供气监控系统的制作方法

1.本发明涉及船舶的供气技术领域，尤其涉及一种供气监控系统。


背景技术：

2.天然气、石油气、乙烷等可燃气体具有资源丰富、价格便宜等突出的优点，上述可燃气体为燃料的发动机和双燃料发动机必须通过燃气阀组系统(gas valve unit简称gvu)对发动机供气，以满足发动机的运行及安全性需求。发动机对向其输入的气体燃料进机参数和整机的安全性要求很高，比如对气体燃料压力、流量控制的精确性和持续稳定性，对发动机的起动/停机/故障等情况的安全性及快速反应性能均有很高的要求，这些功能需要依靠可靠的燃气控制系统及控制方法来实现。
3.近年来，气体燃料发动机由于其优越的节能减排效果和经济性，成为船舶动力的首选。燃气的调控及监测对主机性能及安全有着极大的影响。
4.因此，亟需一种控制监控系统对气体燃料发动连接的管路进行监控。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种供气监控系统，能够有效解决在现有的供气系统技术方案中不能同时兼具监测和控制功能，并在供气、断气以及紧急状态下没有保护措施的问题。
6.根据本发明的一方面，提供一种供气监控系统，所述系统包括：进气阀组、调压阀组、主阀组以及分别与所述进气阀组、所述调压阀组、所述主阀组电连接的控制器；所述主阀组分别与外部压缩气体、所述进气阀组及所述调压阀组气路连通，以基于所述控制器的控制向所述进气阀组和所述调压阀组供应所述可燃气体，并使所述可燃气体进入燃烧室；所述控制器接收位于所述进气阀组的气路上的进气压力传感器、温度传感器以及位于所述调压阀组的气路上的流量传感器反馈的监测信号，并基于所述监测信号向所述主阀组、所述进气阀组、以及所述调压阀组发送控制信号；所述主阀组、所述进气阀组、以及所述调压阀组基于所述控制信号协同工作以执行以下操作：当处于供气状态时，所述主阀组向所述进气阀组供气并且所述进气阀组打开以使所述可燃气体进入所述燃烧室；实时调节所述调节阀组的开度，以将所述燃烧室的进气气压维持在目标值。
7.进一步地，所述系统还包括：泄压阀组，所述泄压阀组与所述主阀组气路连通。
8.进一步地，所述控制器执行以下操作：当处于所述供气状态前，控制所述泄压阀组关闭；根据所述监测信号确定气路中的气压值；当所述气路中的气压值小于第一预设值时，发出气体泄漏报警。
9.进一步地，所述控制器还执行以下操作：当处于切断供气状态时，控制所述进气阀组关闭；控制所述泄压阀组打开，使所述气路中多余的气体泄放出来。
10.进一步地，所述系统还包括：吹扫阀组，所述吹扫阀组与所述主阀组气路连通。
11.进一步地，所述控制器还执行以下操作：当处于紧急切断状态时，控制所述进气阀组关闭；控制所述泄压阀组打开；控制所述吹扫阀组打开，以用保护气体替换气路内的气
体。
12.进一步地，所述吹扫阀组的气路中设置有吹扫压力传感器，所述控制器接收所述压力传感器反馈的吹扫压力信号。
13.进一步地，所述控制器还执行以下操作：根据所述吹扫压力信号确定所述吹扫阀组气路中保护气体的压力值；当所述保护气体的压力值小于第二预设值时，则在预设时间内禁止进入供气状态。
14.进一步地，所述保护气体为阻燃气体。
15.进一步地，所述系统还包括人机交互终端，所述人机交互终端与所述控制器电连接，用于接收操作者的控制指令，并将所述控制指令传送至所述控制器以改变所述系统的工作状态。
16.本发明的优点在于，控制器接收位于所述进气阀组的气路上的压力传感器、温度传感器以及位于所述调压阀组的气路上的流量传感器反馈的监测信号，并基于所述监测信号向所述主阀组、所述进气阀组、以及所述调压阀组发送控制信号。以实现供气状态、供气状态前、切断供气状态和紧急切断状态时的安全控制操作，并且实时监控气路中的压力值和温度值。
附图说明
