆及燃气具安全节能提效技术,特别涉及一种燃气干路支路协同控制抑爆及燃气具安全节能使用的协同控制系统。

背景技术

现有燃气使用方式技术上缺少系统性防护降损设置;燃气系统发生燃爆的发展过程一般多为:局部空间内发生泄漏、混合燃气浓度升高进入爆炸极限范围内、遇到启动能量触发造成局部空间燃爆、燃爆冲击继发更大规模泄漏、继发释放更大规模破坏能量;现有的在空间内设置传感器检测燃气泄漏标志物的方式有两个弊端:1、传感器易受到环境内蒸发的油气、浮尘等干扰物的覆盖隔离污染、降低探测灵敏度可靠性;2、滞后性,传感器触发时已发生空间内燃气弥漫散布;伴随社会城镇化老龄化发展进程叠加,聚居、建筑物沉降、老龄人口、伴居的啮齿类动物习性、燃气设施老化等综合因素导致燃气泄漏概率增加,主要依靠人力意识来保证燃气(具)使用过程安全的传统方式风险增加,尤其是老龄人口心脑血管疾病高发、行为意识受到影响,此部分人群以以前方式使用燃气让周边环境安全系数难以确定。

燃气管路泄漏一般多是建筑物沉降、伴居的啮齿类动物习性、管路老化等因素导致,此种危险因素发展持续时间较长;如果燃气管道外层设置一层套管、套管内充入一定压力的非燃性、非氧化性气体、并设置套管内气体压力模拟量或开关量检测传感器、设置套管内燃气泄漏探测传感器;1、当某些种因素导致套管完整性受损发生泄漏时,模拟量或开关量检测传感器状态发生变化,控制器依据设定策略规则实时扫描并识别此若干种变化、并可同时定位到报警发生的位置,并依据设定策略规则实时作出执行应对、终止危险事态发展、广播输出系统状态提示、发出声光等信息报警;套管设置优点是,提前发现泄漏危险、有充足时间处理、终止危险升级;2、当某些种因素导致燃气内管完整性受损发生泄漏时,设置的套管内燃气泄漏探测传感器状态发生变化,控制器依据设定策略规则实时扫描并识别此若干种变化、并可同时定位到报警发生的位置,并依据设定策略规则实时作出执行应对、终止危险事态发展、并广播输出系统状态提示、发出声光等信息报警;套管设置优点是,燃气管路泄漏范围被限制在套管空间内、套管内事先充入非氧化性气体杜绝燃爆发生、有充足时间处理;干路部分燃气管路可采用全套管保护,此时在燃气干路设置的空间燃气泄漏探测传感器作为一种后备安全冗余措施;单元支路控制系统中设置的空间燃气泄漏探测传感器作为燃气具燃气流通、流量调节电动阀YM3开启判定及应对策略、燃烧判定及应对策略的后备安全冗余措施。

现有燃气具使用过程为:人工开启、人工调节流量阀至一定开度后,燃气具在恒定加热功率下持续运行,此时热平衡过程为:燃气热功率=燃气具(包括燃气具内被加热的工质)升温吸热功率+热传导损失功率;实际使用工况时,燃气具加热系统热平衡是动态变化的,加热过程持续直至燃气具内被加热的工质达到操作者期望的状态后,操作者或调节减小流量阀使燃气具运行在某一温度值时的热平衡态、或关闭流量阀结束加热过程;此过程的使用安全需要操作者监管,并且调节燃气具热功率、使燃气具运行在某一温度值时的热平衡态需要人工多次调节、必须频繁的进行实时测温、并依据温差正负、大小动态调节匹配流量阀开度、反向调节热功率琢渐减小温度波动偏差,过程繁杂精度低且难以普遍达标实行;如果燃气具使用过程中热功率匹配不良、不能及时结束加热过程必然导致燃气功率浪费;燃气具在恒定加热功率下、在同一火焰接触加热界面上进行的热传递过程,会随着界面两侧温差减小发生燃气加热效率降低,此时燃气加热效率主要与燃气焰温度、燃气焰流速、燃气焰接触加热界面的路径面积相关:提高燃气焰温度、加热界面工质热传导加速;延长增加燃气焰接触加热界面的路径面积、降低燃气焰流速,必然使排气温度更低;燃气温度与燃气空气混合比相关,在满足燃气完全燃烧需氧量的前提下降低空气混合占比,必然提升燃气温度,如果燃烧过程实现全程实时燃空比调控、燃气量空气量比值稳定在略小于完全燃烧时的燃气空气混合比(避免混合气混合不充分时发生燃气不完全燃烧),混合燃气即可维持近似理论最高点时的燃气温度,同时在调控维持此燃空比的过程中伴随减小了混合气流速;燃气焰与燃气具的加热界面接触区域采用弯折状或弧状导焰槽、实现降低燃气焰流速和延长增加燃气焰接触加热界面的路径面积,降低排气温度,综合提高燃气具加热效率;为进一步提高燃气具燃气温度和加热效率,可采用助燃空气尾焰区、外周焰区预热设置;加热界面区的工质对火焰外周焰区能量吸收最少、助燃空气流经通道经过此两区域,吸收此两区域的部分能量预热、燃烧后必然推高燃气温度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种结构设计合理,系统针对燃爆事件发生发展必要的成因、条件、节点,多环节制定协同策略提升燃气干路支路管路、燃气具运行和待命过程中的可靠性、阻断燃爆发生所必需、必经的发展进程;为提升燃气具热传导效率采用降低燃气流速、延长火焰接触燃气具的面积、提升燃气焰温度、降低排气温度的设置;同时针对燃气具的运行、控制程序设置有自动功率调整恒温控制、自动关机等多种策略功能,使燃气具使用更加安全节能便捷。

本发明所要解决的技术问题是通过整合协同干路控制系统和单元支路控制系统来实现的。

附图说明

图1是本发明的整体组成结构图;包括单元支路控制系统硬件组成结构、干路控制系统硬件组成结构,此两部分组成分别与其匹配的支路控制系统软件控制过程设定、干路控制系统软件控制过程设定协同,实现燃气系统运行抑爆和燃气具节能使用。

单元支路控制系统硬件组成结构包括:燃气具自适应调节燃空比火焰筒组件、燃气进气电磁阀YV3、套管进排气电磁阀YV4、流量调节电动阀YM3、泄压阀YM4、燃气流通传感器LC、套管内压力触点开关SP2、套管内燃气泄漏探测传感器XL2、单元支路内空间燃气泄漏探测传感器XL3、排风组件、燃气具温度模拟量开关量传感器检测组件RC、燃气具燃烧传感器检测组件RL、RT、支路控制器A0、支路内输入辅助处理电路、支路控制器开关量输出端子驱动开关QD、声光报警译码输出模块PT、中控通信模块RP、电源模块KT、主电路掉电自动关阀电路等部分。

干路控制系统硬件组成结构包括:燃气干路管道进气电磁阀YV1、支路控制电磁阀YNn、燃气干路管道泄压电动阀YM1、燃气干路套管泄压电动阀YM2、压缩气体CO2控制阀YV2、压缩气体CO2控制阀YV2’、点动脉冲生成模块DD、压缩气体储存罐、泄压阀YM5、负压风机FM2组件、套管内燃气泄漏探测传感器XL1、干路内空间燃气泄漏探测传感器XL0、干路套管内压力触点开关SP1、干路控制器及干路内输入辅助处理电路、干路控制器开关量输出端子驱动开关QD1、QD2、支路控制电磁阀YNn译码控制模块、声光报警译码输出模块PT、中控通信模块RP、电源模块KT、主电路掉电自动关阀电路等部分。

图2是燃气具自适应调节火焰筒组件结构图;其结构包括:火焰筒上部盖板2A、火焰筒内筒2B、火焰筒中间套筒2C(上口设有圆环)、火焰筒外层套筒2D、多层同心燃气喷环2E、火焰筒空气均匀调节孔板2F(通过若干根支柱固定在火焰筒底部盖板上)、火焰筒底部盖板2H(底部盖板为易脱扣的卡接结构,用于防止因点火不良、火焰筒内筒发生爆燃时向下定向泄压)、2I火焰筒外层套筒电动空气阀门等部分。

