一種帶通道自檢功能的多通道循環(huán)采樣氣體分析系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】一種帶通道自檢功能的多通道循環(huán)采樣氣體分析系統(tǒng)及控制方法，系統(tǒng)至少包括樣氣通道、采樣通道、分析通道、排放通道、吹掃通道和控制器。采樣通道和排放通道共用各路樣氣通道，通過控制器控制兩位三通電磁閥實現(xiàn)采樣和排放的切換，實現(xiàn)對多路樣氣的循環(huán)采樣分析；分析通道和排放通道設置有流量開關，控制器的通道自檢模塊通過對電磁閥、泵的組合控制和流量開關的高低狀態(tài)進行判斷，獲知各通道是否堵塞或泄漏等狀態(tài)，實現(xiàn)對樣氣流通通道的自動檢查。本發(fā)明的有益效果：分析樣氣在采樣通道與排放通道循環(huán)切換，節(jié)約設備投資成本，提高氣體分析數(shù)據(jù)的響應速度及準確性；控制器實現(xiàn)各通道堵塞或泄露的自動檢查，節(jié)省人力成本，提高分析準確度。
【專利說明】一種帶通道自檢功能的多通道循環(huán)采樣氣體分析系統(tǒng)及控 制方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于在線監(jiān)控【技術領域】，具體涉及一種帶通道自檢功能的多通道循環(huán)采樣 氣體分析系統(tǒng)及控制方法。

【背景技術】
[0002] 在工業(yè)爐運行過程中，為保證爐體安全和滿足工藝需要，經(jīng)常要對爐內(nèi)氣氛如微 量氧氣、氫氣等氣體含量進行在線分析。目前常采用單通道獨立采樣分析的方式，由于每個 采樣點均需要配置獨立設備，造成設備投資不經(jīng)濟，設備維護量很大的問題。
[0003] 在分析系統(tǒng)運行過程中，管路如果出現(xiàn)堵塞，則系統(tǒng)無法正常取樣分析，影響監(jiān)測 結果；而管路如果出現(xiàn)漏點，會從外界吸入空氣，嚴重影響監(jiān)測結果；而且，由于樣氣中含 有不少可燃氣體，吸入的空氣會與可燃氣體混合，更加會影響設備安全。過去常用方式是通 過人工定期巡檢來檢查是否存在管路泄漏問題，這樣即耗費人力，也難免產(chǎn)生問題發(fā)現(xiàn)不 及時的弊端。曾經(jīng)就出現(xiàn)過由于分析儀柜內(nèi)管路泄漏而產(chǎn)生爆炸事故。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術問題是，針對上述常用的氣體分析方式所存在的問題和弊 端，提供一種帶通道自檢功能的多通道循環(huán)采樣氣體分析系統(tǒng)及控制方法。
[0005] 本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：
[0006] 一種帶通道自檢功能的多通道循環(huán)采樣氣體分析系統(tǒng)，至少包括樣氣通道、采樣 通道、分析通道、排放通道、吹掃通道和控制器，所述樣氣通道設置有多路、各路樣氣通道分 別與采樣通道三通電磁閥的進介質端連接，采樣通道三通電磁閥的兩個出介質端分別與采 樣通道、排放通道連接；所述采樣通道與分析通道三通電磁閥的一個進介質端連接，所述吹 掃通道經(jīng)過兩個支路分別與分析通道三通電磁閥的兩個進介質端連接，分析通道三通電磁 閥的出介質端與分析通道連接；所述控制器包括PLC處理器和PLC控制模塊，所述PLC處理 器通過信號電纜與各個通道上的電磁閥、以及分析通道上的分析儀表連接；所述PLC控制 模塊分為采樣吹掃控制模塊和通道自檢模塊，所述采樣吹掃控制模塊用于控制樣氣通道、 采樣通道、排放通道、分析通道上連接的采樣通道三通電磁閥、分析通道三通電磁閥的動作 (得失電狀態(tài)），
