CN106297202A - 一种家庭可燃气体报警控制装置及其控制方法 - Google Patents

一种家庭可燃气体报警控制装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种家庭可燃气体报警控制装置及其控制方法。针对城市燃气泄漏具有时变、非线性特点，为加强家用燃气防患等级，采用自适应模糊控制方法，实现控制过程中的自动调整和完善，并自主研发了家用燃气报警控制装置以及家用排气扇联网控制，及时检测天然气泄漏状态并与上位机实时通讯，安装灵活，组网方便，不用敷设电缆。通过终端传感器测出当前的浓度大小后传送到分站，分站上传给上位机和用户手机，提示报警信号，上位机对接收到的数据分析比较，预测出燃气设备当前运行状态，还可显示报警、故障等工作状态，工作人员通过监控界面可宏观的对所有设备进行监管。手机客户端和分站可双向通信，主动查看自己家中设备状态，同时可发送控制指令，自动控制燃气重合闸关断，将危险的源头关闭。

Description

一种家庭可燃气体报警控制装置及其控制方法
技术领域
该方法基于自适应模糊控制算法，主要应用于城市家庭燃气泄漏检测与应急处理。
背景技术
目前家用天然气使用已得到了广泛普及，但燃气泄漏问题依旧是一个很严重的问题，特别是很多城区燃气管道已经使用多年，面临老化腐蚀等问题，易发生燃气泄露，而且城市燃气网络管理机制不健全，科技投入少，虽有安防设备，但却不能及时通知处理，造成很多事故的发生。而天然气在空气中浓度在5%～15%范围内，遇明火即可发生爆炸，爆炸在瞬间会产生高压、高温，其破坏力和危险性非常大。如果天然气发生泄漏后果很严重，这是一个很大的安全隐患。因此，本发明则是针对燃气泄漏现象，实时监测空气中燃气浓度，并通过自主研发的燃气在线监测系统实时监测燃气设备当前状态，发生泄漏等事故时可及时预警并联系户主和工作人员及时消除隐患，做到安全、可靠、及时。
发明内容
本发明主要针对城市燃气泄漏具有时变、非线性的特点，为了获得良好的控制效果，加强家用燃气防患等级，采用自适应模糊控制方法，实现控制过程中的自动调整和完善，并自主研发了家用燃气报警控制装置以及家用排气扇联网控制，及时检测天然气泄漏状态并与上位机实时通讯，做出必要的应急处理，且安装灵活，快速，组网方便，不用敷设电缆。
本方法通过建立简易自适应模糊控制模型，起初控制效果不太精确，但通过数据的不断增多，不断地补充新的信息，在这自主学习的过程中慢慢修改模糊控制规则，进而可以更加精确的区分出出正常、故障、预警，并且系统会根据泄漏情况自动打开排气扇，并合理控制转速。通过本方法不仅有利于及时发现家用燃气泄漏情况及时触发电磁阀关断，还有利于及时排出室内泄漏燃气，防止明火引起的意外爆炸。
本方法中主要是通过终端设备实时检测出家用燃气设备天然气浓度值，通过传感器将空气中的天然气浓度工程量转换为电气量，经 AD转换器转换为数字量，经自适应模糊控制分析后，区分出是否泄漏或故障，若泄漏则根据系统数据偏差和偏差变化率大小判断泄漏速度大小，控制排气扇转速，及时排出。
与此同时，分析结果及处理措施（电磁阀是否关断以及排气扇是否打开）通过无线的方式实时上传给分站，分站则以GPRS模式上传给上位机。上位机接收分站发来的数据井进行进一步的曲线预测，预测出燃气设备当前运行状态，并在主站拟合出变化曲线图，上位机界面还会显示出当前电磁阀以及排气扇关断情况，工作人员可通过监控界面可以宏观的对所有设备进行了解和掌控，若发生泄漏预警但终端未动作，上位机可以通过远程操作来关闭危险源，并派人及时前往处理。