图3是单元支路控制系统电路图;支路控制器A0、支路控制器输入辅助处理电路、支路控制器输出电路、支路控制器开关量输出端子驱动开关QD,三者配合、用于连接控制外围功能硬件、实现系统功能;支路控制器A0输入输出端子包括:电动空气阀门关闭限位开关输入端SQ0、电动空气阀门开启限位开关输入端SQ0’、单元支路内空间燃气泄漏探测传感检测端XL3、燃气流通传感检测端LC、燃烧状态检测端RH、套管内燃气泄漏传感检测端XL2、风力传感器触点开关检测端FM0、流量调节电动阀YM3关闭限位检测端SO3、流量调节电动阀YM3开启限位检测端SO3’、燃气具超温检测端FT、套管内压力触点开关检测端SP2、磁力触点开关输入端MM、套管进排气电磁阀FV4开启控制端FV4+、套管进排气电磁阀FV4关闭控制端FV4-、初始加电停机重启关阀保护控制端RV、一键停机关阀控制端RT、复位端RST、热敏电阻传感器输入端FR、电动空气阀门位置编码器输入端MB0、流量调节电动阀YM3位置编码器输入端MB3、电动空气阀门流量调节端子(M0+、M0-)、流量调节端子(M3+、M3-)、套管进排气电磁阀驱动开启端YV4+、套管进排气电磁阀驱动关闭端YV4-、燃气进气电磁阀驱动开启端YV3+、燃气进气电磁阀驱动关闭端YV3-、风扇控制端KM0、流量调节电动阀YM3开启检测端ST、声光报警译码输出模块数据输出端、中控通信端DP0、电源控制端K7、电源输入端VCC、电源接地端VDD;

图4是干路控制系统电路图;干路控制器B0及干路内输入辅助处理电路、干路控制器开关量输出端子驱动开关(QD1、QD2)、支路控制电磁阀YNn译码控制模块、4部分配合,用于控制和连接外围功能硬件,实现系统功能;干路控制器B0输入输出端子包括:开机控制端ST、关机控制端ST1、急停控制端ST2、泄压阀检测端YM5、负压风机FM2启动检测端、套管内燃气泄漏探测检测端XL1、干路内空间燃气泄漏探测检测端XL0、干路套管内压力触点开关检测端SP1、燃气泄压电动阀YM1关闭开启限位开关检测端(SO1、SO1’)、套管泄压电动阀YM2关闭开启限位开关检测端(SO2、SO2’)、干路泄漏报警主控手动复位控制端GZK、手动调节套管内升压控制端YL+、手动调节套管内降压控制端YL-、手动设定步进控制模式控制端ST0、急停取消控制端KT0、手动授权启动支路控制器控制端KTT、中控通信端DP0、电源控制端K7、电源输入端VCC、电源接地端VDD、系统复位端RST、流量调节端M1+、流量调节端M1-、流量调节端M2+、流量调节端M2-、压缩气体CO2控制阀开启控制端YV2、燃气干路进气电磁阀开启控制端YV1+、燃气干路进气电磁阀关闭控制端YV1-、负压风机控制端KM2、支路控制电磁阀YNn译码器数据输出端、声光报警译码输出模块PT数据输出端。

具体实施方式

以下参照附图,进一步阐述本发明的具体技术方案,以便于本领域的技术人员进一步地理解,而不构成对其权利的限制。

图1中支路控制电磁阀YNn、燃气进气电磁阀YV3、套管进排气电磁阀YV4为一个整体电磁阀组件DFZ,支路控制电磁阀YNn、燃气进气电磁阀YV3控制燃气内管路支路进气、套管进排气电磁阀YV4用于控制干支路间套管的连通;在其后通过燃气内管路和套管连接流量调节电动阀YM3,流量调节电动阀YM3出口通过管路依次连接燃气流通传感器LC、燃气具自适应调节燃空比火焰筒组件;套管内压力触点开关SP2、套管内燃气泄漏探测传感器XL2、泄压阀YM4设置在电磁阀组件DFZ与流量调节电动阀YM3之间的套管上。

所述燃气进气电磁阀YV3、套管进排气电磁阀YV4均为双线圈瞬动置位、复位电磁阀,控制器开关量YV+端子输出短时高电平时,电磁阀置位开启;控制器开关量YV-端子输出短时高电平时,电磁阀复位关闭。所述流量调节电动阀YM3为手动电动两用阀,由阀壳、阀芯、阀芯驱动轴I、手动调节旋钮I2、阀芯驱动齿轮组I3、齿轮驱动步进电机M3、步进电机控制器(当控制器流量调节端子M3+输出控制脉冲时、电动阀正转开启;当控制器流量调节端子M3-输出控制脉冲时、电动阀反转关闭)、关闭限位开关SO3(SO3联动常开触点开关ST)、开启限位开关SO3’、电动阀位置编码器MB3、磁力触点开关MM等部分组成;所述泄压阀YM4主要用于检修排气或保护排气、防止套管内压力异常增高,损坏管道。

所述燃气流通传感器LC组件包括:外层密封旋接件壳体(LC3、LC7)、进气口LC0、柱状排气管LC6、壳体内部环状燃气滤网LC1、壳体内气缸G、壳体内部气缸薄片活塞连杆弹簧组件LC4、气缸侧壁排气孔、半导体光线发射与接收对管组件LC5、信号线;外层密封旋接件壳体LC3与外层密封旋接件壳体LC7两部分通过螺纹接口旋接密封;进气口LC0位于外层密封旋接件壳体LC3的一侧、壳体内部环状燃气滤网LC1位于外层密封旋接件壳体LC3内;壳体内部气缸薄片活塞连杆弹簧组件LC4位于外层密封旋接件壳体LC7的内气缸G内,柱状排气管LC6位于外层密封旋接件壳体LC7的一侧、与气缸壁相邻,壳体内气缸G的进气口与柱状排气管LC6的内部底面在同一平面上,气缸朝向排气管的侧壁上设置有若干排沿气缸轴向排布的透气小孔,燃气压力越大活塞后移距离越大、进行排气的小孔越多;半导体光线发射与接收对管组件LC5设置在外层密封旋接件壳体LC7的内侧、同时位于壳体内气缸G的轴向邻侧,以壳体内部气缸薄片活塞连杆弹簧组件LC4的活塞连杆为对称轴;当流量调节电动阀YM3开启时,燃气压力使活塞联动连杆后移、遮挡半导体光线发射与接收对管组件之间的光路、导致接收管电阻上升,此时信号状态经运放F4电路处理后控制器LC端子获得高电平;当流量调节电动阀YM3关闭时,气缸内燃气压力很快回落至0、弹簧使活塞连杆前移复位、恢复半导体光线发射与接收对管组件之间的光路、导致接收管电阻下降,此时输出信号状态经运放F4电路处理后控制器LC端子获得低电平。

所述套管内压力检测触点开关SP2为一端接地的压力常闭触点开关,其另一端经限流电阻连接电源正极、此端同时连接至支路控制器的套管内压力触点开关检测端SP2;当套管发生破损时管内压力降低,压力检测触点开关SP2断开接地、另一端变为高电平。

所述单元支路套管内燃气泄漏探测传感器XL2、空间燃气泄漏探测传感器XL3、燃气流通传感器LC接地端接地,输出端分别连接运放F4的+输入端F2、F3、FC,此+输入端F2、F3、FC分别经限流电阻连接电源正极线,运放F4+输入端F2、F3、FC对应的3组-输入端并联后、一支路经限流电阻连接电源正极线,一支路经限流电阻接地,此3组运放F4电路设置为高倍数放大电路、输出开关量信号,当此三路传感信号探测幅值未超过各自的设定阀值时,运放F4的3路相应输出端为低电平、此3路对应的输出端XL2、XL3、LC分别连接支路控制器对应的输入端子,低电平代表传感器未被触发;热敏电阻传感器FR一端接地,一端连接运放F4的+输入端FR,此+输入端FR经限流电阻连接电源正极线,运放F4+输入端FR对应的-输入端一支路经限流电阻连接电源正极线,一支路经限流电阻接地,一支路经负反馈电阻连接运放F4电路的输出端FR,此1组运放F4电路设置为低倍数放大电路、输出模拟量信号,此1路相应输出端FR连接支路控制器对应的输入端子。

