CN104090077B - 一种带通道自检功能的多通道循环采样气体分析系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种带通道自检功能的多通道循环采样气体分析系统及控制方法，系统至少包括样气通道、采样通道、分析通道、排放通道、吹扫通道和控制器。采样通道和排放通道共用各路样气通道，通过控制器控制两位三通电磁阀实现采样和排放的切换，实现对多路样气的循环采样分析；分析通道和排放通道设置有流量开关，控制器的通道自检模块通过对电磁阀、泵的组合控制和流量开关的高低状态进行判断，获知各通道是否堵塞或泄漏等状态，实现对样气流通通道的自动检查。本发明的有益效果：分析样气在采样通道与排放通道循环切换，节约设备投资成本，提高气体分析数据的响应速度及准确性；控制器实现各通道堵塞或泄露的自动检查，节省人力成本，提高分析准确度。

Description

一种带通道自检功能的多通道循环采样气体分析系统及控制方法

技术领域

本发明属于在线监控技术领域，具体涉及一种带通道自检功能的多通道循环采样气体分析系统及控制方法。

背景技术

在工业炉运行过程中，为保证炉体安全和满足工艺需要，经常要对炉内气氛如微量氧气、氢气等气体含量进行在线分析。目前常采用单通道独立采样分析的方式，由于每个采样点均需要配置独立设备，造成设备投资不经济，设备维护量很大的问题。

在分析系统运行过程中，管路如果出现堵塞，则系统无法正常取样分析，影响监测结果；而管路如果出现漏点，会从外界吸入空气，严重影响监测结果；而且，由于样气中含有不少可燃气体，吸入的空气会与可燃气体混合，更加会影响设备安全。过去常用方式是通过人工定期巡检来检查是否存在管路泄漏问题，这样即耗费人力，也难免产生问题发现不及时的弊端。曾经就出现过由于分析仪柜内管路泄漏而产生爆炸事故。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对上述常用的气体分析方式所存在的问题和弊端，提供一种带通道自检功能的多通道循环采样气体分析系统及控制方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种带通道自检功能的多通道循环采样气体分析系统，至少包括样气通道、采样通道、分析通道、排放通道、吹扫通道和控制器，所述样气通道设置有多路、各路样气通道分别与采样通道三通电磁阀的进介质端连接，采样通道三通电磁阀的两个出介质端分别与采样通道、排放通道连接；所述采样通道与分析通道三通电磁阀的一个进介质端连接，所述吹扫通道经过两个支路分别与分析通道三通电磁阀的两个进介质端连接，分析通道三通电磁阀的出介质端与分析通道连接；所述控制器包括PLC处理器和PLC控制模块，所述PLC处理器通过信号电缆与各个通道上的电磁阀、以及分析通道上的分析仪表连接；所述PLC控制模块分为采样吹扫控制模块和通道自检模块，所述采样吹扫控制模块用于控制样气通道、采样通道、排放通道、分析通道上连接的采样通道三通电磁阀、分析通道三通电磁阀的动作(得失电状态)，

实现采样通道和排放通道的切换以及实现高压氮气通过吹扫通道对采样通道和分析通道进行氮气吹扫的切换，所述通道自检模块用于通过自动执行采样通道三通电磁阀、分析通道三通电磁阀的组合控制动作以及对分析通道上的分析通道流量开关、排放通道上的排放通道流量开关的高低状态进行判断，获知采样通道、分析通道和排放通道是否堵塞或泄漏等状态，并将此状态反馈至PLC处理器报警。

按上述方案，所述各路样气通道包括样气通道管路及设于其上的样气通道电磁阀，样气通道电磁阀前端的样气通道管路上设置有一样气通道手动截止阀，样气通道电磁阀后端的样气通道管路经另一样气通道手动截止阀与采样通道三通电磁阀的进介质端连接；