[0007] 實現(xiàn)采樣通道和排放通道的切換以及實現(xiàn)高壓氮氣通過吹掃通道對采樣通道和 分析通道進行氮氣吹掃的切換，所述通道自檢模塊用于通過自動執(zhí)行采樣通道三通電磁 閥、分析通道三通電磁閥的組合控制動作以及對分析通道上的分析通道流量開關、排放通 道上的排放通道流量開關的高低狀態(tài)進行判斷，獲知采樣通道、分析通道和排放通道是否 堵塞或泄漏等狀態(tài)，并將此狀態(tài)反饋至PLC處理器報警。
[0008] 按上述方案，所述各路樣氣通道包括樣氣通道管路及設于其上的樣氣通道電磁 閥，樣氣通道電磁閥前端的樣氣通道管路上設置有一樣氣通道手動截止閥，樣氣通道電磁 閥后端的樣氣通道管路經(jīng)另一樣氣通道手動截止閥與采樣通道三通電磁閥的進介質端連 接；
[0009] 所述采樣通道三通電磁閥的一個出介質端與采樣通道的采樣通道管路連接，采樣 通道三通電磁閥的另一個出介質端與排放通道連接，所述排放通道包括排放通道管路及依 次設于其上的排放通道流量開關，排放通道轉子流量計，排放泵；
[0010] 所述采樣通道的采樣通道管路與分析通道三通電磁閥的第一進介質端連接，所述 吹掃通道包括吹掃通道管路及設于其上的氮氣通道手動截止閥，氮氣一級減壓閥，采樣通 道氮氣吹掃電磁閥，氮氣吹掃分析通道減壓閥，分析通道氮氣吹掃電磁閥；吹掃通道的氮氣 通道手動截止閥、氮氣一級減壓閥、采樣通道氮氣吹掃電磁閥依次連接形成的第一支路與 分析通道三通電磁閥的第一進介質端連接，吹掃通道的氮氣通道手動截止閥、氮氣一級減 壓閥、氮氣吹掃分析通道減壓閥、分析通道氮氣吹掃電磁閥依次連接形成的第二支路與分 析通道三通電磁閥的第二進介質端連接；
[0011] 所述分析通道包括分析通道管路及設于其上的冷凝器，分析通道流量開關，分析 通道轉子流量計，分析通道吹掃排放電磁閥，采樣泵；所述分析通道三通電磁閥的出介質端 與分析通道的冷凝器連接，冷凝器經(jīng)分析通道過濾器與分析通道流量開關連接，分析通道 流量開關經(jīng)若干分析通道轉子流量計分別對應與一分析儀表的輸入端連接（分析通道轉 子流量計、分析儀表連接形成的支路數(shù)量與樣氣通道的路數(shù)一致），各路分析儀表的輸出端 與分析通道吹掃排放電磁閥的一端連接，分析通道吹掃排放電磁閥的另一端與分析排放通 道止回閥連接后接至排放通道的輸出端，各路分析儀表的輸出端還與采樣泵連接；
[0012] 所述控制器的PLC處理器內(nèi)配置有定時器ΤΙ、T2、T3 (計時器），通過PLC控制模 塊調用定時器T1、T2、T3的計時功能：在采樣吹掃控制模塊中，定時器T1、T2、T3用于控制 樣氣通道、采樣通道、排放通道、分析通道上各個電磁閥動作，實現(xiàn)采樣通道和排放通道的 切換，以及實現(xiàn)高壓氮氣通過吹掃通道對采樣通道和分析通道進行氮氣吹掃的切換；在通 道自檢模塊中，定時器Τ1、Τ2、Τ3用于執(zhí)行各個電磁閥與采樣泵、排放泵的組合控制動作。
[0013] 按上述方案，該分析系統(tǒng)還包括校驗通道，所述校驗通道包括分析校驗通道手動 切換閥，校驗氣通道截止閥，校驗氣減壓閥，所述校驗通道通過手動切換閥的兩個端口分別 與分析通道流量開關及各支路分析通道轉子流量計之間的分析通道管路連接，校驗通道通 過手動切換閥的另外兩個端口分別經(jīng)一校驗氣通道截止閥與校驗氣減壓閥連接，兩個校驗 氣減壓閥分別連接至1#校驗氣瓶及2#校驗氣瓶。
[0014] 按上述方案，所述1#采樣通道三通電磁閥、2#采樣通道三通電磁閥、分析通道三 通電磁閥均為兩位三通電磁閥。
[0015] 本發(fā)明還提供了上述帶通道自檢功能的多通道循環(huán)采樣氣體分析系統(tǒng)的控制方 法，具體包括如下步驟：