所述排风组件包括排风扇FS、接触器KM0、风力传感器触点开关FM0(风扇开启后此触点闭合、引起与之相连的控制器输入端子低电平,做为风扇开启反馈信号)等部分。

所述燃气具温度模拟量FR、开关量FT传感器检测组件由外层为上端面开口的圆筒状金属外壳、紧邻外壳的内层圆筒状上端面开口的隔热材料层、匹配覆盖圆筒状隔热材料层上端面内筒环口的中间金属圆盖板、模拟量开关量传感器元件FRFT、中间金属圆盖板内项推弹簧、信号线等部分组成;其中中间金属圆盖板上顶面高度略高于圆筒状隔热材料层的上端面环口,圆筒状隔热材料层上端面环口高度略高于外层圆筒状金属外壳的上端面环口,盖板内顶推弹簧上端连接中间金属圆盖板、下端连接内层圆筒状隔热材料层的下底面;模拟量、开关量传感器元件均固定于中间金属圆盖板的下底面;燃气具温度模拟量开关量传感器检测组件设置在受热器件的支撑组件上、以便于将传感器的中间金属圆盖板顶压在受热器件表面,此时传感器的内层圆筒状隔热材料层隔离外部火焰干扰,两者的接触面温度等于受热器件的温升,通过中间金属圆盖板的热传导作用、固定在其下底面的模拟量、开关量传感器元件被加热,实现测温功能,FT热敏触点开关一端接地、一端连接支路控制器超温检测端子,热敏触点开关在达到超温状态时断开,与之相连的超温检测端子变为高电平。

所述燃气具燃烧传感器检测组件由火焰离子传感器RL、燃烧火焰热电偶传感器RT、运放F5和或门HM组合辅助电路组成;火焰离子传感器RL,一端经限流电阻连接电源正极线,一端连接运放F5的+输入端FL,此+输入端FL同时经限流电阻接地,其对应输出端连接或门HM的输入端HL;燃烧火焰热电偶传感器RT接地端接地,输出端连接运放F5的+输入端FT,此+输入端FT一支路经限流电阻连接电源正极线,一支路经限流电阻接地,其对应输出端连接或门HM的输入端HT,或门HM输出端连接支路控制器A0的燃烧状态指示输入端RH;运放F5+输入端FL、FT对应的2组-输入端并联后、一支路经限流电阻连接电源正极线,一支路经限流电阻接地,此1组运放F5电路设置为高倍数放大电路、输出开关量信号,当此2路传感信号探测幅值未超过各自的设定阀值时,运放F5的2路相应输出端为低电平、或门HM输出端为低电平。

图2中所述火焰筒上部盖板2A上顶面设有弯折状或弧状导焰槽,火焰筒上部盖板下底面与火焰筒内筒2B(其下口部与火焰筒空气均匀调节孔板2F卡接)上口部卡接、与火焰筒中间套筒2C(其下口部与火焰筒底部盖板2H卡接)上口部圆环面之间形成水平气流通道、与火焰筒外层套筒2D(其下口部与火焰筒底部盖板2H卡接)上口部卡接,进入空气量由火焰筒外层套筒2D下侧部设置的电动空气阀门2I控制,7个构件组成火焰筒助燃空气循环再热通道,空气流入电动空气阀门2I后沿火焰筒中间套筒外筒壁、火焰筒外层套筒内筒壁之间的通道上升,再流经火焰筒中间套筒上口圆环与火焰筒上部盖板下底面之间的通道(助燃空气吸收尾焰区能量再热),再流入火焰筒内筒外筒壁、火焰筒中间套筒内筒壁之间的通道下降(助燃空气吸收外周焰区能量再热),再流入位于火焰筒内筒下部区域的火焰筒空气均匀调节孔板2F与火焰筒底部盖板2H之间的区域、穿过火焰筒空气均匀调节孔板上的透气孔再沿火焰筒内筒空间上升、再与由多层同心燃气喷环内喷出的燃气充分混合,实现燃空比受控的燃烧过程;火焰筒底部盖板2H中间区域设有若干个透气孔用于防止火焰筒内CO2气体沉积;所属火焰筒外层套筒电动空气阀门2I由阀板、阀板固定轴I、手动调节旋钮I2、阀板驱动齿轮组I3、齿轮驱动步进电机(M0)、步进电机控制器QM0(当控制器流量调节端子M0+输出控制脉冲时、电动阀门正转开大;当控制器流量调节端子M0-输出控制脉冲时、电动阀门反转关小或至关闭)、关闭开启限位开关SQ0、SQ0’、电动空气阀门位置编码器MB0等部分组成。

图3中所述支路控制器A0输入输出端子外电路设置为:电动空气阀门关闭限位开关输入端SQ0一支路经1限流电阻连接至电源正极线,另一支路经1常开触点开关SQ0接地;电动空气阀门开启限位开关输入端SQ0’一支路经1限流电阻连接至电源正极线,另一支路经1常开触点开关SQ0’接地;单元支路内空间燃气泄漏探测传感检测端XL3一支路经1限流电阻连接至电源正极线,另一支路连接至运放F4的输出端XL3;燃气流通传感检测端LC一支路经1限流电阻连接至电源正极线,另一支路连接至运放F4的输出端LC;燃烧状态检测端RH一支路经1限流电阻连接至电源正极线,另一支路连接至或门HM的输出端RH;套管内燃气泄漏传感检测端XL2一支路经1限流电阻连接至电源正极线,另一支路连接至运放F4的输出端XL2;风力传感器触点开关检测端FM0一支路经1限流电阻连接至电源正极线,另一支路经1常开触点开关FM0接地;流量调节电动阀YM3关闭限位检测端SO3一支路经1限流电阻连接至电源正极线,另一支路经1常开触点开关SQ3接地;流量调节电动阀YM3开启限位检测端SO3’一支路经1限流电阻连接至电源正极线,另一支路经1常开触点开关SQ3’接地;燃气具超温检测端FT一支路经1限流电阻连接至电源正极线,另一支路经1常闭触点开关FT接地;套管内压力触点开关检测端SP2一支路经1限流电阻连接至电源正极线,另一支路经1压力常闭触点开关SP2接地;磁力触点开关输入端MM一支路经1限流电阻连接至电源正极线,另一支路经1常开磁力触点开关MM接地;套管进排气电磁阀FV4开启控制端FV4+一支路经1限流电阻连接至电源正极线,另一支路经1常开触点开关FV4+接地;套管进排气电磁阀FV4关闭控制端FV4-一支路经1限流电阻连接至电源正极线,另一支路经1常开触点开关FV4-接地;初始加电停机重启关阀保护控制端RV一路经1限流电阻连接至电源正极线,另一路分别经1常开触点开关RV、1电阻、1电容并联接地;一键停机关阀控制端RT一路经1限流电阻连接至电源正极线,另一路分别经1常开触点开关RT、1电阻、1电容并联接地;复位端RST一路经1限流电阻连接至电源正极线,另一路分别经1常开触点开关RST、1电阻、1电容并联接地;热敏电阻传感器输入端FR连接运放F4电路的输出端FR;电动空气阀门位置编码器输入端MB0连接对应编码器输出端;流量调节电动阀YM3位置编码器输入端MB3连接对应编码器输出端;电动空气阀门流量调节端子M0+、M0-连接对应步进电机控制器的两个对应控制端;流量调节端子M3+、M3-连接对应步进电机控制器的两个对应控制端;套管进排气电磁阀驱动开启端YV4+连接支路控制器开关量输出端子驱动开关QD的对应输入端、支路控制器开关量输出端子驱动开关QD的对应输出端连接套管进排气电磁阀开启端YV4+;套管进排气电磁阀驱动关闭端YV4-连接支路控制器开关量输出端子驱动开关QD的对应输入端、支路控制器开关量输出端子驱动开关QD的对应输出端连接套管进排气电磁阀关闭端YV4-;燃气进气电磁阀驱动开启端YV3+连接支路控制器开关量输出端子驱动开关QD的对应输入端、支路控制器开关量输出端子驱动开关QD的对应输出端连接燃气进气电磁阀开启端YV3+;燃气进气电磁阀驱动关闭端YV3-连接支路控制器开关量输出端子驱动开关QD的对应输入端、支路控制器开关量输出端子驱动开关QD的对应输出端连接燃气进气电磁阀关闭端YV3-;风扇控制端KM0连接支路控制器开关量输出端子驱动开关QD的对应输入端、支路控制器开关量输出端子驱动开关QD的对应输出端连接接触器KM0的驱动线圈;流量调节电动阀YM3开启检测端ST一支路经1电阻接地、一支路连接运放F2的输出端;声光报警译码输出模块数据输出端连接声光报警译码输出模块PT;中控通信端DP0连接无线双向通信模块RP;电源控制端K7可空置;电源输入端VCC连接开关电源KT的+5V输出端;电源接地端VDD;支路内输入辅助处理电路是指:启动防抖电路和套管内燃气泄漏探测传感器XL2、空间燃气泄漏探测传感器XL3、燃气流通传感器LC、热敏电阻传感器FR的传感信号处理运放电路F4、燃烧传感器FRFT检测组件处理电路;开关量输出端子驱动开关QD用于匹配驱动外围功能组件;所述声光报警译码输出模块用于广播输出系统状态提示;所述中控通信模块用于控制器之间信息交互。