所述采样通道三通电磁阀的一个出介质端与采样通道的采样通道管路连接，采样通道三通电磁阀的另一个出介质端与排放通道连接，所述排放通道包括排放通道管路及依次设于其上的排放通道流量开关，排放通道转子流量计，排放泵；

所述采样通道的采样通道管路与分析通道三通电磁阀的第一进介质端连接，所述吹扫通道包括吹扫通道管路及设于其上的氮气通道手动截止阀，氮气一级减压阀，采样通道氮气吹扫电磁阀，氮气吹扫分析通道减压阀，分析通道氮气吹扫电磁阀；吹扫通道的氮气通道手动截止阀、氮气一级减压阀、采样通道氮气吹扫电磁阀依次连接形成的第一支路与分析通道三通电磁阀的第一进介质端连接，吹扫通道的氮气通道手动截止阀、氮气一级减压阀、氮气吹扫分析通道减压阀、分析通道氮气吹扫电磁阀依次连接形成的第二支路与分析通道三通电磁阀的第二进介质端连接；

所述分析通道包括分析通道管路及设于其上的冷凝器，分析通道流量开关，分析通道转子流量计，分析通道吹扫排放电磁阀，采样泵；所述分析通道三通电磁阀的出介质端与分析通道的冷凝器连接，冷凝器经分析通道过滤器与分析通道流量开关连接，分析通道流量开关经若干分析通道转子流量计分别对应与一分析仪表的输入端连接(分析通道转子流量计、分析仪表连接形成的支路数量与样气通道的路数一致)，各路分析仪表的输出端与分析通道吹扫排放电磁阀的一端连接，分析通道吹扫排放电磁阀的另一端与分析排放通道止回阀连接后接至排放通道的输出端，各路分析仪表的输出端还与采样泵连接；

所述控制器的PLC处理器内配置有定时器T1、T2、T3(计时器)，通过PLC控制模块调用定时器T1、T2、T3的计时功能：在采样吹扫控制模块中，定时器T1、T2、T3用于控制样气通道、采样通道、排放通道、分析通道上各个电磁阀动作，实现采样通道和排放通道的切换，以及实现高压氮气通过吹扫通道对采样通道和分析通道进行氮气吹扫的切换；在通道自检模块中，定时器T1、T2、T3用于执行各个电磁阀与采样泵、排放泵的组合控制动作。

按上述方案，该分析系统还包括校验通道，所述校验通道包括分析校验通道手动切换阀，校验气通道截止阀，校验气减压阀，所述校验通道通过手动切换阀的两个端口分别与分析通道流量开关及各支路分析通道转子流量计之间的分析通道管路连接，校验通道通过手动切换阀的另外两个端口分别经一校验气通道截止阀与校验气减压阀连接，两个校验气减压阀分别连接至1#校验气瓶及2#校验气瓶。

按上述方案，所述1#采样通道三通电磁阀、2#采样通道三通电磁阀、分析通道三通电磁阀均为两位三通电磁阀。

本发明还提供了上述带通道自检功能的多通道循环采样气体分析系统的控制方法，具体包括如下步骤：

(1)多路分析样气依次经过样气通道、采样通道进入分析通道；

(2)各路分析样气采样分析开始及结束阶段，均通过与采样通道、分析通道连接的吹扫通道对采样通道的采样通道管路及分析通道的分析通道管路进行氮气吹扫置换；在采样开始阶段吹扫置换采样通道管路中的空气，在采样结束阶段吹扫置换分析通道管路中的样气(通过控制样气通道、采样通道、分析通道和吹扫通道相关阀门，自动将氮气从吹扫通道引入采样通道和分析通道中，置换管路中的空气或样气，使管路内充满氮气，确保管路的气氛安全，保护分析仪表)；

(3)在各路分析样气采样开始阶段，对管路进行吹扫置换之后，分析系统进入循环采样分析流程，通过分析通道中不同的分析仪表进行采样分析后，再通过控制器控制样气通道、采样通道、排放通道、分析通道上连接的采样通道三通电磁阀、分析通道三通电磁阀的动作，实现采样通道和排放通道的切换，实现对多路分析样气的循环采样分析；分析系统循环往复地进行采样分析工作，直到人为通过控制器终止为止。

