CN109975453A - 矿用气相色谱仪的智能自动控制系统及控制方法 - Google Patents

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CN109975453A CN201910207131.XA CN201910207131A CN109975453A CN 109975453 A CN109975453 A CN 109975453A CN 201910207131 A CN201910207131 A CN 201910207131A CN 109975453 A CN109975453 A CN 109975453A
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葛学玮
任杰
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孟祥宁
郑羽婷
马凯成
房文杰
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Abstract

本发明涉及一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统,主要包括中央处理器分别电连接计算机、数字量及模拟量输入输出端、触摸屏,数字量输出端通过继电器组分别电连接电磁阀、四种加热器、色谱仪电机、六通进样阀、十通进样阀、色谱仪自动进样泵、FID点火线圈、TCD桥流电磁阀、三种气体发生器电磁阀,模拟量输入端分别电连接四种温度传感器,模拟量输出端电连接TCD桥流模块,数字量输入端电连接压力控制开关组,特征在于:继电器组还电连接色谱仪标气/样品气转换阀,模拟量输入端还分别电连接三种气体压力传感器,中央处理器还顺序连接远程传输模块、互联网、远程移动控制端。还公开控制方法,主要实现了提前开机稳定,提高了工作效率等。

Description

矿用气相色谱仪的智能自动控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及矿用气相色谱仪控制系统及控制方法,具体涉及一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统及控制方法。
背景技术
气相色谱法已有50多年的发展历史,现在已成为一种成熟且应用广泛的分离复杂混合物的分析技术,在石化分析、药物分析、食品分析、环境分析、高聚物分析等领域均得到广泛应用,是工业、农业、国防、建设、科学研究中的重要工具。随着气相色谱技术应用领域的不断拓展和新产品的开发,加之电子信息技术的普遍应用,使气相色谱仪朝向更加智能化的方向发展。智能化的发展方向有效解决了传统气相色谱仪可靠性较差,功能单一,无法进行技术升级等问题,智能化的操作方向可以实现气相色谱仪的人机对话功能,提供更好的操控使用界面。
目前的矿用气相色谱仪在开机稳定与关机降温各需要2个小时的时间,化验分析员在该段时间内无法进行正常气体的化验分析工作,按照正常8小时工作制,化验分析工作每天只能工作4小时,不利于提高工作效率;而矿井的气体球胆数量较多,经常造成化验分析人员加班加点工作,给化验分析人员以及管理人员造成了极大的不便与困扰。
发明内容
本发明的目的是为了解决以上问题,满足矿用气相色谱仪的智能化控制需求,本发明提供一种可以利用远程移动控制端通过互联网进行远程智能控制的矿用气相色谱仪控制系统。通过手机或者平板电脑对矿用气相色谱仪的远程智能控制,可提前对矿用气相色谱仪进行开机稳定,节省在化验室的等待时间,提高工作效率,减轻化验分析人员以及管理人员的工作负担。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统,主要包括以中央处理器为核心,中央处理器分别电连接计算机、数字量输出端、模拟量输入端、模拟量输出端、数字量输入端、矿用气相色谱仪上的触摸屏,数字量输出端通过继电器组分别电连接外部气路自动控制装置上的电磁阀、四种加热器、色谱仪电机、六通进样阀、十通进样阀、色谱仪自动进样泵、FID点火线圈、TCD桥流电磁阀、三种气体发生器电磁阀,模拟量输入端分别电连接四种温度传感器,模拟量输出端电连接TCD桥流模块,数字量输入端电连接压力控制开关组,特点在于:继电器组还电连接色谱仪标气/样品气转换阀,模拟量输入端还分别电连接三种气体压力传感器,中央处理器还顺序连接远程传输模块、互联网、远程移动控制端。
其中:四种加热器包括柱箱加热器、FID加热器、TCD加热器、转化炉加热器,四种温度传感器包括柱箱温度传感器、FID温度传感器、TCD温度传感器、转化炉温度传感器。
其中:三种气体发生器电磁阀包括空气发生器电磁阀、氢气发生器电磁阀、高纯氮气电磁阀,三种气体压力传感器包括空气压力传感器、氢气压力传感器、氮气压力传感器。