所述启动防抖电路由运放F1、F2电路组成;常开触点开关ST一端经限流电阻连接电源正极线、一端连接运放F1的+输入端,此+输入端同时经1限流电阻接地,运放F1的-输入端一支路经限流电阻连接电源正极线,一支路经限流电阻接地,运放F1的输出端连接隔离二极管的正极端、此二极管负极端连接运放F2的+输入端,此+输入端同时经1泄流电阻、蓄能电容接地;运放F2的-输入端一支路经限流电阻连接电源正极线,一支路经限流电阻接地,运放F2的输出端一路连接支路控制器A0的流量调节电动阀YM3开启检测端ST、一路经1个电阻接地;工作过程:流量调节电动阀开启后联动常开触点开关ST闭合,使运放F1的正输入端电压高于其-输入端,运放F1的输出端经正偏置串联隔离二极管为蓄能电容充电、至运放F2的+输入端电压高于其-输入端时,运放F2输出高电平;当触点开关ST断开后、次级运放F2的正输入端并联阻容电路电压下降至低于其负输入端时的延迟时间,用来消除燃气用具在启动点火时频繁开闭触点开关ST对控制程序执行的影响;点火开关与流量调节阀YM3手动开启时联动。

所述主电路掉电自动关阀电路由反向隔离主电路二极管D1、蓄能电容组C0C0、运放F3电压比较电路组成;二极管D1正极端连接主电路的正极端,其负极端同时连接蓄能电容组C0C0正极端、运放F3的供电端;运放F3的负输入端一路经1个电阻接地、一路连接一个隔离二极管D2的负极端、此二极管D2的正极端连接主电路的正极端,当发生主电源掉电时,此负输入端对地电压瞬变为0;运放F3的正输入端电位由两只串接于蓄能电容组C0C0正负极之间的电阻分压后提供、在连接此电容组负极侧电阻的上端获得的分压连接运放F3的正输入端,并且在此正输入端与负极端之间并联一只蓄能电容C1,当发生主电源掉电时,此正输入端对地电压将在一段时间内保持为正,因此在发生主电源掉电时、运放F3输出端跳变为高电平;运放F3输出端串接一正偏置的隔离二极管后、连接至燃气进气电磁阀的驱动关闭端YV3-;在未发生主电源掉电时,运放F3电路输入端子的参数设置使其正输入端电位低于其负输入端,此时其输出端正偏置串联的隔离二极管用于反向隔离驱动开关QD输出的驱动电平。

支路控制系统软件控制过程设定

单元支路控制系统依据泄漏位点、及泄漏可能引发的风险级别、燃气具的燃烧状态等工况设置应对预案及预案执行的对应时域、条件、次序;支路控制系统控制过程设定为:1、燃气空间泄漏判定及应对策略;2、排风扇已启动判定及应对策略;3、支路空间泄漏报警自动复位判定及应对策略;4、套管内漏判定及应对策略;5、套管外漏判定及应对策略;6、初始加电、一键停机关阀控制时关阀保护控制策略;7、一键停机关阀控制;8、支路控制器授权启动判定及应对策略;9、套管进排气电磁阀FV4开启判定及应对策略;10、套管进排气电磁阀FV4关闭判定及应对策略;11、燃气流通、流量调节电动阀YM3开启判定及应对策略1;12、燃气流通、流量调节电动阀YM3开启判定及应对策略2;13、燃烧判定及应对策略1;14、燃烧判定及应对策略2;15、开关量超温判定及应对策略;16、模拟量超温判定及应对策略;17、燃空比控制;18、自动功率调整恒温控制判定及应对策略;以上判定及应对策略,实现燃气具系统自检抑爆、自动功率调整恒温控制、限温、自动关阀熄火安全节能运行;协同干路控制系统判定及应对策略实现燃气管路系统所处的点、线、面、体全空间安全节能运行。

支路控制过程设置为加电启动后,立即开始执行泄漏检测判定及应对策略,只要不发生系统掉电情况、在每一个其他策略执行周期之前或执行中均需先期执行一遍燃气空间泄漏检测判定及应对策略,防止泄漏发生、导致燃爆;当某支路发生系统掉电情况时、主电路掉电自动关阀电路自动投入、关闭燃气进气电磁阀YV3。

燃气空间泄漏判定及应对策略,否代表泄漏;当支路控制系统运行风险发展到触发其空间燃气泄漏探测传感器时,该支路控制器执行如下语段:

00:单元支路内空间燃气泄漏探测传感检测端XL3为0否;

10:否、XL3=1,报警计数器TS0计数n次n=0否,a否,报警计数器TS0计数n次>N=ns0否,否执行A:,是执行B:;b是,执行报警计数器TS0+1,复位启动状态寄存器F01、复位未启动计数器F01、支路控制器燃气进气电磁阀驱动关闭端YV3-输出短时高电平关闭燃气进气电磁阀YV3、流量调节端子M3-输出控制脉冲关闭流量控制电动阀YM3至关限位、通过其DP0接口发送关闭所在燃气支路的控制阀YNn信息、开启排风扇、输出声光报警代码1,转往FM0:处执行;

排风扇已启动判定及应对策略,,否代表未启动

FM0:风力传感器触点开关检测端FM0为0否,1、否,是否已启动等待计时器TM0,a是,计时未到返回FM0:处执行,计时到,复位此计时器、开启排风扇故障指示灯、返回00:处执行;b否,启动计时器TM0计时N=m0秒、返回FM0:处执行;2、是,复位此计时器TM0,转往A:处执行;

A:是否已启动报警计时器T01,是,计时未到返回A:处执行,计时到,执行置位报警计数器TS0+1、复位此计时器T01、返回00:处执行;否,启动报警计时器T01计时N=n01秒,复位等待计时器TM0,返回A:处执行;

当传感器被持续触发达到某一设定时间后,说明上述应对措施失效、该支路控制器执行如下语段:

B:支路控制器通过其DP0接口发送关闭所在燃气干路进气阀FV1-信息,复位等待计时器TM0;(执行判断燃气泄漏是否解除,否为未解除)XL30:XL3为低否,否,返回XL30:处执行;是,控制器通过其DP0接口发送开启所在燃气干路控制阀FV1+信息、撤销输出声光报警代码1,执行转往00:处执行;

支路空间泄漏报警自动复位判定及应对策略

20:是,XL3=0,报警计数器TS0计数n次<N=ns0否,(1)否(此时非发生支路复位重启情况下、支路控制器在执行完F0语段后将返回00:处执行),输出报警主控未复位声光指示代码2,转往F0:处执行;(2)是,报警计数器TS0计数n次n=0否,A否,复位报警计数器TS0、报警计时器T01,通过其DP0接口发送开启所在支路的控制阀YN0信息、关闭输出声光报警代码1,执行转往00:处;B是,执行转往XL2:处;

套管内漏判定及应对策略,否代表内漏

XL2:套管内燃气泄漏传感检测端XL2为低否,否,输出声光报警代码2,转往SP2:处执行;是,转往SP2:处执行;

套管外漏判定及应对策略,否代表外漏

SP2:套管内压力触点开关检测端SP2为低否,否,输出声光报警代码3、关闭燃气进气电磁阀FV3、开启排风扇、返回00:处执行;是,转往F01:处执行;

初始加电、一键停机关阀控制时关阀保护控制策略;操作者按下常开触点开关RV、支路控制器停机重启关阀保护控制端RV为0时,解除燃气进气电磁阀YV3、流量调节电动阀YM3关封锁,开启电动空气阀门YM0至开限位;

F01:启动状态寄存器F01为1否,a否,停机重启关阀保护控制端RV端子为0否,1否,未启动计数器F01为0否,A是,支路控制器燃气进气电磁阀驱动关闭端YV3-输出短时高电平关闭燃气进气电磁阀YV3,流量调节端子M3-输出控制脉冲关闭流量调节电动阀YM3至闭限位,置位未启动计数器F01+1,转往F02:处执行;B否,转往F02:处执行;2是(操作者按下常开触点开关RV,引起RV端子短时接地),支路控制器燃气进气电磁阀驱动开启端YV3+输出短时高电平开启燃气进气电磁阀YV3,电动空气阀门流量调节端子M0+输出控制脉冲开启电动空气阀门YM0至开限位,置位启动状态寄存器F01为1,复位未启动计数器F01,转往00:处执行;b是,转往F02:处执行;