(4)控制器通过执行采样通道三通电磁阀、分析通道三通电磁阀和采样泵、排放泵的组合控制动作，并对分析通道流量开关、排放通道流量开关的高低状态进行判断，获知采样通道、分析通道和排放通道等样气流通通道是否堵塞或泄漏等状态，并将此状态反馈至PLC处理器报警，实现对样气通道的自动检查。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：

1、自动循环采样分析过程在实现对多个采样点自动循环采样分析的基础上，通过对各个两位三通电磁阀按设定流程动作，使得分析样气在采样通道与排放通道循环切换，各路分析样气能各自快速地进入分析通道，在节约设备投资成本的同时，大大减少分析样气在采样过程中由于采样通道切换而产生的分析数值扰动，提高气体分析数据的响应速度及准确性；

2、控制器的通道自检模块通过对电磁阀、泵的组合控制和各个流量开关的高低判断，实现了对分析样气各个通道堵塞或泄露的自动检查，提高了分析系统的自动化程度，节省了人力成本，并大大提高了设备的安全性和分析准确度。

附图说明

图1是本发明多通道循环采样气体分析系统的结构示意图；

图2是本发明的自动循环采样分析流程图；

图3是本发明的通道堵塞自检流程图之一；

图4是本发明的通道堵塞自检流程图之二；

图5是本发明的通道自检漏“低低方向”流程图之一；

图6是本发明的通道自检漏“低低方向”流程图之二；

图7是本发明的通道自检漏“低高方向”流程图之一；

图8是本发明的通道自检漏“低高方向”流程图之二；

图9是本发明的通道自检漏“低高方向”流程图之三；

图10是本发明的通道自检漏“低高方向”流程图之四；

图11是本发明的通道自检漏“低高方向”流程图之五；

图12是本发明的通道自检漏“低高方向”流程图之六；

图13是本发明的通道自检漏“低高方向”流程图之七；

图14是本发明的通道自检漏“高低方向”流程图；

图15是本发明的通道自检漏“高高方向”流程图；

图1中：SV-01A：1#样气通道电磁阀，SV-02A：2#样气通道电磁阀，SV-00B：采样通道氮气吹扫电磁阀，SV-00C：分析通道氮气吹扫电磁阀，SV-00D：分析通道吹扫排放电磁阀，SV-01B：1#采样通道三通电磁阀，SV-02B：2#采样通道三通电磁阀，SV-00A：分析通道三通电磁阀，FSL01：分析通道流量开关，FSL02：排放通道流量开关，M1：采样泵，M2：排放泵，L-01A：1#样气通道管路，L-02A：2#样气通道管路，L-00A：采样通道管路，L-00B：分析通道管路，L-00C：排放通道管路；NV-1A、NV-1B：1#样气通道手动截止阀，NV-2A、NV-2B：2#样气通道手动截止阀，ZV1：分析排放通道止回阀，NV1：氮气通道手动截止阀，NV2、NV3：校验气通道截止阀，FR1：氮气一级减压阀，FR2：氮气吹扫分析通道减压阀，RV1、RV2：校验气减压阀，F1：分析通道过滤器，F2：排放通道过滤器，GC：冷凝器，LD：冷凝水收集器，BV1：分析校验通道手动切换阀，FM1、FM3：分析通道转子流量计，FM2：排放通道转子流量计。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的技术方案做进一步的说明。