其中:远程移动控制端为手机或平板电脑。
一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统的控制方法,包括①在远程移动控制端上点击打开总电源,打开三种气体发生器电磁阀,气体发生器出口压力达到压力控制开关组的压力额定值,压力控制开关组打开,柱箱温度传感器温度为T1,FID温度传感器温度为T2,TCD温度传感器温度为T3,转化炉温度传感器温度为T4,当100℃≥T1>0℃且200℃≥T2>0℃且200℃≥T3>0℃且400℃≥T4>0℃时,在远程移动控制端上显示矿用气相色谱仪可正常启动,在远程移动控制端上点选柱箱加热器、FID加热器、TCD加热器、转化炉加热器使矿用气相色谱仪加热,当80℃≥T1≥50℃且160℃≥T2≥80℃且200℃≥T3≥80℃且400℃≥T4≥360℃时,在远程移动控制端上显示温度正常,保持恒温,空气压力传感器压力为P1,氢气压力传感器压力为P2,氮气压力传感器压力为P3,当1MPa≥P1>0MPa且1MPa≥P2>0MPa且1MPa≥P3>0MPa时,在远程移动控制端上显示压力正常,在远程移动控制端上点击打开TCD桥流电磁阀,输入TCD桥流模块的电流值为80-120mA,点击接通FID点火线圈,FID自动点火,在远程移动控制端上控制色谱仪标气/样品气转换阀,点击接通标气,点击开始分析,六通进样阀、十通进样阀自动切换,矿用气相色谱仪对标气进行分析标定后,在远程移动控制端上对外部气路自动控制装置进行样品气的气路序号、循环次数、分析时间、采样时间设置后,点击开始分析,色谱仪自动进样泵启动,六通进样阀、十通进样阀自动切换,矿用气相色谱仪对样品气进行分析,分析完成后,在远程移动控制端上关闭柱箱加热器、FID加热器、TCD加热器、转化炉加热器,当50℃≥T1且60℃≥T2且60℃≥T3且100℃≥T4时,柱箱加热器、FID加热器、TCD加热器、转化炉加热器、色谱仪电机、空气发生器电磁阀、氢气发生器电磁阀、高纯氮气电磁阀的控制继电器组自动断电,系统关闭。
其中:系统开机后,当100℃≥T1>0℃且200℃≥T2>0℃且200℃≥T3>0℃且400℃≥T4>0℃不成立时,系统报警,报警1分钟后系统自动关闭,检修后,重复①的过程。
其中:系统加热后,当80℃≥T1≥50℃且160℃≥T2≥80℃且200℃≥T3≥80℃且400℃≥T4≥360℃不成立时,系统报警,报警1分钟后系统自动关闭,检修后,重复①的过程。
其中:系统开机后,当1MPa≥P1>0MPa且1MPa≥P2>0MPa且1MPa≥P3>0MPa不成立时,系统报警,报警1分钟后系统自动关闭,检修后,重复①的过程。
其中:在远程移动控制端上的操作均可在计算机或触摸屏上实现。
本发明的有益效果是:本发明通过互联网技术与自动控制技术融合,实现了远程移动控制端或计算机或触摸屏对矿用气相色谱仪的自动控制,可提前对矿用气相色谱仪进行开机稳定,节省在化验室的等待时间,减轻化验分析人员以及管理人员的工作负担,解决了矿用气相色谱仪开机稳定与关机降温的长时间等待问题,提高了工作效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1.本发明实施例结构原理示意图;
图2.本发明实施例控制方法原理示意图。
图中:1.矿用气相色谱仪,2.中央处理器,3.远程传输模块,4.计算机,5.远程移动控制端,6.外部气路自动控制装置,7.空气发生器电磁阀,8.氢气发生器电磁阀,9.高纯氮气电磁阀,101.柱箱加热器,102.FID加热器,103.TCD加热器,104.转化炉加热器,105.色谱仪电机,106.六通进样阀,107.十通进样阀,108.色谱仪自动进样泵,109.色谱仪标气/样品气转换阀,110.FID点火线圈,111.触摸屏,112.柱箱温度传感器,113.FID温度传感器,114.TCD温度传感器,115.转化炉温度传感器,116.空气压力传感器,117.氢气压力传感器,118.氮气压力传感器,119.压力控制开关组,120.TCD桥流模块,121.继电器组,122.TCD桥流电磁阀,201.数字量输出端,202.模拟量输入端,203.模拟量输出端,204.数字量输入端,311.互联网。
具体实施方式
第一实施例,参见图1、图2,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统,主要包括以中央处理器2为核心,中央处理器2分别电连接计算机4、数字量输出端201、模拟量输入端202、模拟量输出端203、数字量输入端204、矿用气相色谱仪1上的触摸屏111,数字量输出端201通过继电器组121分别电连接外部气路自动控制装置6上的电磁阀、四种加热器、色谱仪电机105、六通进样阀106、十通进样阀107、色谱仪自动进样泵108、FID点火线圈110、TCD桥流电磁阀122、三种气体发生器电磁阀,模拟量输入端202分别电连接四种温度传感器,模拟量输出端203电连接TCD桥流模块120,数字量输入端204电连接压力控制开关组119,特点在于:继电器组121还电连接色谱仪标气/样品气转换阀109,模拟量输入端202还分别电连接三种气体压力传感器,中央处理器2还顺序连接远程传输模块3、互联网311、远程移动控制端5。