[0016] (1)多路分析樣氣依次經(jīng)過樣氣通道、采樣通道進入分析通道；
[0017] (2)各路分析樣氣采樣分析開始及結束階段，均通過與采樣通道、分析通道連接的 吹掃通道對采樣通道的采樣通道管路及分析通道的分析通道管路進行氮氣吹掃置換；在采 樣開始階段吹掃置換采樣通道管路中的空氣，在采樣結束階段吹掃置換分析通道管路中的 樣氣（通過控制樣氣通道、采樣通道、分析通道和吹掃通道相關閥門，自動將氮氣從吹掃通 道引入采樣通道和分析通道中，置換管路中的空氣或樣氣，使管路內(nèi)充滿氮氣，確保管路的 氣氛安全，保護分析儀表）；
[0018] (3)在各路分析樣氣采樣開始階段，對管路進行吹掃置換之后，分析系統(tǒng)進入循環(huán) 采樣分析流程，通過分析通道中不同的分析儀表進行采樣分析后，再通過控制器控制樣氣 通道、采樣通道、排放通道、分析通道上連接的采樣通道三通電磁閥、分析通道三通電磁閥 的動作，實現(xiàn)采樣通道和排放通道的切換，實現(xiàn)對多路分析樣氣的循環(huán)采樣分析；分析系統(tǒng) 循環(huán)往復地進行采樣分析工作，直到人為通過控制器終止為止。
[0019] (4)控制器通過執(zhí)行采樣通道三通電磁閥、分析通道三通電磁閥和采樣泵、排放泵 的組合控制動作，并對分析通道流量開關、排放通道流量開關的高低狀態(tài)進行判斷，獲知采 樣通道、分析通道和排放通道等樣氣流通通道是否堵塞或泄漏等狀態(tài)，并將此狀態(tài)反饋至 PLC處理器報警，實現(xiàn)對樣氣通道的自動檢查。
[0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有的有益效果：
[0021] 1、自動循環(huán)采樣分析過程在實現(xiàn)對多個采樣點自動循環(huán)采樣分析的基礎上，通過 對各個兩位三通電磁閥按設定流程動作，使得分析樣氣在采樣通道與排放通道循環(huán)切換， 各路分析樣氣能各自快速地進入分析通道，在節(jié)約設備投資成本的同時，大大減少分析樣 氣在采樣過程中由于采樣通道切換而產(chǎn)生的分析數(shù)值擾動，提高氣體分析數(shù)據(jù)的響應速度 及準確性；
[0022] 2、控制器的通道自檢模塊通過對電磁閥、泵的組合控制和各個流量開關的高低判 斷，實現(xiàn)了對分析樣氣各個通道堵塞或泄露的自動檢查，提高了分析系統(tǒng)的自動化程度，節(jié) 省了人力成本，并大大提高了設備的安全性和分析準確度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明多通道循環(huán)采樣氣體分析系統(tǒng)的結構示意圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明的自動循環(huán)采樣分析流程圖；
[0025] 圖3是本發(fā)明的通道堵塞自檢流程圖之一；
[0026] 圖4是本發(fā)明的通道堵塞自檢流程圖之二；
[0027] 圖5是本發(fā)明的通道自檢漏"低低方向"流程圖之一；
[0028] 圖6是本發(fā)明的通道自檢漏"低低方向"流程圖之二；
[0029] 圖7是本發(fā)明的通道自檢漏"低高方向"流程圖之一；
[0030] 圖8是本發(fā)明的通道自檢漏"低高方向"流程圖之二；
[0031] 圖9是本發(fā)明的通道自檢漏"低高方向"流程圖之三；
[0032] 圖10是本發(fā)明的通道自檢漏"低高方向"流程圖之四；
[0033] 圖11是本發(fā)明的通道自檢漏"低高方向"流程圖之五；
[0034] 圖12是本發(fā)明的通道自檢漏"低高方向"流程圖之六；
[0035] 圖13是本發(fā)明的通道自檢漏"低高方向"流程圖之七；