由于多通道采样分析及检漏基本原理与通道数无关，所以为叙述方便，实施例部分以双通道采样分析及检漏为例来进行详细介绍。

参照图1所示，本发明所述的带通道自检功能的多通道循环采样气体分析系统，至少包括样气通道、采样通道、分析通道、排放通道、吹扫通道和控制器，实施例中以两路样气通道为例，1#样气通道包括1#样气通道管路L-01A及设于其上的1#样气通道电磁阀SV-01A，1#样气通道电磁阀SV-01A前端的1#样气通道管路L-01A上设置有1#样气通道手动截止阀NV-1A，1#样气通道电磁阀SV-01A后端的1#样气通道管路L-01A经1#样气通道手动截止阀NV-1B与1#采样通道三通电磁阀SV-01B的进介质端1连接；2#样气通道包括2#样气通道管路L-02A及设于其上的2#样气通道电磁阀SV-02A，2#样气通道电磁阀SV-02A前端的2#样气通道管路L-02A上设置有2#样气通道手动截止阀NV-2A，2#样气通道电磁阀SV-02A后端的2#样气通道管路L-02A经2#样气通道手动截止阀NV-2B与2#采样通道三通电磁阀SV-02B的进介质端1连接；

1#采样通道三通电磁阀SV-01B的出介质端2、2#采样通道三通电磁阀SV-02B的出介质端2均与采样通道的采样通道管路L-00A连接，1#采样通道三通电磁阀SV-01B的出介质端3、2#采样通道三通电磁阀SV-02B的出介质端3均(经排放通道过滤器F2)与排放通道的排放通道管路L-00C连接，排放通道管路L-00C上依次设有排放通道流量开关FSL02，排放通道转子流量计FM2，排放泵M2；

所述采样通道的采样通道管路L-00A与分析通道三通电磁阀SV-00A的进介质端2连接，所述吹扫通道包括吹扫通道管路及设于其上的氮气通道手动截止阀NV1，氮气一级减压阀FR1，采样通道氮气吹扫电磁阀SV-00B，氮气吹扫分析通道减压阀FR2，分析通道氮气吹扫电磁阀SV-00C；吹扫通道的氮气通道手动截止阀NV1、氮气一级减压阀FR1、采样通道氮气吹扫电磁阀SV-00B依次连接形成的第一支路与分析通道三通电磁阀SV-00A的进介质端2连接，吹扫通道的氮气通道手动截止阀NV1、氮气一级减压阀FR1、氮气吹扫分析通道减压阀FR2、分析通道氮气吹扫电磁阀SV-00C依次连接形成的第二支路与分析通道三通电磁阀SV-00A的进介质端3连接；

所述分析通道包括分析通道管路L-00B及设于其上的冷凝器GC，分析通道流量开关FSL01，分析通道转子流量计FM1、FM3，分析通道吹扫排放电磁阀SV-00D，采样泵M1；所述分析通道三通电磁阀SV-00A的出介质端1与分析通道的冷凝器GC连接，冷凝器GC经分析通道过滤器F1与分析通道流量开关FSL01连接，分析通道流量开关FSL01经分析通道转子流量计FM1、FM3分别与1#分析仪表，2#分析仪表的输入端连接，1#分析仪表，2#分析仪表的输出端与分析通道吹扫排放电磁阀SV-00D的一端连接，分析通道吹扫排放电磁阀SV-00D的另一端与分析排放通道止回阀ZV1连接后接至排放通道的输出端(排放通道的输出端接至样气排放通道)，1#分析仪表，2#分析仪表的输出端还与采样泵M1连接(后接至样气排放通道)；所述冷凝器GC的底部还与冷凝水收集器LD连接(后接至冷凝水排放通道)；

所述控制器包括PLC处理器(硬件处理器)和PLC控制模块，所述PLC处理器通过信号电缆与各个通道上的电磁阀、以及分析通道上的分析仪表等执行和检测设备连接(PLC处理器是信息处理、状态显示和设备控制的硬件处理器)；PLC处理器内配置有1#样气采样定时器T1、2#样气采样定时器T2、T3，通过PLC控制模块调用定时器T1、T2、T3的计时功能：在采样吹扫控制模块中，1#样气采样定时器T1、2#样气采样定时器T2、T3用于控制样气通道、采样通道、排放通道、分析通道上连接的1#采样通道三通电磁阀SV-01B、2#采样通道三通电磁阀SV-02B、分析通道三通电磁阀SV-00A的动作(得失电状态)，实现采样通道和排放通道的切换，以及对采样通道的采样通道管路L-00A和分析通道的分析通道管路L-00B进行氮气吹扫的切换；在通道自检模块中，定时器T1、T2、T3用于执行各个电磁阀与采样泵、排放泵的组合控制动作；