其中:四种加热器包括柱箱加热器101、FID加热器102、TCD加热器103、转化炉加热器104,四种温度传感器包括柱箱温度传感器112、FID温度传感器113、TCD温度传感器114、转化炉温度传感器115。
其中:三种气体发生器电磁阀包括空气发生器电磁阀7、氢气发生器电磁阀8、高纯氮气电磁阀9,三种气体压力传感器包括空气压力传感器116、氢气压力传感器117、氮气压力传感器118。
TCD物理意义为热导检测器,FID物理意义为氢火焰离子检测器。
第二实施例,参见图1、图2,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统,主要包括以中央处理器2为核心,中央处理器2分别电连接计算机4、数字量输出端201、模拟量输入端202、模拟量输出端203、数字量输入端204、矿用气相色谱仪1上的触摸屏111,数字量输出端201通过继电器组121分别电连接外部气路自动控制装置6上的电磁阀、四种加热器、色谱仪电机105、六通进样阀106、十通进样阀107、色谱仪自动进样泵108、FID点火线圈110、TCD桥流电磁阀122、三种气体发生器电磁阀,模拟量输入端202分别电连接四种温度传感器,模拟量输出端203电连接TCD桥流模块120,数字量输入端204电连接压力控制开关组119,特点在于:继电器组121还电连接色谱仪标气/样品气转换阀109,模拟量输入端202还分别电连接三种气体压力传感器,中央处理器2还顺序连接远程传输模块3、互联网311、远程移动控制端5。
其中:四种加热器包括柱箱加热器101、FID加热器102、TCD加热器103、转化炉加热器104,四种温度传感器包括柱箱温度传感器112、FID温度传感器113、TCD温度传感器114、转化炉温度传感器115。
其中:三种气体发生器电磁阀包括空气发生器电磁阀7、氢气发生器电磁阀8、高纯氮气电磁阀9,三种气体压力传感器包括空气压力传感器116、氢气压力传感器117、氮气压力传感器118。
其中:远程移动控制端5为手机或平板电脑。
TCD物理意义为热导检测器,FID物理意义为氢火焰离子检测器。
第三实施例,参见图1、图2,一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统的控制方法,包括①在远程移动控制端5上点击打开总电源,打开三种气体发生器电磁阀(空气发生器电磁阀7、氢气发生器电磁阀8、高纯氮气电磁阀9),气体发生器出口压力达到压力控制开关组119的压力额定值,压力控制开关组119打开,柱箱温度传感器112温度为T1,FID温度传感器113温度为T2,TCD温度传感器114温度为T3,转化炉温度传感器115温度为T4,当100℃≥T1>0℃且200℃≥T2>0℃且200℃≥T3>0℃且400℃≥T4>0℃时,在远程移动控制端5上显示矿用气相色谱仪1可正常启动,在远程移动控制端5上点选柱箱加热器101、FID加热器102、TCD加热器103、转化炉加热器104使矿用气相色谱仪1加热,当80℃≥T1≥50℃且160℃≥T2≥80℃且200℃≥T3≥80℃且400℃≥T4≥360℃时,在远程移动控制端5上显示温度正常,保持恒温,空气压力传感器116压力为P1,氢气压力传感器117压力为P2,氮气压力传感器118压力为P3,当1MPa≥P1>0MPa且1MPa≥P2>0MPa且1MPa≥P3>0MPa时,在远程移动控制端5上显示压力正常,在远程移动控制端5上点击打开TCD桥流电磁阀122,输入TCD桥流模块120的电流值为80-120mA,点击接通FID点火线圈110,FID自动点火,在远程移动控制端5上控制色谱仪标气/样品气转换阀109,点击接通标气,点击开始分析,六通进样阀106、十通进样阀107自动切换,矿用气相色谱仪1对标气进行分析标定后,在远程移动控制端5上对外部气路自动控制装置6进行样品气的气路序号、循环次数、分析时间、采样时间设置后,点击开始分析,色谱仪自动进样泵108启动,六通进样阀106、十通进样阀107自动切换,矿用气相色谱仪1对样品气进行分析,分析完成后,在远程移动控制端5上关闭柱箱加热器101、FID加热器102、TCD加热器103、转化炉加热器104,当50℃≥T1且60℃≥T2且60℃≥T3且100℃≥T4时,柱箱加热器101、FID加热器102、TCD加热器103、转化炉加热器104、色谱仪电机105、空气发生器电磁阀7、氢气发生器电磁阀8、高纯氮气电磁阀9的控制继电器组121自动断电,系统关闭。