一键停机关阀控制;RT端子为0时,关闭燃气进气电磁阀YV3,关闭流量调节电动阀YM3、电动空气阀门YM0至闭限位;

F02:一键停机关阀控制端RT为0否,a否,转往F0:处执行;b是(操作者按下常开触点开关RT,引起RT端子短时接地),支路控制器执行延时关闭排风扇、燃气进气电磁阀驱动关闭端YV3-输出短时高电平关闭燃气进气电磁阀YV3、流量调节端子M3-输出控制脉冲关闭流量调节电动阀YM3至闭限位、电动空气阀门流量调节端子M0-输出控制脉冲关闭电动空气阀门YM0至闭限位、复位启动状态寄存器F01、复位未启动计数器F01、复位定温状态寄存器DW、复位计时器T01、T02、T03、T04、T0N,转往00:处执行;

支路控制器授权启动判定及应对策略;实现干路控制支路

F0:授权启动状态寄存器是否为1,(1)否,01:是否收到授权启动代码,a否,发送开启干路控制电磁阀YV1的请求信息,返回00:处执行;b是,置位授权启动状态寄存器为1、复位报警计数器TS0、复位计时器T01、T02、T03、T04、T0N,通过其DP0接口发送请求开启所在燃气支路的控制阀YNn信息、开启已授权指示灯,转往F4+:处执行;(2)是,是否收到取消授权启动代码,A否,报警计数器TS0计数n次n=0否,否,返回00:处执行,是转往F4+:处执行;B是,置位授权启动状态寄存器为0,复位启动状态寄存器F01、复位未启动计数器F01、复位近似热平衡状态寄存器DW、复位计时器TSS1、复位计时器TSS0、计数器T0SS、计数器T1SS、计时器T0N0、计时器T0N1、计时器T0N2、延时关闭排气风扇、开启待授权指示灯、支路控制器燃气进气电磁阀驱动关闭端YV3-输出短时高电平关闭燃气进气电磁阀YV3、流量调节端子M3-输出控制脉冲关闭流量调节电动阀YM3至闭限位、电动空气阀门流量调节端子M0-输出控制脉冲关闭电动空气阀门YM0至闭限位,返回00:处执行;

套管进排气电磁阀FV4开启判定及应对策略,否为不开启

F4+:套管进排气电磁阀开启控制端F4+电平为0否,否,转往FV4-:处执行;是,控制器套管进排气电磁阀驱动开启端FV4+输出短时高电平、开启套管进排气电磁阀FV4,转往00:处执行;

套管进排气电磁阀FV4关闭判定及应对策略,否为不关闭

F4-:套管进排气电磁阀关闭控制端F4-电平为0否,否,转往LC:处执行;是,控制器套管进排气电磁阀驱动关闭端FV4-输出短时高电平、关闭套管进排气电磁阀FV4,转往00:处执行;

燃气流通、流量调节电动阀YM3开启判定及应对策略1、燃气流通、流量调节电动阀YM3开启判定及应对策略2、燃烧判定及应对策略1、燃烧判定及应对策略2;在燃气具实际运行工况中综合分析上述策略执行过程中的状态参数,可以推断出某一或某若干个功能件及功能件功能发生失效、并据此分析匹配执行应对策略。

燃气流通、流量调节电动阀YM3开启判定及应对策略1

LC:支路控制器燃气流通传感检测端LC为0否,否(代表燃气流通),开启排风扇、复位等待计时器T04转往ST1:处执行;是,复位等待计时器T02、复位等待计时器,转往ST2:处执行;

ST1:流量调节电动阀YM3开启检测端ST为1否,A否(代表未开启),ST=0(此时说明流量调节电动阀YM3可能发生泄漏,需加若干延时时段确认,以消除关闭流量调节电动阀YM3时燃气流通传感器LC内活塞延迟回位的影响),是否已启动等待计时器T02,1是,T02计时未到返回LC:处执行,T02计时到,复位此计时器、输出声光报警代码4、支路控制器燃气进气电磁阀驱动关闭端YV3-输出短时高电平关闭燃气进气电磁阀YV3、流量调节端子M3-输出控制脉冲关闭流量调节电动阀YM3至闭限位、返回00:处执行;2否,启动T02计时N=n02秒、返回LC:处执行;B是,ST=1(此时说明流量调节电动阀YM3未泄漏且已发生人工手动开启),复位计时器T02,转往RH1:处执行;

燃气流通、流量调节电动阀YM3开启判定及应对策略2

ST2:流量调节电动阀YM3开启检测端ST为1否,A否(代表未开启),ST=0(此时说明流量调节电动阀YM3未有泄漏),返回00:处执行;B是,ST=1(人工手动开启流量调节电动阀YM3,此时可大概率说明燃气流通传感器、燃气管路、气源等可能故障),开启排风扇、转往RH2:处执行;

燃烧判定及应对策略1,否代表尚未燃烧

RH1:燃烧状态检测端RH为高否,A否(此时说明未有点燃),是否已启动等待计时器T03,1是,T03计时未到返回LC:处执行,T03计时到(代表发生点火失败或熄火),复位此计时器、支路控制器燃气进气电磁阀驱动关闭端YV3-输出短时高电平关闭燃气进气电磁阀YV3、流量调节端子M3-输出控制脉冲关闭流量调节电动阀YM3至闭限位、延时关闭排气风扇,输出声光报警代码5(此时可大概率说明发生点火失败、熄火、燃气流通传感器等部位发生阻塞、燃气流通传感器电路失效等故障),返回00:处执行;2否,启动T03计时N=n03秒、返回LC:处执行;B是,RH为高,复位等待计时器T03、转往FT:处执行;

燃烧判定及应对策略2,否代表尚未燃烧

RH2:燃烧状态检测端RH为高否,A否(此时说明未有点燃),是否已启动等待计时器T04,1是,T04计时未到返回LC:处执行,T04计时到,复位此计时器、控制器关闭燃气进气电磁阀FV3、流量调节电动阀YM3、延时关闭排气风扇,输出声光报警代码5,返回00:处执行;2否,启动T04计时N=n04秒、返回LC:处执行;RH为高,输出声光报警代码6(此时可大概率说明燃气流通传感器电路失效),复位等待计时器T04、转往FT:处执行;

开关量超温判定及应对策略,否代表超温

FT:燃气具超温检测端FT为低否,a否,是否已启动计时器TSS0,1、是,计时器TSS0计时未到执行A:,计时到执行B:;2、否,启动计时器TSS0计时n=nns0秒,返回00:处执行;A:磁力触点开关输入端MM为低否(流量调节电动阀YM3处于某一开度值时触发磁力触点开关MM闭合、支路控制器MM端口变为低电平),1A、否,计时器TSS0启动计数器T0SS为0否,否,返回00:处执行,是,置位计时器TSS0启动计数器T0SS为1,支路控制器流量调节端子M3-输出N个控制脉冲、控制步进电机反转、减小流量调节电动阀YM3开度值至触发磁力触点开关MM闭合时的位置(此时为极小火焰,燃气具将会琢渐降温),返回00:处执行;2A、是,返回00:处执行;B:复位计时器TSS0启动计数器T0SS,支路控制器关闭流量调节电动阀YM3、延时关闭排气风扇,输出声光报警代码7,返回00:处执行;b是,复位计时器TSS0、计时器TSS0启动计数器T0SS,转往FT1:处执行;

模拟量超温判定及应对策略,冗余超温判定

FT1:热敏电阻传感器输入端FR检测是否超温,a是,是否已启动计时器TSS1,1、是,计时器TSS1计时未到执行A:,计时到执行B:;2、否,启动计时器TSS1计时n=nns0秒,返回00:处执行;A:磁力触点开关输入端MM为低否,1A、否,计时器TSS1启动计数器T1SS为0否,否,返回00:处执行,是,置位计时器TSS1启动计数器T1SS为1,支路控制器流量调节端子M3-输出N个控制脉冲、控制步进电机反转、减小流量调节电动阀YM3开度值至触发磁力触点开关MM闭合时的位置,转往00:处执行;2A、是,转往00:处执行;B:复位计时器TSS1启动计数器T1SS,支路控制器关闭流量调节电动阀YM3、延时关闭排气风扇,输出声光报警代码8(此时燃气具超温检测端FT、热敏电阻传感器输入端FR,必有一端失效),返回00:处执行;b否,复位计时器TSS1、计时器TSS1启动计数器T1SS,转往TB:处执行;