所述PLC控制模块分为采样吹扫控制模块和通道自检模块(用于信息处理、状态显示和设备控制)，所述采样吹扫控制模块用于控制样气通道、采样通道、排放通道、分析通道上连接的采样通道三通电磁阀、分析通道三通电磁阀的动作(得失电状态)，实现采样通道和排放通道的切换以及实现高压氮气通过吹扫通道对采样通道和分析通道进行氮气吹扫的切换；所述通道自检模块用于通过自动执行采样通道三通电磁阀、分析通道三通电磁阀的组合控制动作以及对分析通道上的分析通道流量开关、排放通道上的排放通道流量开关的高低状态进行判断，获知采样通道、分析通道和排放通道是否堵塞或泄漏等状态，并将此状态反馈至PLC处理器报警。

该分析系统还包括校验通道，所述校验通道包括分析校验通道手动切换阀BV1，校验气通道截止阀NV2、NV3，校验气减压阀RV1、RV2，所述校验通道通过手动切换阀BV1的两个端口分别与分析通道流量开关FSL01及各支路分析通道转子流量计之间的分析通道管路L-00B连接，校验通道通过手动切换阀BV1的另外两个端口分别经校验气通道截止阀NV2、NV3与校验气减压阀RV1、RV2连接，校验气减压阀RV1、RV2分别连接至1#校验气瓶及2#校验气瓶(校验通道用于校验各支路分析仪表零点及量程的准确度)。

所述1#采样通道三通电磁阀SV-01B、2#采样通道三通电磁阀SV-02B、分析通道三通电磁阀SV-00A均为两位三通电磁阀，从图1中可以看到，各两位三通电磁阀分为3个方向，分别用1，2，3表示；当两位三通电磁阀得电时，1-2方向组合相通，其他方向组合不通；当电磁阀失电时，1-3方向组合相通，其他方向组合不通；各两位三通电磁阀对其所对应的样气实现的是“非采样即排放”的切换方式；分析系统对每路样气按一定流程依次采样分析，而同时对其他支路样气进行排放，这样使得切换过程中预采样样气能以最快捷的方式通入到分析通道。

所述采样通道与分析通道以分析通道三通电磁阀SV-00A分界，采样通道与排放通道共用SV-01A、SV-01B和SV-02A、SV-02B所在的两路样气通道；高压氮气通过吹扫通道保证采样分析开始及结束阶段均会对采样通道管路及分析通道管路进行氮气吹扫，通过控制样气通道、采样通道、分析通道和吹扫通道相关阀门，自动将氮气从吹扫通道引入采样通道和分析通道中，置换管路中的空气或样气；最后，通过PLC处理器控制SV-01B、SV-02B的得失电实现采样通道和排放通道的切换，通过控制SV-00A的得失电实现高压氮气通过吹扫通道对采样通道管路及分析通道管路进行氮气吹扫的切换，进而实现对多路分析样气(实施例中为1#分析样气、2#分析样气)的循环采样分析；所述分析通道上设置有分析通道流量开关FSL01、排放通道上设置有排放通道流量开关FSL02，控制器的通道自检模块通过自动执行多次各个电磁阀和采样泵M1、排放泵M2的组合控制动作以及对分析通道流量开关FSL01、排放通道流量开关FSL02的高低进行判断，获知采样通道、分析通道和排放通道等样气流通通道中各区域和设备是否堵塞或泄漏等状态，并将此状态反馈至PLC处理器报警，实现对样气通道的自动检查。