其中:系统开机后,当100℃≥T1>0℃且200℃≥T2>0℃且200℃≥T3>0℃且400℃≥T4>0℃不成立时,系统报警,报警1分钟后系统自动关闭,检修后,重复①的过程。
其中:系统加热后,当80℃≥T1≥50℃且160℃≥T2≥80℃且200℃≥T3≥80℃且400℃≥T4≥360℃不成立时,系统报警,报警1分钟后系统自动关闭,检修后,重复①的过程。
其中:系统开机后,当1MPa≥P1>0MPa且1MPa≥P2>0MPa且1MPa≥P3>0MPa不成立时,系统报警,报警1分钟后系统自动关闭,检修后,重复①的过程。
以上一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统的控制方法计算机编程嵌入系统实现。
第四实施例,参见图1、图2,一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统的控制方法,包括①在远程移动控制端5上点击打开总电源,打开三种气体发生器电磁阀(空气发生器电磁阀7、氢气发生器电磁阀8、高纯氮气电磁阀9),气体发生器出口压力达到压力控制开关组119的压力额定值,压力控制开关组119打开,柱箱温度传感器112温度为T1,FID温度传感器113温度为T2,TCD温度传感器114温度为T3,转化炉温度传感器115温度为T4,当100℃≥T1>0℃且200℃≥T2>0℃且200℃≥T3>0℃且400℃≥T4>0℃时,在远程移动控制端5上显示矿用气相色谱仪1可正常启动,在远程移动控制端5上点选柱箱加热器101、FID加热器102、TCD加热器103、转化炉加热器104使矿用气相色谱仪1加热,当80℃≥T1≥50℃且160℃≥T2≥80℃且200℃≥T3≥80℃且400℃≥T4≥360℃时,在远程移动控制端5上显示温度正常,保持恒温,空气压力传感器116压力为P1,氢气压力传感器117压力为P2,氮气压力传感器118压力为P3,当1MPa≥P1>0MPa且1MPa≥P2>0MPa且1MPa≥P3>0MPa时,在远程移动控制端5上显示压力正常,在远程移动控制端5上点击打开TCD桥流电磁阀122,输入TCD桥流模块120的电流值为80-120mA,点击接通FID点火线圈110,FID自动点火,在远程移动控制端5上控制色谱仪标气/样品气转换阀109,点击接通标气,点击开始分析,六通进样阀106、十通进样阀107自动切换,矿用气相色谱仪1对标气进行分析标定后,在远程移动控制端5上对外部气路自动控制装置6进行样品气的气路序号、循环次数、分析时间、采样时间设置后,点击开始分析,色谱仪自动进样泵108启动,六通进样阀106、十通进样阀107自动切换,矿用气相色谱仪1对样品气进行分析,分析完成后,在远程移动控制端5上关闭柱箱加热器101、FID加热器102、TCD加热器103、转化炉加热器104,当50℃≥T1且60℃≥T2且60℃≥T3且100℃≥T4时,柱箱加热器101、FID加热器102、TCD加热器103、转化炉加热器104、色谱仪电机105、空气发生器电磁阀7、氢气发生器电磁阀8、高纯氮气电磁阀9的控制继电器组121自动断电,系统关闭。
其中:系统开机后,当100℃≥T1>0℃且200℃≥T2>0℃且200℃≥T3>0℃且400℃≥T4>0℃不成立时,系统报警,报警1分钟后系统自动关闭,检修后,重复①的过程。
其中:系统加热后,当80℃≥T1≥50℃且160℃≥T2≥80℃且200℃≥T3≥80℃且400℃≥T4≥360℃不成立时,系统报警,报警1分钟后系统自动关闭,检修后,重复①的过程。
其中:系统开机后,当1MPa≥P1>0MPa且1MPa≥P2>0MPa且1MPa≥P3>0MPa不成立时,系统报警,报警1分钟后系统自动关闭,检修后,重复①的过程。
其中:在远程移动控制端5上的操作均可在计算机4或触摸屏111上实现。
以上一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统的控制方法计算机编程嵌入系统实现。

Claims (10)

1.一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统,主要包括以中央处理器为核心,中央处理器分别电连接计算机、数字量输出端、模拟量输入端、模拟量输出端、数字量输入端、矿用气相色谱仪上的触摸屏,数字量输出端通过继电器组分别电连接外部气路自动控制装置上的电磁阀、四种加热器、色谱仪电机、六通进样阀、十通进样阀、色谱仪自动进样泵、FID点火线圈、TCD桥流电磁阀、三种气体发生器电磁阀,模拟量输入端分别电连接四种温度传感器,模拟量输出端电连接TCD桥流模块,数字量输入端电连接压力控制开关组,特征在于:继电器组还电连接色谱仪标气/样品气转换阀,模拟量输入端还分别电连接三种气体压力传感器,中央处理器还顺序连接远程传输模块、互联网、远程移动控制端。