[0036] 圖14是本發(fā)明的通道自檢漏"高低方向"流程圖；
[0037] 圖15是本發(fā)明的通道自檢漏"高高方向"流程圖；
[0038] 圖1中：SV-01A :1#樣氣通道電磁閥，SV-02A :2#樣氣通道電磁閥，SV-00B :采樣 通道氮氣吹掃電磁閥，SV-00C :分析通道氮氣吹掃電磁閥，SV-00D :分析通道吹掃排放電磁 閥，SV-01B :1#采樣通道三通電磁閥，SV-02B :2#采樣通道三通電磁閥，SV-00A :分析通道三 通電磁閥，F(xiàn)SL01 :分析通道流量開關，F(xiàn)SL02 :排放通道流量開關，Ml :采樣泵，M2 :排放泵， L-01A :1#樣氣通道管路，L-02A :2#樣氣通道管路，L-00A :采樣通道管路，L-00B :分析通道 管路，L-00C :排放通道管路；NV-1A、NV-1B :1#樣氣通道手動截止閥，NV-2A、NV-2B :2#樣氣 通道手動截止閥，ZV1 :分析排放通道止回閥，NV1 :氮氣通道手動截止閥，NV2、NV3 :校驗氣 通道截止閥，F(xiàn)R1 :氮氣一級減壓閥，F(xiàn)R2 :氮氣吹掃分析通道減壓閥，RV1、RV2 :校驗氣減壓 閥，F(xiàn)1 :分析通道過濾器，F(xiàn)2 :排放通道過濾器，GC :冷凝器，LD :冷凝水收集器，BV1 :分析校 驗通道手動切換閥，F(xiàn)M1、FM3 :分析通道轉子流量計，F(xiàn)M2 :排放通道轉子流量計。

【具體實施方式】
[0039] 下面結合實施例和附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步的說明。
[0040] 由于多通道采樣分析及檢漏基本原理與通道數(shù)無關，所以為敘述方便，實施例部 分以雙通道采樣分析及檢漏為例來進行詳細介紹。
[0041] 參照圖1所示，本發(fā)明所述的帶通道自檢功能的多通道循環(huán)采樣氣體分析系統(tǒng)， 至少包括樣氣通道、采樣通道、分析通道、排放通道、吹掃通道和控制器，實施例中以兩路樣 氣通道為例，1#樣氣通道包括1#樣氣通道管路L-01A及設于其上的1#樣氣通道電磁閥 SV-01A，1#樣氣通道電磁閥SV-01A前端的1#樣氣通道管路L-01A上設置有1#樣氣通道 手動截止閥NV-1A，1#樣氣通道電磁閥SV-01A后端的1#樣氣通道管路L-01A經(jīng)1#樣氣通 道手動截止閥NV-1B與1#采樣通道三通電磁閥SV-01B的進介質端1連接；2#樣氣通道包 括2#樣氣通道管路L-02A及設于其上的2#樣氣通道電磁閥SV-02A，2#樣氣通道電磁閥 SV-02A前端的2#樣氣通道管路L-02A上設置有2#樣氣通道手動截止閥NV-2A，2#樣氣通 道電磁閥SV-02A后端的2#樣氣通道管路L-02A經(jīng)2#樣氣通道手動截止閥NV-2B與2#采 樣通道三通電磁閥SV-02B的進介質端1連接；
[0042] 1#采樣通道三通電磁閥SV-01B的出介質端2、2#采樣通道三通電磁閥SV-02B的 出介質端2均與采樣通道的采樣通道管路L-00A連接，1#采樣通道三通電磁閥SV-01B的 出介質端3、2#采樣通道三通電磁閥SV-02B的出介質端3均（經(jīng)排放通道過濾器F2)與 排放通道的排放通道管路L-00C連接，排放通道管路L-00C上依次設有排放通道流量開關 FSL02,排放通道轉子流量計FM2,排放泵M2 ;