分析仪表是对样气成分的分析及信息转换设备。由于在气体分析过程中通常要求对样气的不同组成成分进行分析，例如要求对样气中的氧气含量和氢气含量进行分析，所以1#分析仪表和2#分析仪表分别是针对同一样气的不同组成成分的分析仪表，也就是说，样气通过分析通道将同时进入1#和2#分析仪表。

1)自动循环采样分析过程

结合图1、图2所示，采样分析开始及结束均会对采样及分析管路进行氮气吹扫，目的是在开始阶段吹扫置换管路中的空气和在结束阶段吹扫置换管路中的样气，确保管路内的气氛安全，保护分析仪表。

在采样开始阶段对管路进行吹扫置换之后，系统进入循环采样分析流程，直到人为通过控制器人机界面终止。

在吹扫和采样过程中，系统会通过监测FSL01和FSL02流量开关的状态来判断通道是否堵塞，适时中止采样分析流程，并提示启动通道堵塞自检程序，降低通道堵塞造成的影响。

在采样分析流程中，系统首先采集1#分析样气，其间，系统运行采样泵M1，打开SV-01A阀，并使SV-01B得电，即打开1#样气采样通道及分析通道，1#分析样气流入1#分析仪表和2#分析仪表中进行分析；与此同时，系统运行排放泵M2，打开SV-02A阀，并使SV-02B失电即打开其1-3方向，将2#分析样气导入排放通道并排放到大气中。

当1#样气采样定时器T1计时结束后，系统关闭1#样气通道即使SV-01B失电，而打开2#样气采样通道即使SV-02B得电，2#样气经过SV-00A、分析通道并最终进入1#分析仪表和2#分析仪表中进行分析，此时，由于SV-01B失电使其打开1-3方向，这样1#分析样气导入到排放通道并排放到大气中。

当2#样气采样定时器T2计时结束后，如果无人为操作控制器中止，系统将继续切换采样1#分析样气，排放2#分析样气，并以这样的方式循环执行下去。

2)通道堵塞自检过程

根据图1、图2所示，在循环采样分析过程中，如果系统判断通道可能堵塞，则会提示进入通道堵塞自检过程。当然，通道堵塞自检过程可以按工厂的生产计划等定时自动进行。

结合图1、图3、图4所示，在通道堵塞自检过程中，控制器通过对各个电磁阀和泵的一系列组合控制，并判断FSL01和FSL02流量开关的状态，最终得到如表1所示的自检结论。表1中“√”表示通道无堵塞，“堵”表示通道存在堵塞可能。

表1 通道堵塞自检流程结论表

自检结论	1#样气通道	2#样气通道	采样通道	分析通道	排放通道
						1	√	√	√	√	√
2	√	√	√	√	堵
						3	√	堵	√	√	√
4	√	堵	√	√	堵
						5	堵	√	√	√	√
6	√	√	堵	√	√
						7	堵	√	堵	√	√
8	堵	√	√	√	堵
						9	√	堵	堵	√	√
10	堵	堵	堵	√	堵
						11	√	√	堵	堵	√
12	√	堵	堵	堵	√
						13	堵	√	堵	堵	√
14	堵	堵	堵	堵	堵

对于双通道检漏系统，整个检漏过程历经最多4次电磁阀和泵的组合动作，共存在14组自检结论。控制器的通道自检模块按照此流程和结论来执行堵塞自检过程。通过流程图即图3、图4中描述的动作和判断，控制器最终在人机界面上以图形和表格形式反映出样气流通通道的堵塞情况，并以报警方式提醒人员进行维护。

3)通道自检漏过程

由于分析样气仅在采样通道、分析通道和排放通道中流通，所以在本发明中系统对这些通道进行检漏，且也可以按工厂的生产计划等定时自动进行。

结合图1、图5至图15所示，在通道自检漏流程中，控制器通过对各个电磁阀和泵的一系列组合控制，并判断FSL01和FSL02流量开关的状态，最终得到如表2至表5中表格所示的自检结论。由于采样泵M1、排放泵M2属于抽气泵，对于密封完好不泄漏的通道，采样泵M1、排放泵M2无法正常抽气而使得对应的流量开关FSL01或FSL02处于低流量状态；反之，对于存在泄漏的通道，采样泵M1、排放泵M2的作用可使通道从泄漏处吸入空气而使内部气体流动，最终导致对应的流量开关FSL01或FSL02高流量报警。