2.根据权利要求1所述的一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统,其特征在于:四种加热器包括柱箱加热器、FID加热器、TCD加热器、转化炉加热器,四种温度传感器包括柱箱温度传感器、FID温度传感器、TCD温度传感器、转化炉温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统,其特征在于:三种气体发生器电磁阀包括空气发生器电磁阀、氢气发生器电磁阀、高纯氮气电磁阀,三种气体压力传感器包括空气压力传感器、氢气压力传感器、氮气压力传感器。
4.根据权利要求2所述的一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统,其特征在于:三种气体发生器电磁阀包括空气发生器电磁阀、氢气发生器电磁阀、高纯氮气电磁阀,三种气体压力传感器包括空气压力传感器、氢气压力传感器、氮气压力传感器。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统,其特征在于:远程移动控制端为手机或平板电脑。
6.一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统的控制方法,特征在于:包括①在远程移动控制端上点击打开总电源,打开三种气体发生器电磁阀,气体发生器出口压力达到压力控制开关组的压力额定值,压力控制开关组打开,柱箱温度传感器温度为T1,FID温度传感器温度为T2,TCD温度传感器温度为T3,转化炉温度传感器温度为T4,当100℃≥T1>0℃且200℃≥T2>0℃且200℃≥T3>0℃且400℃≥T4>0℃时,在远程移动控制端上显示矿用气相色谱仪可正常启动,在远程移动控制端上点选柱箱加热器、FID加热器、TCD加热器、转化炉加热器使矿用气相色谱仪加热,当80℃≥T1≥50℃且160℃≥T2≥80℃且200℃≥T3≥80℃且400℃≥T4≥360℃时,在远程移动控制端上显示温度正常,保持恒温,空气压力传感器压力为P1,氢气压力传感器压力为P2,氮气压力传感器压力为P3,当1MPa≥P1>0MPa且1MPa≥P2>0MPa且1MPa≥P3>0MPa时,在远程移动控制端上显示压力正常,在远程移动控制端上点击打开TCD桥流电磁阀,输入TCD桥流模块的电流值为80-120mA,点击接通FID点火线圈,FID自动点火,在远程移动控制端上控制色谱仪标气/样品气转换阀,点击接通标气,点击开始分析,六通进样阀、十通进样阀自动切换,矿用气相色谱仪对标气进行分析标定后,在远程移动控制端上对外部气路自动控制装置进行样品气的气路序号、循环次数、分析时间、采样时间设置后,点击开始分析,色谱仪自动进样泵启动,六通进样阀、十通进样阀自动切换,矿用气相色谱仪对样品气进行分析,分析完成后,在远程移动控制端上关闭柱箱加热器、FID加热器、TCD加热器、转化炉加热器,当50℃≥T1且60℃≥T2且60℃≥T3且100℃≥T4时,柱箱加热器、FID加热器、TCD加热器、转化炉加热器、色谱仪电机、空气发生器电磁阀、氢气发生器电磁阀、高纯氮气电磁阀的控制继电器组自动断电,系统关闭。
7.根据权利要求6所述的一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统的控制方法,其特征在于:系统开机后,当100℃≥T1>0℃且200℃≥T2>0℃且200℃≥T3>0℃且400℃≥T4>0℃不成立时,系统报警,报警1分钟后系统自动关闭,检修后,重复①的过程。
8.根据权利要求6所述的一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统的控制方法,其特征在于:系统加热后,当80℃≥T1≥50℃且160℃≥T2≥80℃且200℃≥T3≥80℃且400℃≥T4≥360℃不成立时,系统报警,报警1分钟后系统自动关闭,检修后,重复①的过程。
9.根据权利要求7所述的一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统的控制方法,其特征在于:系统开机后,当1MPa≥P1>0MPa且1MPa≥P2>0MPa且1MPa≥P3>0MPa不成立时,系统报警,报警1分钟后系统自动关闭,检修后,重复①的过程。
10.根据权利要求6-9任一项所述的一种矿用气相色谱仪的智能自动控制系统的控制方法,其特征在于:在远程移动控制端上的操作均可在计算机或触摸屏上实现。
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