燃空比控制

TB:支路控制器读取流量调节电动阀YM3位置编码器输入端MB3信息、电动空气阀门位置编码器输入端MB0信息,比对分析两者阀门位置开度信息是否与存储器内部存储的燃空比表格数据匹配,否,调整电动空气阀门开度位置至与流量调节电动阀YM3当前位置开度相匹配,转往00:处执行;是,转往T:处执行;

自动功率调整恒温控制判定及应对策略

包括恒温时间控制、燃气具升温至设定温度的过程控制、燃气具降温过程控制、自动功率调整控制(燃气具保持设定温度时的热平衡状态、对应支路控制器的流量调节电动阀YM3的开度值的自适应动态匹配过程)、恒温误差控制过程;以上过程的时域、条件运行过程为:人工启动燃气具后,实时温度T<设定温度时返回00:处执行,到达设定温度时,启动恒温时间计时器T0N、输出声光提示代码9、支路控制器流量调节端子M3-输出N个控制脉冲、控制步进电机反转、减小阀YM3流量至默认位置;执行延时等待燃气具降温过程后、启动调温间隔计时器T0N1、支路控制器流量调节端子M3+循环输出n(每次输出n个脉冲)个脉冲、控制步进电机循环正转、按设定的幅度琢步增加阀YM3燃气流量,直至使燃气具实时温度重新达到设定温度,自适应动态匹配出使燃气具保持预设定温度时的热平衡状态所需的阀YM3近似开度值,完成自动功率调整控制,然后执行恒温误差控制过程;临界温度<实时温度T<设定温度时返回00:处执行,实时温度T<临界温度<设定温度时返回Tn:处执行,实时温度T>设定温度时转往WD2:处执行;恒温时间计时到转往T0N:处执行,恒温时间计时未到转往RS:处执行;通过以上控制过程实现燃气具实际温度大概率运行在设定温度与临界温度之间,设定温度与临界温度差值越小控温精度越高。

T:是否已启动恒温时间计时器T0N,1、是,T0N设定计时到否,否,转往RS:处执行;是,转往T0N:处执行;2、否,T1:实时温度T到达设定温度否,否,返回00:处执行;是,输出声光提示代码9、启动恒温时间计时器T0N(计时0N秒),WD:支路控制器流量调节端子M3-输出N个控制脉冲、控制步进电机反转、减小流量调节电动阀YM3流量至触发磁力触点开关MM闭合时对应的开度位置(默认位置),启动延时计时器T0N0计时0N0秒(此延时用于等待燃气具温度下降),返回00:处执行;

T0N:复位启动状态寄存器F01、复位恒温时间计时器T0N、复位近似热平衡状态寄存器DW、关闭流量调节电动阀YM3、延时关闭排气风扇,输出声光提示代码10,返回00处执行;

RS:是否已启动延时计时器T0N0,是,计时未到,返回00处执行,计时到复位延时计时器T0N0,返回00处执行;否,近似热平衡状态寄存器DW为1否,A否,实时温度T不小于设定温度否,1、是(说明此时燃气具的热功率近似运行在设定温度时的热平衡状态),转往WD1:处执行,2、否,Tn:启动调温间隔计时器T0N1计时0N1秒(此延时用于消除燃气具升温延时),计时未到、返回00:处执行;计时到复位计时器T0N1,支路控制器流量调节端子M3+输出n个控制脉冲(n值越小,燃气具控温精度越高、与系统设定的目标保持温度实际误差越小)、控制步进电机正转、按设定的幅度增加流量调节电动阀YM3燃气流量(按设定幅度琢渐加强火焰强度),返回00:处执行;B、是,实时温度T小于设定温度否,a否,启动调温间隔计时器T0N2计时0N1秒(此延时用于消除燃气具降温延时),计时未到、返回00:处执行;计时到复位计时器T0N2,转往WD2:处执行;b是,实时温度T小于临界温度否,否,返回00:处执行;是,返回Tn:处执行;

WD1:置位近似热平衡状态寄存器DW为1,WD2:支路控制器流量调节端子M3-输出n1(n1<n)个控制脉冲、控制步进电机反转、按设定的幅度减小流量调节电动阀YM3燃气流量(按设定幅度琢渐减小火焰强度)、返回00:处执行。

图1中干路进气电磁阀YV1控制燃气内管路干路进气,在其后通过燃气内管路和套管连接若干个支路控制电磁阀YNn、燃气干路管道泄压电动阀YM1、燃气干路套管泄压电动阀YM2;泄压阀YM5用于保护排气、防止套管内压力异常增高损坏管路,泄压时联动常开触点开关YM5闭合,设置在燃气干路套管泄压电动阀YM2进口前端,负压风机FM2组件设置在燃气干路套管泄压电动阀YM2出口前端;干路套管内燃气泄漏探测传感器XL1、干路空间燃气泄漏探测传感器XL0、干路套管内压力触点开关SP1,根据空间大小需求,可对此3者分区段设置、同时对此分区段设置的传感器附加地址编码信息;压缩气体CO2控制阀YV2一端通过管道连接压缩气体CO2储存罐,一端通过管道连接燃气干路套管;压缩气体CO2控制阀YV2’一端通过管道连接压缩气体CO2储存罐,一端通过管道连接燃气干路管道、此连接点紧靠燃气干路进气电磁阀YV1的出口处。

所述燃气干路进气电磁阀YV1、支路控制电磁阀YNn均为双线圈瞬动置位、复位电磁阀,当干路控制器燃气干路进气电磁阀驱动开启端YV1+、干路控制器开关量输出端子驱动开关YNn+端子输出短时高电平时,电磁阀置位开启;当干路控制器燃气干路进气电磁阀驱动开启端YV1-、干路控制器开关量输出端子驱动开关YNn-端子输出短时高电平时,电磁阀复位关闭;所述压缩气体CO2控制阀YV2、YV2’为单线圈电磁阀,加电时电磁阀开启,断电时电磁阀关闭,此两个电磁阀电路呈并联连接;所述燃气干路管道泄压电动阀YM1、燃气干路管道套管泄压电动阀YM2均为手动电动两用阀,由阀壳、阀芯、阀芯驱动轴I、手动调节旋钮I2、阀芯驱动齿轮组I3、齿轮驱动步进电机M1M2、步进电机控制器(当控制器流量调节端子M1+M2+输出控制脉冲时、电动阀正转开启;当控制器流量调节端子M1-M2-输出控制脉冲时、电动阀反转关闭)、关闭开启限位开关SO1、SO1’、SO2、SO2’等部分组成;所述干路套管内压力触点开关SP1一端接地、一端连接干路控制器干路套管内压力触点开关检测端SP1,当套管发生破损时管内压力降低、压力检测触点开关SP1断开接地、另一端变为高电平、高电平信号送入支路控制器对应的输入端子SP1;所述干路套管内燃气泄漏探测传感器XL1、干路内空间燃气泄漏探测传感器XL0均通过2组高倍数放大设置的运放电路F6,输出开关量信号,当此2路传感信号探测幅值未超过各自的设定阀值时,运放F6相应输出端输出低电平、信号送入干路控制器对应的输入端子XL1、XL0,低电平代表传感器未被触发。

所述点动脉冲生成模块电路:干路控制器压缩气体CO2控制阀开启控制端YV2连接点动脉冲生成模块DD的控制端DT,点动脉冲生成模块DD的输出端连接压缩气体CO2控制阀YV2、YV2’的控制线圈;当燃气干路管道泄压电动阀YM1、燃气干路管道套管泄压电动阀YM2开启,干路控制器压缩气体CO2控制阀开启控制端YV2输出高电平、启动点动脉冲生成模块DD输出间歇驱动电平,驱动控制阀YV2、YV2’间歇开启、实现压缩气体CO2间歇吹扫燃气干路套管和燃气干路管道,点动脉冲生成模块DD输出的间歇驱动电平序列的脉宽可以调整,在满足抑制燃气在防爆空间内泄漏的同时、防止压缩气体长时间持续释放过度吸热冻伤管道,点动脉冲生成模块DD选用1个带有输出控制端的方波模块。

所述负压风机FM2组件包括风机外壳体、风扇、接触器KM2、风力传感器触点开关FM2(风扇开启后此触点闭合、引起与之相连的干路控制器输入端子低电平,做为风扇开启反馈信号)等部分;负压风机FM2安装于套管排气口前端,用于当套管发生外泄漏时,干路控制器开启套管泄压电动阀YM2至开限位、启动负压风机FM2抽风,防止低层泄漏空间内发生CO2气体沉降窒息。