实施例中为了描述方便，按照通道自检流程第一个动作的判断结果对整个流程进行了分类，并因此编制了对应的结论表。整个流程因此被分为4部分，分别是图5-图6通道自检漏“低低方向”流程，对应的自检结论表如表2所示，图7-图13通道自检漏“低高方向”流程，对应的自检结论表如表3所示，图14通道自检漏“高低方向”流程，对应的自检结论表如表4所示，图15通道自检漏“高高方向”流程，对应的自检结论表如表5所示。表2-表5中，“√”表示区域或设备无泄漏，“漏”表示区域或设备存在泄漏可能。

表2 通道自检漏“低低方向”流程结论表

表3 通道自检漏“低高方向”流程结论表

表4 通道自检漏“高低方向”流程结论表

表5 通道自检漏“高高方向”流程结论表

从图5至图15的流程图及表2-表5的结论表可以看到，对于双通道检漏系统，整个检漏过程历经最多7次电磁阀和泵的组合动作，共存在71组自检结论。控制器的通道自检模块按照此流程和结论来执行检漏过程。通过流程图及图5-图15中描述的动作和判断，控制器最终在人机界面上以图形和表格形式反映出通道各区域及设备的泄漏情况，并以报警方式提醒人员进行维护。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种带通道自检功能的多通道循环采样气体分析系统，其特征在于，至少包括样气通道、采样通道、分析通道、排放通道、吹扫通道和控制器，所述样气通道设置有多路、各路样气通道分别与采样通道三通电磁阀的进介质端连接，采样通道三通电磁阀的两个出介质端分别与采样通道、排放通道连接；所述采样通道与分析通道三通电磁阀的一个进介质端连接，所述吹扫通道经过两个支路分别与分析通道三通电磁阀的两个进介质端连接，分析通道三通电磁阀的出介质端与分析通道连接；所述控制器包括PLC处理器和PLC控制模块，所述PLC处理器通过信号电缆与各个通道上的电磁阀、以及分析通道上的分析仪表连接；所述PLC控制模块分为采样吹扫控制模块和通道自检模块，所述采样吹扫控制模块用于控制样气通道、采样通道、排放通道、分析通道上连接的采样通道三通电磁阀、分析通道三通电磁阀的动作，实现采样通道和排放通道的切换以及实现高压氮气通过吹扫通道对采样通道和分析通道进行氮气吹扫的切换，所述通道自检模块用于通过自动执行采样通道三通电磁阀、分析通道三通电磁阀的组合控制动作以及对分析通道上的分析通道流量开关、排放通道上的排放通道流量开关的高低状态进行判断，获知采样通道、分析通道和排放通道是否堵塞或泄漏状态，并将此状态反馈至PLC处理器报警。

2.根据权利要求1所述的带通道自检功能的多通道循环采样气体分析系统，其特征在于，所述各路样气通道包括样气通道管路及设于其上的样气通道电磁阀，样气通道电磁阀前端的样气通道管路上设置有一样气通道手动截止阀，样气通道电磁阀后端的样气通道管路经另一样气通道手动截止阀与采样通道三通电磁阀的进介质端连接；

所述采样通道三通电磁阀的一个出介质端与采样通道的采样通道管路连接，采样通道三通电磁阀的另一个出介质端与排放通道连接，所述排放通道包括排放通道管路及依次设于其上的排放通道流量开关，排放通道转子流量计，排放泵；