[0043] 所述采樣通道的采樣通道管路L-00A與分析通道三通電磁閥SV-00A的進介質端 2連接，所述吹掃通道包括吹掃通道管路及設于其上的氮氣通道手動截止閥NV1，氮氣一級 減壓閥FR1，采樣通道氮氣吹掃電磁閥SV-00B，氮氣吹掃分析通道減壓閥FR2,分析通道氮 氣吹掃電磁閥SV-00C ;吹掃通道的氮氣通道手動截止閥NV1、氮氣一級減壓閥FR1、采樣通 道氮氣吹掃電磁閥SV-00B依次連接形成的第一支路與分析通道三通電磁閥SV-00A的進介 質端2連接，吹掃通道的氮氣通道手動截止閥NV1、氮氣一級減壓閥FR1、氮氣吹掃分析通道 減壓閥FR2、分析通道氮氣吹掃電磁閥SV-00C依次連接形成的第二支路與分析通道三通電 磁閥SV-00A的進介質端3連接；
[0044] 所述分析通道包括分析通道管路L-00B及設于其上的冷凝器GC，分析通道流量開 關FSL01，分析通道轉子流量計FM1、FM3,分析通道吹掃排放電磁閥SV-00D，采樣泵Ml ;所 述分析通道三通電磁閥SV-00A的出介質端1與分析通道的冷凝器GC連接，冷凝器GC經(jīng)分 析通道過濾器F1與分析通道流量開關FSL01連接，分析通道流量開關FSL01經(jīng)分析通道 轉子流量計FM1、FM3分別與1#分析儀表，2#分析儀表的輸入端連接，1#分析儀表，2#分析 儀表的輸出端與分析通道吹掃排放電磁閥SV-OOD的一端連接，分析通道吹掃排放電磁閥 SV-OOD的另一端與分析排放通道止回閥ZV1連接后接至排放通道的輸出端（排放通道的輸 出端接至樣氣排放通道），1#分析儀表，2#分析儀表的輸出端還與采樣泵Ml連接（后接至 樣氣排放通道）；所述冷凝器GC的底部還與冷凝水收集器LD連接（后接至冷凝水排放通 道）；
[0045] 所述控制器包括PLC處理器（硬件處理器）和PLC控制模塊，所述PLC處理器通過 信號電纜與各個通道上的電磁閥、以及分析通道上的分析儀表等執(zhí)行和檢測設備連接（PLC 處理器是信息處理、狀態(tài)顯示和設備控制的硬件處理器）；PLC處理器內(nèi)配置有1#樣氣采 樣定時器Tl、2#樣氣采樣定時器T2、T3,通過PLC控制模塊調用定時器ΤΙ、T2、T3的計時 功能：在采樣吹掃控制模塊中，1#樣氣采樣定時器Tl、2#樣氣采樣定時器T2、T3用于控制 樣氣通道、采樣通道、排放通道、分析通道上連接的1#采樣通道三通電磁閥SV-01B、2#采樣 通道三通電磁閥SV-02B、分析通道三通電磁閥SV-00A的動作（得失電狀態(tài)），實現(xiàn)采樣通 道和排放通道的切換，以及對采樣通道的采樣通道管路L-00A和分析通道的分析通道管路 L-00B進行氮氣吹掃的切換；在通道自檢模塊中，定時器ΤΙ、T2、T3用于執(zhí)行各個電磁閥與 采樣泵、排放泵的組合控制動作；
[0046] 所述PLC控制模塊分為采樣吹掃控制模塊和通道自檢模塊（用于信息處理、狀態(tài) 顯示和設備控制），所述采樣吹掃控制模塊用于控制樣氣通道、采樣通道、排放通道、分析通 道上連接的采樣通道三通電磁閥、分析通道三通電磁閥的動作（得失電狀態(tài)），實現(xiàn)采樣通 道和排放通道的切換以及實現(xiàn)高壓氮氣通過吹掃通道對采樣通道和分析通道進行氮氣吹 掃的切換；所述通道自檢模塊用于通過自動執(zhí)行采樣通道三通電磁閥、分析通道三通電磁 閥的組合控制動作以及對分析通道上的分析通道流量開關、排放通道上的排放通道流量開 關的高低狀態(tài)進行判斷，獲知采樣通道、分析通道和排放通道是否堵塞或泄漏等狀態(tài)，并將 此狀態(tài)反饋至PLC處理器報警。
[0047] 該分析系統(tǒng)還包括校驗通道，所述校驗通道包括分析校驗通道手動切換閥BV1，校 驗氣通道截止閥NV2、NV3,校驗氣減壓閥RV1、RV2,所述校驗通道通過手動切換閥BV1的 兩個端口分別與分析通道流量開關FSL01及各支路分析通道轉子流量計之間的分析通道 管路L-00B連接，校驗通道通過手動切換閥BV1的另外兩個端口分別經(jīng)校驗氣通道截止閥 NV2、NV3與校驗氣減壓閥RV1、RV2連接，校驗氣減壓閥RV1、RV2分別連接至1#校驗氣瓶及 2#校驗氣瓶（校驗通道用于校驗各支路分析儀表零點及量程的準確度）。