图4中所述干路控制器B0输入输出端子外电路设置为:开机控制端ST一支路串接1常开触点开关ST、1限流电阻连接至电源正极线,另一支路经1限流电阻接地;关机控制端ST1一支路经1限流电阻连接至电源正极线,一支路经1限流电阻、1滤波电容、常开触点开关ST1、蓄电池低电压检测电路所控的常开触点并联接地;急停控制端ST2一支路经1限流电阻连接至电源正极线,一支路经1限流电阻、1滤波电容、常开触点开关ST2、远程网控电路WK所控的常开触点并联接地;泄压阀检测端YM5一支路经1限流电阻连接至电源正极线,一支路经常开触点开关YM5接地;负压风机FM2启动检测端一支路经1限流电阻连接至电源正极线,一支路经常开触点开关FM2接地;套管内燃气泄漏探测检测端XL1一支路经1限流电阻连接至电源正极线,一支路连接至运放F6的输出端XL1;干路内空间燃气泄漏探测检测端XL0一支路经1限流电阻连接至电源正极线,一支路连接至运放F6的输出端×L0;干路套管内压力触点开关检测端SP1一支路经1限流电阻连接至电源正极线,一支路经常闭触点开关SP1接地、一支路经常开触点开关SP1’接地;燃气泄压电动阀YM1关闭开启限位检测端(SO1、SO1’)分别为:一支路经1限流电阻连接至电源正极线、一支路经所属常开触点开关接地;套管泄压电动阀YM2关闭开启限位检测端(SO2、SO2’)分别为:一支路经1限流电阻连接至电源正极线、一支路经所属常开触点开关接地;干路泄漏报警主控手动复位控制端GZK一支路经1限流电阻连接至电源正极线,一支路经常开触点开关GZK接地;手动调节套管内升压控制端YL+一支路经1限流电阻连接至电源正极线,一支路经常开触点开关YL+接地;手动调节套管内降压控制端YL-一支路经1限流电阻连接至电源正极线,一支路经常开触点开关YL-接地;手动设定步进控制模式控制端ST0一支路经1限流电阻连接至电源正极线,一支路经常开触点开关ST0接地;急停取消控制端KT0一支路经1限流电阻连接至电源正极线,一支路经常开触点开关KT0接地;手动授权启动支路控制器控制端KTT一支路经1限流电阻连接至电源正极线,一支路经常开触点开关KTT接地;中控通信端DP0连接无线双向通信模块RP;电源控制端K7可空置;电源输入端VCC外接供电支路有两路:一路由开关电源+5V供电输出端提供,一路由开关电源+12V供电输出端和备用蓄电池DC放电回路并联后经稳压模块7805稳压后提供;电源接地端VDD;系统复位端RST一支路经1限流电阻连接至电源正极线,一支路经1限流电阻、1滤波电容、常开触点开关RST并联接地;流量调节端M1+、M1-连接对应步进电机控制器的两个对应控制端;流量调节端M2+、M2-连接对应步进电机控制器的两个对应控制端;压缩气体CO2控制阀开启控制端YV2连接点动脉冲生成模块DD的控制端DT;燃气干路进气电磁阀开启控制端YV1+连接干路控制器开关量输出端子驱动开关QD2的对应输入端、干路控制器开关量输出端子驱动开关QD2的对应输出端连接燃气干路进气电磁阀开启控制端YV1+;燃气干路进气电磁阀关闭控制端YV1-连接干路控制器开关量输出端子驱动开关QD2的对应输入端、干路控制器开关量输出端子驱动开关QD2的对应输出端连接燃气干路进气电磁阀关闭控制端YV1-;负压风机控制端KM2连接干路控制器开关量输出端子驱动开关QD2的对应输入端、干路控制器开关量输出端子驱动开关QD2的对应输出端连接接触器KM2的驱动线圈;支路控制电磁阀YNn译码器数据输出端连接支路控制电磁阀YNn译码器、由此译码器匹配连接干路控制器开关量输出端子驱动开关QD1的对应输入端、开关量输出端子驱动开关QD1的对应输出端连接支路控制电磁阀YNn的对应控制端;声光报警译码输出模块PT数据输出端连接声光报警译码输出模块PT。

干路内输入辅助处理电路包括:蓄电池低电压检测电路(所控常开触点上端连接干路控制器关机控制端ST1、下端接地;当电源模块中开关电源不工作、蓄电池投入过久端电压降低至某一数值时,低电压检测运放电路F8的输出端口输出高电平驱动所控常开触点闭合、使干路控制器ST1端子为低电平)、网络控制端口保护电路(所控常开触点上端连接干路控制器ST2端子、下端接地;当接收到地震、火灾等强风险类级别信息时,网络控制端口输出高电平驱动所控常开触点闭合、使ST2端子为低电平,实现远程自动控制、提前关闭燃气具、排空燃气管路)、干路套管内燃气泄漏探测传感器XL1(根据空间大小需求,可对干路套管内燃气泄漏探测传感器XL1分区段设置、同时对此分区段设置的传感器附加地址编码信息)、干路空间燃气泄漏探测传感器XL0(根据空间大小需求,可对干路空间燃气泄漏探测传感器XL0分区段设置、同时对此分区段设置的传感器附加地址编码信息);开关量输出端子驱动开关QD1、QD2用于匹配驱动外围功能组件;支路控制阀YNn译码控制模块用于匹配驱动开关QD1驱动外围扩展的功能组件;声光报警译码输出模块PT用于广播输出系统状态提示;中控通信模块RP用于控制器之间信息交互、其电源供电支路有两路:一路由开关电源KT+9V供电输出端提供,一路由开关电源+12V供电输出端和备用蓄电池放电回路并联后经稳压模块7809稳压后提供;电源模块包括开关电源KT部分和备用蓄电池DC部分,蓄电池保护充电路径和保护放电路径分离;干路系统中的主电路掉电自动关阀电路、与支路系统中的主电路掉电自动关阀电路结构相同、用于发生系统掉电时关闭燃气干路进气电磁阀YV1。

所述蓄电池低电压检测电路组成;电压比较运放F8的负输入端电位由两只串接于电源正负极之间的电阻分压后提供,在连接负极侧电阻的上端获得的分压连接至运放F8的负输入端,运放F8的正输入端电位由串接于电源正负极之间的限流电阻和稳压管分压后提供,限流电阻一端连接电源正极、一端同时连接稳压管的负极端和运放F8的正输入端,稳压管的正极端接地,运放F8的正输入端电压被稳压管保持不变;并且在此正输入端与负极端之间并联一只电容C1,用于防干扰;当电源模块中开关电源KT不工作、蓄电池DC投入过久端电压降低至某一数值时,连带运放F8的负输入端电压下降至低于其正输入端的电压,运放F8输出高电平。

干路控制系统软件控制过程设定

干路控制系统依据泄漏位点、及泄漏引发的风险级别和单元支路控制系统依据运行工况风险级别发出的通讯请求设置应对预案、及预案执行的对应时域、条件、次序;干路控制系统控制过程设定为:1、空间泄漏判定及应对策略;2、干路泄漏报警主控自动复位判定及应对策略;3、干路泄漏报警主控手动复位判定及应对策略;4套管内漏判定及应对策略;5、套管外漏判定及应对策略;6、初始加电、一键停机时关阀保护控制策略;7、一键停机关阀控制;8、急停控制;9、干路控制器关闭干路控制阀YV1判定及应对策略;10、干路控制器开启干路控制阀YV1判定及应对策略;11、干路控制器关闭燃气支路控制阀YNn及应对策略;12、干路控制器开启燃气支路控制阀YNn判定及应对策略;13、手动控制模式判定及应对策略;14、手动调节套管内压力;15手动授权启动支路控制器判定及应对策略;以上判定及应对策略,协同所控的(全部)支路控制系统判定及应对策略实现燃气管路系统所处的点、线、面、体全空间安全节能运行。

干路控制过程设置为加电启动后,立即开始执行泄漏检测判定及应对策略,只要不发生系统掉电情况、在每一个其他策略执行周期之前或过程中均需先期执行一遍泄漏检测判定及应对策略,防止泄漏发生、导致燃爆;当干路系统开关电源供电发生掉电情况时、无间隔投入蓄电池供电回路,当蓄电池欠压时、触发蓄电池低电压检测电路、触发一键停机关阀控制,当主电路突然掉电时、主电路掉电自动关阀电路自动投入关闭燃气干路进气电磁阀YV1;