分站发给上位机的同时，还会以GSM模块给手机发送短信提醒；手机客户端和分站可进行双向通信，当用户想了解家中燃气设备状态，可通过互联网查看自己家中设备状态，同时可发送控制指令，自动控制电磁阀。
本发明的分站和监测报警终端之间采用2.4G的高频无线通信技术，它的的通信距离可以达到150m，使得整个楼或者几个楼可以共用一个分站集中器。分站集中器跟主站之间的数据传送通过GPRS通信方式，分站集中器采用完全防水防爆的外壳，同时满足可靠性和实时性，确保在恶劣的现场环境下仍能可靠通信。
本发明声光报警一体化设计，能更有效及时的提醒使用者现场报警状态。
主站服务器界面可显示报警、故障等工作状态，直观醒目。
用户通过手机客户端可以清楚的看到家中的天然气浓度，实现用户对户内然气设备实时状态的查看；如若发生燃气泄漏故障，系统可自动控制电磁阀关闭天然气阀门，将危险的源头关闭，保护用户安全。
附图说明
附图为城市燃气在线监测系统从机和终端的结构示意图。
图1为自适应模糊控制流程图：1-输入，2-模糊控制器，3-性能辨识，4-决策，5-被控对象，6-外界干扰，7-输出。
图2为终端示意图：1-CPU，2-传感器模块，3-A/D转换模块，4-无线模块，5和6-报警模块，7-阀门控制模块,8-自检模块。
图3为分站示意图：1-CPU，2-无线模块，3-GPRS模块，4-以太网网络模块。
实施方式
参照说明书附图对本发明的城市燃气在线实时监测设备和应急处理系统做以下说明。具体操作是：为保证探测器的正确长期使用并防止其故障的发生，终端探测器设备安装点与周围管线或设备之间应留有不小于0.5m的空间和出入通道，探测器安装在可能存在气体泄漏的点位或区域中。终端探测器具有自检功能，在正常工作状态下，按下“自检键”，自检对应的LED会闪烁，同时蜂鸣器会报警，30S内电磁阀会自动关闭，排气扇也会根据模糊控制结果合理控制转速进行排气处理，通过此功能用户可自行检测终端运行是否正常。若发生泄漏，终端则会发出光警告和声音警告并自动关闭电磁阀，同时会通过GPRS模块和GSM模块发送报警信息给上位机和用户手机上，进行及时预警。主站服务器界面也会动态的显示出当前状态以及变化趋势，通过发出警告，可以让用户和控制室工作人员及时发现天然气泄漏问题。上位机与分站以及分站与用户之间的相互通信，多层监管模式，可以保证燃气泄漏危险源头的杜绝，消除了隐患，实现了网络上的互联通信，增强了信息交换的时效性和可靠性，保障了用户安全。
这种城市燃气监测设备和应急处理系统大大提高了燃气安全监管的可靠性，增强了网络管理水平，大大减少了燃气泄漏意外的发生，保护了用户的人身安全以及避免不必要的财产损失。

Claims (5)

1.本发明的关键点在于针对城市燃气泄漏具有时变、非线性的特点，为了获得良好的控制效果，采用自适应模糊控制方法，实现控制过程中的自动调整和完善，并与上位机实时通讯，且安装灵活，快速，组网方便，不用敷设电缆。通过终端探测器检测房间的天然气浓度，在天然气泄露时及时预警并做出应急处理。
2.根据权利要求1所述的新方法，其特征在于检测到天然气泄漏时可自动关闭电磁阀并且排气扇与终端联网，可根据检测出的燃气泄漏速率和偏差变化率来控制转速，进行自组织排气。
3.根据权利要求1所述的新方法，其特征在于检测到天然气泄漏时提供光报警和声报警，便于户主和工作人员及时发现。
4.根据权利要求1所述的新方法，其特征在于主站和从机、从机和手机客户端之间可进行实时通信，加强了燃气系统最薄弱点之间的通信交流，避免了相互之间通信不及时造成的损失。
5.根据权利要求1所述的新方法，其特征在于可将终端各点信息汇总发送到上位机服务器进行实时查看，并可以进行远程调控。
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