[0048] 所述1#采樣通道三通電磁閥SV_01B、2#采樣通道三通電磁閥SV-02B、分析通道三 通電磁閥SV-00A均為兩位三通電磁閥，從圖1中可以看到，各兩位三通電磁閥分為3個方 向，分別用1，2,3表示；當兩位三通電磁閥得電時，1-2方向組合相通，其他方向組合不通； 當電磁閥失電時，1-3方向組合相通，其他方向組合不通；各兩位三通電磁閥對其所對應的 樣氣實現(xiàn)的是"非采樣即排放"的切換方式；分析系統(tǒng)對每路樣氣按一定流程依次采樣分 析，而同時對其他支路樣氣進行排放，這樣使得切換過程中預采樣樣氣能以最快捷的方式 通入到分析通道。
[0049] 所述采樣通道與分析通道以分析通道三通電磁閥SV-00A分界，采樣通道與排放 通道共用SV-01A、SV-01B和SV-02A、SV-02B所在的兩路樣氣通道；高壓氮氣通過吹掃通 道保證采樣分析開始及結束階段均會對采樣通道管路及分析通道管路進行氮氣吹掃，通過 控制樣氣通道、采樣通道、分析通道和吹掃通道相關閥門，自動將氮氣從吹掃通道引入采樣 通道和分析通道中，置換管路中的空氣或樣氣；最后，通過PLC處理器控制SV-01B、SV-02B 的得失電實現(xiàn)采樣通道和排放通道的切換，通過控制SV-OOA的得失電實現(xiàn)高壓氮氣通過 吹掃通道對采樣通道管路及分析通道管路進行氮氣吹掃的切換，進而實現(xiàn)對多路分析樣氣 (實施例中為1#分析樣氣、2#分析樣氣）的循環(huán)采樣分析；所述分析通道上設置有分析通 道流量開關FSL01、排放通道上設置有排放通道流量開關FSL02,控制器的通道自檢模塊通 過自動執(zhí)行多次各個電磁閥和采樣泵Ml、排放泵M2的組合控制動作以及對分析通道流量 開關FSL01、排放通道流量開關FSL02的高低進行判斷，獲知采樣通道、分析通道和排放通 道等樣氣流通通道中各區(qū)域和設備是否堵塞或泄漏等狀態(tài)，并將此狀態(tài)反饋至PLC處理器 報警，實現(xiàn)對樣氣通道的自動檢查。
[0050] 分析儀表是對樣氣成分的分析及信息轉換設備。由于在氣體分析過程中通常要求 對樣氣的不同組成成分進行分析，例如要求對樣氣中的氧氣含量和氫氣含量進行分析，所 以1#分析儀表和2#分析儀表分別是針對同一樣氣的不同組成成分的分析儀表，也就是說， 樣氣通過分析通道將同時進入1#和2#分析儀表。
[0051] 1)自動循環(huán)采樣分析過程
[0052] 結合圖1、圖2所示，采樣分析開始及結束均會對采樣及分析管路進行氮氣吹掃， 目的是在開始階段吹掃置換管路中的空氣和在結束階段吹掃置換管路中的樣氣，確保管路 內(nèi)的氣氛安全，保護分析儀表。
[0053] 在采樣開始階段對管路進行吹掃置換之后，系統(tǒng)進入循環(huán)采樣分析流程，直到人 為通過控制器人機界面終止。
[0054] 在吹掃和采樣過程中，系統(tǒng)會通過監(jiān)測FSL01和FSL02流量開關的狀態(tài)來判斷通 道是否堵塞，適時中止采樣分析流程，并提示啟動通道堵塞自檢程序，降低通道堵塞造成的 影響。
[0055] 在采樣分析流程中，系統(tǒng)首先采集1#分析樣氣，其間，系統(tǒng)運行采樣泵M1，打開 SV-01A閥，并使SV-01B得電，即打開1#樣氣采樣通道及分析通道，1#分析樣氣流入1#分 析儀表和2#分析儀表中進行分析；與此同時，系統(tǒng)運行排放泵M2,打開SV-02A閥，并使 SV-02B失電即打開其1-3方向，將2#分析樣氣導入排放通道并排放到大氣中。