空间泄漏判定及应对策略,否代表泄漏

00:干路内空间燃气泄漏探测检测端XL0为0否;是,XL0=0,执行C;否,XL0=1,报警计数器TS0计数n次n>ns0否,否执行A:,是执行B:;

A:是否已启动报警计时器T01,是,计时未到返回A:处执行,计时到,报警计数器TS0+1、复位此计时器T01,返回00:处执行;否,启动报警计时器n01秒计时,返回A:处执行;

B:报警1状态寄存器为1否,是,转往C:处执行;否,置位报警1状态寄存器为1、干路控制器燃气干路进气电磁阀关闭控制端YV1-输出短时高电平、关闭燃气干路进气电磁阀YV1、输出声光指示报警代码1,并通过其DP0接口发送禁止启动支路控制器控制代码、干路控制器流量调节端M1+输出脉冲开启燃气泄压电动阀YM1至开限位、干路控制器流量调节端M2+输出脉冲开启套管泄压电动阀YM2至开限位、干路控制器压缩气体CO2控制阀开启控制端YV2输出高电平点动开启压缩气体CO2控制阀YV2,进行燃气管路高空排放泄压和用CO2压缩气体间歇吹扫内外管路、快速终止燃气在建筑物内泄漏,返回00:处执行;

干路泄漏报警主控自动复位判定及应对策略

C:报警计数器TS0计数n次n<ns0否,1否,转往D:处执行;2是,报警计数器TS0计数n次n=0否,a否,置位报警计数器TS0、报警计时器T01、报警1状态寄存器为0,转往00:处执行;b是,转往XL1:处执行;

干路泄漏报警主控手动复位判定及应对策略

D:干路泄漏报警主控手动复位控制端GZK为0否,否,输出泄漏报警主控未复位声光指示代码5,返回00:处执行;是,(此时需强制SP1端子为低电平,闭合常开触点开关SP1’、配合程序执行实现套管内CO2压力回充、防止触发外漏误报警)干路控制器置位报警计数器TS0、报警计时器T01、报警1状态寄存器为0,压缩气体CO2控制阀开启控制端YV2输出高电平开启压缩气体CO2控制阀YV2、流量调节端M1-输出脉冲关闭燃气泄压电动阀YM1至闭限位、流量调节端M2-输出脉冲关闭套管泄压电动阀YM2至闭限位、燃气干路进气电磁阀开启控制端YV1+输出高电平、开启所控燃气干路进气电磁阀YV1,并通过其DP0接口发送授权启动支路控制器控制代码,转往00:处执行;

套管内漏判定及应对策略,否代表内漏

XL1:干路套管内燃气泄漏探测检测端XL1为低否,否,输出声光指示报警代码2,转往00:处执行;是,转往SP1:处执行;

套管外漏判定及应对策略,否代表外漏

SP1:干路套管内压力触点开关检测端SP1为低否,否,开启套管泄压电动阀YM2至开限位、启动负压风机FM2抽风防止CO2窒息、输出声光指示报警代码3,转往00:处执行;是,转往009:处执行;

初始加电、一键停机时关阀保护控制策略

009:启动状态寄存器F01为1否,a否,开机控制端ST为1否,a1否(未启动),未启动计数器F01为0否,a10是,干路控制器燃气干路进气电磁阀关闭控制端YV1-输出短时高电平、关闭燃气干路进气电磁阀YV1,并通过其DP0接口发送禁止启动支路控制器控制代码,置位未启动计数器F01+1,返回00:处执行;a11否,返回00:处执行;a2是(操作者短时按下常开触点开关ST),干路控制器燃气干路进气电磁阀开启控制端YV1+输出短时高电平、开启燃气干路进气电磁阀YV1,并通过其DP0接口发送启动支路控制器控制代码,置位启动状态寄存器F01为1,复位未启动计数器F01,转往00:处执行;b是,转往010:处执行;

一键停机关阀控制

010:关机控制端ST1为0否,a否,转往011:处执行;b是(或是操作者短时按下常开触点开关ST1),干路控制器燃气干路进气电磁阀关闭控制端YV1-输出短时高电平、关闭燃气干路进气电磁阀YV1,并通过其DP0接口发送禁止启动支路控制器控制代码,置位启动状态寄存器F01为0,置位启动计数器F01为0,返回00:处执行;

急停控制

011:急停状态寄存器为0否,a否,转往KT0:处执行;b是,急停控制端ST2为0否,b1否,转往DP01:处执行,b2是,(或是操作者按下常开触点开关ST2),置位急停状态寄存器为1、置位启动计数器F01为0,干路控制器燃气干路进气电磁阀关闭控制端YV1-输出短时高电平、关闭燃气干路进气电磁阀YV1,并通过其DP0接口发送禁止启动支路控制器控制代码,干路控制器流量调节端M1+输出脉冲开启燃气泄压电动阀YM1至开限位、干路控制器流量调节端M2+输出脉冲开启套管泄压电动阀YM2至开限位、干路控制器压缩气体CO2控制阀开启控制端YV2输出高电平点动开启压缩气体CO2控制阀YV2和YV2’,进行燃气干路管路高空排放泄压和用CO2压缩气体间歇吹扫燃气干路管路和燃气干路管路外套管,返回00:处执行;

干路控制器关闭干路控制阀YV1判定及应对策略

DP01:干路控制器DP0接口是否收到关闭燃气干路进气电磁阀YV1的请求信息,是,读取并显示请求的支路控制器地址码,关闭燃气干路进气电磁阀YV1,并通过其DP0接口发出禁止启动所有支路控制器的控制代码、发出声光提示信息6,转往00:处执行;否,转往DP02:处执行;

干路控制器开启干路控制阀YV1判定及应对策略

DP02:干路控制器DP0接口是否收到开启燃气干路进气电磁阀YV1的请求信息,是,读取并显示请求的支路控制器地址码,转往KTT:处执行;否,转往DP03:处执行;

干路控制器关闭支路控制阀YNn判定及应对策略

DP03:干路控制器DP0接口是否收到支路控制阀YNn的关请求信息,是,读取并显示请求的支路控制器地址码,向YNn译码器送出相应控制代码、关闭所请求的支路控制阀YNn,转往00:处执行;否,转往DP04:处执行;

干路控制器开启支路控制阀YNn判定及应对策略

DP04:干路控制器DP0接口是否收到支路控制阀YNn的开请求信息,是,读取并显示请求的支路控制器地址码,向YNn译码器送出相应控制代码、开启所请求的支路控制阀YNn,转往00:处执行;否,转往YM5:处执行;

手动控制模式判定及应对策略

YM5:泄压阀检测端YM5为1否,否,代表已发生泄压,输出声光报警代码4,转往ST0:处执行;是,转往ST0:处执行;

ST0:ST0端子是否为0,否,转往YL+:处执行;是,返回00:处执行;

手动调节套管内压力

YL+:手动调节套管内升压控制端YL+为1否,否,干路控制器压缩气体(CO2)控制阀开启控制端YV2输出高电平点动开启压缩气体CO2控制阀YV2和YV2’,套管、内管加压,转往00:处执行;是,干路控制器压缩气体CO2控制阀开启控制端YV2输出低电平,加压结束,转往YL-:处执行;

YL-:手动调节套管内降压控制端YL-为1否,否,干路控制器流量调节端M2+输出脉冲、开启套管泄压电动阀YM2,套管泄压,转往00:处执行;是,干路控制器流量调节端M2-输出脉冲、关闭套管泄压电动阀YM2至闭限位,停止泄压,返回00:处执行;

KT0:急停取消控制端KT0为0否,否,返回00:处执行;是,置位急停状态寄存器为0,干路控制器燃气干路进气电磁阀开启控制端YV1+输出短时高电平、开启燃气干路进气电磁阀YV1,并通过其DP0接口发送启动支路控制器控制代码,干路控制器流量调节端M1-输出脉冲关闭燃气泄压电动阀YM1至闭限位、干路控制器流量调节端M2-输出脉冲关闭套管泄压电动阀YM2至闭限位,返回00:处执行;

手动授权启动支路控制器判定及应对策略

KTT:手动授权启动支路控制器控制端KTT为0否,否,发出中控未授权声光指示,返回00:处执行;是,干路控制器燃气干路进气电磁阀开启控制端YV1+输出短时高电平、开启燃气干路进气电磁阀YV1,并通过其DP0接口发出授权启动支路控制器控制代码,转往00:处执行。

31页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:燃气灶及控制方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!