17.下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
18.图1为本发明实施例提供的一种供气监控系统的结构示意图。
19.图2为本发明实施例提供的控制器的结构示意图。
20.图3为本发明实施例提供的供气状态的步骤流程图。
21.图4为本发明实施例提供的供气状态前的步骤流程图。
22.图5为本发明实施例提供的切断供气状态的步骤流程图。
23.图6为本发明实施例提供的紧急切断状态的步骤流程图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.现在参阅图1，图1为本发明实施例提供的供气监控系统。所述系统包括：进气阀组200、调压阀组400、主阀组600和控制器100。
26.示例性地，控制器100分别与所述进气阀组200、所述调压阀组400、所述主阀组600电连接。结合参阅图2，所述控制器100包括plc控制器110、继电器组140、安全栅150、数字输入/输出模块120及模拟输入/输出模块130。
27.plc控制器110与所述继电器组140连接，plc控制器110开启和关闭主阀组600，以此控制主阀组600中压缩空气的通断，进而实现进气阀组200、调压阀组400上的阀件开启和关闭。
28.所述数字输入/输出模块120通过安全栅150(一种过渡装置用于保护控制器100)与进气阀组200、调压阀组400、主阀组600上的位置反馈装置连接(位置反馈装置用于监测当前阀件是处于开启或关闭)。plc控制器110可以监测阀组单元(即进气阀组200、调压阀组400等具有阀件的阀组的总称)所接收动作与反馈动作是否匹配。以此判断阀组单元动作是否正常。
29.所述模拟输入/输出模块130通过安全栅150与传感器(压力传感器210、温度传感器220和流量传感器410)连接。模拟输入/输出模块130还与调压阀组400电连接，通过4-20ma电信号控制调压阀组400改变其开度，以起到调整供气压力，改变供气量的作用。
30.示例性地，所述主阀组600分别与外部压缩气体、所述进气阀组200及所述调压阀组400气路连通，以基于所述控制器100的控制向所述进气阀组200和所述调压阀组400供应所述可燃气体，并使所述可燃气体进入燃烧室。
31.示例性地，所述控制器100接收位于所述进气阀组200的气路上的压力传感器210、温度传感器220以及位于所述调压阀组400的气路上的流量传感器410反馈的监测信号，并基于所述监测信号向所述主阀组600、所述进气阀组200、以及所述调压阀组400发送控制信号。
32.在一些实施例中，供气为提供燃气，所述系统还包括控制终端，所述控制终端与所述控制器100电连接，通过所述控制终端接收到的控制指令，将所述控制器100设置于不同的状态。控制终端用于显示系统各阀组单元状态、燃气温度及压力、氮气压力、燃气流量情况和故障显示及报警查询。同时控制终端设有触摸屏的人机交互界面还设置控制按钮，可以手动强制阀组单元开启或者关闭，便于系统调试及检修。
33.结合参阅图3，在一些实施例中，所述主阀组600、所述进气阀组200、以及所述调压阀组400基于所述控制信号协同工作以执行以下操作：
34.步骤s310：当处于供气状态时，所述主阀组600向所述进气阀组200供气并且所述进气阀组200打开以使所述可燃气体进入所述燃烧室。
35.步骤s320：实时调节所述调节阀组的开度，以将所述燃烧室的进气气压维持在目标值。
36.具体地，控制器100可以通过模拟输出模块输出控制信号，控制调压阀组400，通过调节调压阀开度，调整进气压力。同时通过模拟输出模块接收压力传感器210信号及温度传感器220信号，实时监测气路进气压力，及燃气温度。如不满足plc控制器110设定阀值则发出报警信号，并在触摸屏上显示故障信息。