[0056] 當1#樣氣采樣定時器T1計時結束后，系統(tǒng)關閉1#樣氣通道即使SV-01B失電，而 打開2#樣氣采樣通道即使SV-02B得電，2#樣氣經(jīng)過SV-00A、分析通道并最終進入1#分析 儀表和2#分析儀表中進行分析，此時，由于SV-01B失電使其打開1-3方向，這樣1#分析樣 氣導入到排放通道并排放到大氣中。
[0057] 當2#樣氣采樣定時器T2計時結束后，如果無人為操作控制器中止，系統(tǒng)將繼續(xù)切 換采樣1#分析樣氣，排放2#分析樣氣，并以這樣的方式循環(huán)執(zhí)行下去。
[0058] 2)通道堵塞自檢過程
[0059] 根據(jù)圖1、圖2所示，在循環(huán)采樣分析過程中，如果系統(tǒng)判斷通道可能堵塞，則會提 示進入通道堵塞自檢過程。當然，通道堵塞自檢過程可以按工廠的生產(chǎn)計劃等定時自動進 行。
[0060] 結合圖1、圖3、圖4所示，在通道堵塞自檢過程中，控制器通過對各個電磁閥和泵 的一系列組合控制，并判斷FSL01和FSL02流量開關的狀態(tài)，最終得到如表1所示的自檢結 論。表1中" V "表示通道無堵塞，"堵"表示通道存在堵塞可能。
[0061] 表1通道堵塞自檢流程結論表
[0062]

【權利要求】
1. 一種帶通道自檢功能的多通道循環(huán)采樣氣體分析系統(tǒng)，其特征在于，至少包括樣氣 通道、采樣通道、分析通道、排放通道、吹掃通道和控制器，所述樣氣通道設置有多路、各路 樣氣通道分別與采樣通道三通電磁閥的進介質端連接，采樣通道三通電磁閥的兩個出介質 端分別與采樣通道、排放通道連接；所述采樣通道與分析通道三通電磁閥的一個進介質端 連接，所述吹掃通道經(jīng)過兩個支路分別與分析通道三通電磁閥的兩個進介質端連接，分析 通道三通電磁閥的出介質端與分析通道連接；所述控制器包括PLC處理器和PLC控制模塊， 所述PLC處理器通過信號電纜與各個通道上的電磁閥、以及分析通道上的分析儀表連接； 所述PLC控制模塊分為采樣吹掃控制模塊和通道自檢模塊，所述采樣吹掃控制模塊用于控 制樣氣通道、采樣通道、排放通道、分析通道上連接的采樣通道三通電磁閥、分析通道三通 電磁閥的動作，實現(xiàn)采樣通道和排放通道的切換以及實現(xiàn)高壓氮氣通過吹掃通道對采樣通 道和分析通道進行氮氣吹掃的切換，所述通道自檢模塊用于通過自動執(zhí)行采樣通道三通電 磁閥、分析通道三通電磁閥的組合控制動作以及對分析通道上的分析通道流量開關、排放 通道上的排放通道流量開關的高低狀態(tài)進行判斷，獲知采樣通道、分析通道和排放通道是 否堵塞或泄漏等狀態(tài)，并將此狀態(tài)反饋至PLC處理器報警。
2. 根據(jù)權利要求1所述的帶通道自檢功能的多通道循環(huán)采樣氣體分析系統(tǒng)，其特征在 于，所述各路樣氣通道包括樣氣通道管路及設于其上的樣氣通道電磁閥，樣氣通道電磁閥 前端的樣氣通道管路上設置有一樣氣通道手動截止閥，樣氣通道電磁閥后端的樣氣通道管 路經(jīng)另一樣氣通道手動截止閥與采樣通道三通電磁閥的進介質端連接； 所述采樣通道三通電磁閥的一個出介質端與采樣通道的采樣通道管路連接，采樣通道 三通電磁閥的另一個出介質端與排放通道連接，所述排放通道包括排放通道管路及依次設 于其上的排放通道流量開關，排放通道轉子流量計，排放泵； 所述采樣通道的采樣通道管路與分析通道三通電磁閥的第一進介質端連接，所述吹掃 通道包括吹掃通道管路及設于其上的氮氣通道手動截止閥，氮氣一級減壓閥，采樣通道氮 氣吹掃電磁閥，氮氣吹掃分析通道減壓閥，分析通道氮氣吹掃電磁閥；吹掃通道的氮氣通道 手動截止閥、氮氣一級減壓閥、采樣通道氮氣吹掃電磁閥依次連接形成的第一支路與分析 通道三通電磁閥的第一進介質端連接，吹掃通道的氮氣通道手動截止閥、氮氣一級減壓閥、 氮氣吹掃分析通道減壓閥、分析通道氮氣吹掃電磁閥依次連接形成的第二支路與分析通道 