所述采样通道的采样通道管路与分析通道三通电磁阀的第一进介质端连接，所述吹扫通道包括吹扫通道管路及设于其上的氮气通道手动截止阀，氮气一级减压阀，采样通道氮气吹扫电磁阀，氮气吹扫分析通道减压阀，分析通道氮气吹扫电磁阀；吹扫通道的氮气通道手动截止阀、氮气一级减压阀、采样通道氮气吹扫电磁阀依次连接形成的第一支路与分析通道三通电磁阀的第一进介质端连接，吹扫通道的氮气通道手动截止阀、氮气一级减压阀、氮气吹扫分析通道减压阀、分析通道氮气吹扫电磁阀依次连接形成的第二支路与分析通道三通电磁阀的第二进介质端连接；

所述分析通道包括分析通道管路及设于其上的冷凝器，分析通道流量开关，分析通道转子流量计，分析通道吹扫排放电磁阀，采样泵；所述分析通道三通电磁阀的出介质端与分析通道的冷凝器连接，冷凝器经分析通道过滤器与分析通道流量开关连接，分析通道流量开关经若干分析通道转子流量计分别对应与一分析仪表的输入端连接，各路分析仪表的输出端与分析通道吹扫排放电磁阀的一端连接，分析通道吹扫排放电磁阀的另一端与分析排放通道止回阀连接后接至排放通道的输出端，各路分析仪表的输出端还与采样泵连接；

所述控制器的PLC处理器内配置有定时器T1、T2、T3，通过PLC控制模块调用定时器T1、T2、T3的计时功能：在采样吹扫控制模块中，定时器T1、T2、T3用于控制样气通道、采样通道、排放通道、分析通道上各个电磁阀动作，实现采样通道和排放通道的切换，以及实现高压氮气通过吹扫通道对采样通道和分析通道进行氮气吹扫的切换；在通道自检模块中，定时器T1、T2、T3用于执行各个电磁阀与采样泵、排放泵的组合控制动作。

3.根据权利要求1所述的带通道自检功能的多通道循环采样气体分析系统，其特征在于，该分析系统还包括校验通道，所述校验通道包括分析校验通道手动切换阀，校验气通道截止阀，校验气减压阀，所述校验通道通过手动切换阀的两个端口分别与分析通道流量开关及各支路分析通道转子流量计之间的分析通道管路连接，校验通道通过手动切换阀的另外两个端口分别经一校验气通道截止阀与校验气减压阀连接，两个校验气减压阀分别连接至第一校验气瓶及第二校验气瓶。

4.根据权利要求2所述的带通道自检功能的多通道循环采样气体分析系统，其特征在于，所述采样通道三通电磁阀、分析通道三通电磁阀均为两位三通电磁阀。

5.一种权利要求1~4任意之一所述的带通道自检功能的多通道循环采样气体分析系统的控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

（1）多路分析样气依次经过样气通道、采样通道进入分析通道；

（2）各路分析样气采样分析开始及结束阶段，均通过与采样通道、分析通道连接的吹扫通道对采样通道的采样通道管路及分析通道的分析通道管路进行氮气吹扫置换；在采样开始阶段吹扫置换采样通道管路中的空气，在采样结束阶段吹扫置换分析通道管路中的样气；

（3）在各路分析样气采样开始阶段，对管路进行吹扫置换之后，分析系统进入循环采样分析流程，通过分析通道中不同的分析仪表进行采样分析后，再通过控制器控制样气通道、采样通道、排放通道、分析通道上连接的采样通道三通电磁阀、分析通道三通电磁阀的动作，实现采样通道和排放通道的切换，实现对多路分析样气的循环采样分析；分析系统循环往复地进行采样分析工作，直到人为通过控制器终止工作为止；

（4）控制器通过执行采样通道三通电磁阀、分析通道三通电磁阀和采样泵、排放泵的组合控制动作，并对分析通道流量开关、排放通道流量开关的高低状态进行判断，获知采样通道、分析通道和排放通道样气流通通道是否堵塞或泄漏状态，并将此状态反馈至PLC处理器报警，实现对样气通道的自动检查。