37.结合参阅图4，在一些实施例中，所述系统还包括：泄压阀组300，所述泄压阀组300与所述主阀组600气路连通。
38.所述主阀组600、所述进气阀组200、泄压阀组300以及所述调压阀组400基于所述控制信号协同工作以执行以下操作：
39.步骤s410：当处于所述供气状态前，控制所述泄压阀组关闭。
40.步骤s420：根据所述监测信号确定气路中的气压值。
41.步骤s430：当所述气路中的气压值小于第一预设值时，发出气体泄漏报警。
42.具体地，根据系统内plc控制器110设定程序，通过数字输出模块输出信号关闭泄放阀组再打开进气阀组200，并通过模拟输入模块接收燃气压力传感器210的反馈信号，监
测系统气路中燃气体压力的变化。如燃烧室未供气，但是压力传感器210的压力减少到plc控制器110设定阀值以下，则判断阀组单元或者系统中的连接气路有泄露情况，plc控制器110发出报警信号，并在触摸屏上显示报警信息，同时限制为燃烧室供气的功能，直至工作人员检查并排除泄漏点。
43.在一些实施例中，所述主阀组600、所述进气阀组200、泄压阀组300以及所述调压阀组400基于所述控制信号协同工作还执行以下操作：
44.步骤s440：当处于切断供气状态时，控制所述进气阀组关闭。
45.步骤s450：控制所述泄压阀组打开，使所述气路中多余的气体泄放出来。
46.具体地，切断供气状态下系统由供气状态转为切断状态时，系统内plc控制器110设定程序通过数字输出模块输出信号关闭进气阀组200再打开泄放阀组，首先通过进气阀组200切断供气，然后通过泄放阀组实现气路中多余积聚燃气泄放功能，防止燃气在系统内部积聚，造成危险。
47.结合参阅图5，在一些实施例中，所述系统还包括：吹扫阀组500，吹扫阀组500与所述主阀组600气路连通。
48.所述主阀组600、所述进气阀组200、泄压阀组300、吹扫阀组500以及所述调压阀组400基于所述控制信号协同工作以执行以下操作：
49.步骤s510：当处于紧急切断状态时，控制所述进气阀组关闭。
50.步骤s520：控制所述泄压阀组打开。
51.具体地，紧急切断状态下系统由供气状态转为切断状态时，系统内plc设定程序通过数字量输出模块输出信号关闭进气阀组200再打开泄放阀组，首先通过进气阀组200切断供气，然后通过泄放阀组实现管路中多余积聚燃气泄放功能，防止燃气在系统内部积聚，造成危险。同时紧急切断状态下还可以进一步采用以下步骤：
52.步骤s530：控制所述吹扫阀组打开，以用保护气体替换气路内的气体。
53.具体地，系统还需要通过对吹扫阀组500的有序控制，使氮气吹进至燃烧室的进气管路(即系统的与燃烧室连接的出口管路)，防止燃气积聚，导致燃烧室发生爆燃危险。
54.步骤s540：根据所述吹扫压力信号确定所述吹扫阀组气路中保护气体的压力值。
55.步骤s550：当所述保护气体的压力值小于第二预设值时，则在预设时间内禁止进入供气状态。
56.具体地，处于紧急切断状态下，系统通过吹扫阀组500上的压力传感器210监测氮气压力，如不满足系统阀值，则表示氮气不足以吹扫气路中积聚的燃气，故系统将限制再次为燃烧室供气，通常第二预设值为20分钟，以预留充足的燃气放散时间。
57.本发明的优点在于，控制器接收位于所述进气阀组的气路上的压力传感器、温度传感器以及位于所述调压阀组的气路上的流量传感器反馈的监测信号，并基于所述监测信号向所述主阀组、所述进气阀组、以及所述调压阀组发送控制信号。以实现供气状态、供气状态前、切断供气状态和紧急切断状态时的安全控制操作，并且实时监控气路中的压力值和温度值。
58.综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。