三通電磁閥的第二進介質端連接； 所述分析通道包括分析通道管路及設于其上的冷凝器，分析通道流量開關，分析通道 轉子流量計，分析通道吹掃排放電磁閥，采樣泵；所述分析通道三通電磁閥的出介質端與分 析通道的冷凝器連接，冷凝器經(jīng)分析通道過濾器與分析通道流量開關連接，分析通道流量 開關經(jīng)若干分析通道轉子流量計分別對應與一分析儀表的輸入端連接，各路分析儀表的輸 出端與分析通道吹掃排放電磁閥的一端連接，分析通道吹掃排放電磁閥的另一端與分析排 放通道止回閥連接后接至排放通道的輸出端，各路分析儀表的輸出端還與采樣泵連接； 所述控制器的PLC處理器內(nèi)配置有定時器ΤΙ、T2、T3,通過PLC控制模塊調用定時器 T1、T2、T3的計時功能：在采樣吹掃控制模塊中，定時器T1、T2、T3用于控制樣氣通道、采樣 通道、排放通道、分析通道上各個電磁閥動作，實現(xiàn)采樣通道和排放通道的切換，以及實現(xiàn) 高壓氮氣通過吹掃通道對采樣通道和分析通道進行氮氣吹掃的切換；在通道自檢模塊中， 定時器Τ1、Τ2、Τ3用于執(zhí)行各個電磁閥與采樣泵、排放泵的組合控制動作。
3. 根據(jù)權利要求1所述的帶通道自檢功能的多通道循環(huán)采樣氣體分析系統(tǒng)，其特征在 于，該分析系統(tǒng)還包括校驗通道，所述校驗通道包括分析校驗通道手動切換閥，校驗氣通道 截止閥，校驗氣減壓閥，所述校驗通道通過手動切換閥的兩個端口分別與分析通道流量開 關及各支路分析通道轉子流量計之間的分析通道管路連接，校驗通道通過手動切換閥的另 外兩個端口分別經(jīng)一校驗氣通道截止閥與校驗氣減壓閥連接，兩個校驗氣減壓閥分別連接 至1#校驗氣瓶及2#校驗氣瓶。
4. 根據(jù)權利要求2所述的帶通道自檢功能的多通道循環(huán)采樣氣體分析系統(tǒng)，其特征在 于，所述1#采樣通道三通電磁閥、2#采樣通道三通電磁閥、分析通道三通電磁閥均為兩位 三通電磁閥。
5. -種上述帶通道自檢功能的多通道循環(huán)采樣氣體分析系統(tǒng)的控制方法，其特征在 于，具體包括如下步驟： (1) 多路分析樣氣依次經(jīng)過樣氣通道、采樣通道進入分析通道； (2) 各路分析樣氣采樣分析開始及結束階段，均通過與采樣通道、分析通道連接的吹 掃通道對采樣通道的采樣通道管路及分析通道的分析通道管路進行氮氣吹掃置換；在采樣 開始階段吹掃置換采樣通道管路中的空氣，在采樣結束階段吹掃置換分析通道管路中的樣 氣； (3) 在各路分析樣氣采樣開始階段，對管路進行吹掃置換之后，分析系統(tǒng)進入循環(huán)采樣 分析流程，通過分析通道中不同的分析儀表進行采樣分析后，再通過控制器控制樣氣通道、 采樣通道、排放通道、分析通道上連接的采樣通道三通電磁閥、分析通道三通電磁閥的動 作，實現(xiàn)采樣通道和排放通道的切換，實現(xiàn)對多路分析樣氣的循環(huán)采樣分析；分析系統(tǒng)循環(huán) 往復地進行采樣分析工作，直到人為通過控制器終止工作為止； (4) 控制器通過執(zhí)行采樣通道三通電磁閥、分析通道三通電磁閥和采樣泵、排放泵的 組合控制動作，并對分析通道流量開關、排放通道流量開關的高低狀態(tài)進行判斷，獲知采樣 通道、分析通道和排放通道等樣氣流通通道是否堵塞或泄漏等狀態(tài)，并將此狀態(tài)反饋至PLC 處理器報警，實現(xiàn)對樣氣通道的自動檢查。
【文檔編號】G05B19/05GK104090077SQ201410338479
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權日:2014年7月16日
【發(fā)明者】張凱, 強健 申請人:中冶南方工程技術有限公司