CN114849108B - 一种非贮压式抑爆系统的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非贮压式抑爆系统的控制系统，包括数据整合单元，还包括数据采集单元、中央控制处理单元、独立控制单元、执行单元和部门协作单元，中央控制处理单元用于对数据整合单元提供的数据进行实时分析和生成数据趋势模型，独立控制单元用于对数据整合单元提供的数据进行提前分析判断，本发明涉及抑爆系统控制系统技术领域；该非贮压式抑爆系统的控制系统，通过逻辑处理模块计算出最佳抑爆路径模型，避免抑爆不及时或多余的抑爆器启动，通过阈值检测分析模块将异常数据和抑爆阈值进行对比并生成对比结果，通过独立控制单元配合执行单元进行异常数据的快速处理，降低了反应时间，实现了快速抑爆。

Description

一种非贮压式抑爆系统的控制系统

技术领域

本发明涉及抑爆系统控制系统技术领域，具体是一种非贮压式抑爆系统的控制系统。

背景技术

在大部分油气及化工企业中，管道是可燃气体的主要输送形式，由于管道具有圆长的特性，其中管道内部任何一处出现火源，就会导致局部燃烧火焰沿着管道加速传播，并在极短的时间内转变为爆轰，从而造成巨大的危害，同时在煤矿的矿井和谷物储存仓库的升降通道等类似管道结构的地方也会出现同样的情况。

因此，一般通过在输送管道上安装抑爆系统，对可能出现的初始爆炸源喷射抑爆剂进行抑爆，而现有的抑爆系统控制系统一般在检测到异常数据时往往控制多个抑爆器启动，包含了未发生异常数据的抑爆器也被启动，造成不必要的资源浪费，此外，非贮压式抑爆器一般需要启动内置脉冲喷射装置，这需要在足够短的反应时间内实现脉冲喷射装置的启动，而如何安全可靠的减少数据处理的时间，提高控制系统的反应速度将是提高抑爆系统可靠性的难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种非贮压式抑爆系统的控制系统，解决了现有的抑爆系统控制系统在检测到异常数据时往往控制多个抑爆器启动，使未发生异常数据的抑爆器也被启动的问题，并在其基础上提升了控制系统的反应速度和可靠性。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种非贮压式抑爆系统的控制系统，包括数据整合单元、数据采集单元、中央控制处理单元、独立控制单元、执行单元和部门协作单元，数据采集单元用于采集抑爆器内各探测传感器生成的电信号数据信息，并录入上传至数据整合单元进行数据提供，中央控制处理单元用于对数据整合单元提供的数据进行实时分析和生成数据趋势模型，并为执行单元实时提供数据信息，独立控制单元用于对数据整合单元提供的数据进行提前分析判断，并为执行单元提供分析判断后的数据信息，执行单元用于启动或关闭抑爆器，对装置内部物体燃烧爆炸初期进行抑爆。

优选的，所述数据采集单元将电信号信息上传至数据整合单元上，所述数据整合单元将电信号信息进行整合生成整合数据，并同时为中央控制处理单元和独立控制单元提供整合数据信息，所述中央控制处理单元和独立控制单元分别为执行单元提供抑爆执行信息。

优选的，所述数据采集单元包括压力传感器、温度传感器、视频监测器、数据采集模块和数据输出模块，所述压力传感器、温度传感器和视频监测器将数据波动信息传输至数据采集模块中，所述数据采集模块对数据信息进行异常和波动数据筛选并通过数据输出模块将数据输出。

优选的，所述中央控制处理单元的输入端与数据整合单元输出端连接，所述中央控制处理单元包括中央单元数据录入模块、逻辑处理模块、预测处理模块、数据库匹配计算模块和控制数据输出模块。

优选的，所述中央单元数据录入模块将整合数据传输至逻辑处理模块，所述逻辑处理模块利用异常数据信息计算出最佳抑爆路径模型并通过控制数据输出模块将数据输出，所述中央单元数据录入模块将波动数据传输至预测处理模块，所述预测处理模块利用波动数据建立预测模型并传输至数据库匹配计算模块，所述数据库匹配计算模块利用预测模型结合数据库信息生成数据趋势模型并通过控制数据输出模块将数据输出。

优选的，所述数据整合单元输出端还与独立控制单元的输入端连接，所述独立控制单元包括独立单元数据输入模块、阈值检测分析模块、独立数据输出模块和数据归档存储模块。

优选的，所述独立单元数据输入模块将异常数据同步传输至阈值检测分析模块，所述阈值检测分析模块将异常数据和抑爆阈值进行对比并生成对比结果，所述阈值检测分析模块将异常数据不小于阈值的对比结果通过独立数据输出模块将数据输出，所述阈值检测分析模块将对比结果传输至数据归档存储模块，所述数据归档存储模块将对比结果生成阈值变化模型。

优选的，所述执行单元包括第一执行数据输入模块、第二执行数据输入模块、主动执行模块、被动执行模块、手动控制模块和启停抑爆器模块，所述第一执行数据输入模块的输入端与独立数据输出模块的输出端连接，所述第二执行数据输入模块的输入端与控制数据输出模块的输出端连接。

优选的，所述第一执行数据输入模块将对比结果传输至主动执行模块上，所述主动执行模块利用对比结果数据生成执行命令并传输至启停抑爆器模块，所述第二执行数据输入模块将最佳抑爆路径模型传输至主动执行模块，所述主动执行模块利用最佳抑爆路径模型数据生成执行命令并传输至启停抑爆器模块，所述启停抑爆器模块对抑爆器进行启动或关闭，所述第二执行数据输入模块将预测模型传输至被动执行模块，所述被动执行模块利用预测模型生成预警信息并将预警信息传输至手动控制模块，所述手动控制模块通过预警装置提醒工作人员启动抑爆器，并配合人员手动启动抑爆器。

优选的，所述部门协作单元包括消防部门模块和内置消防模块，所述执行单元通过消防部门模块和内置消防模块进行必要的辅助。

有益效果

本发明提供了一种非贮压式抑爆系统的控制系统。与现有技术相比具备以下有益效果：

（1）该非贮压式抑爆系统的控制系统，通过中央单元数据录入模块将整合数据传输至逻辑处理模块，逻辑处理模块利用其中的异常数据信息计算出最佳抑爆路径模型并通过控制数据输出模块将数据输出，通过分析爆炸或起火区域，以及异常数据的综合情况，判断需要启动抑爆器的数量和最佳位置，避免抑爆不及时或多余的抑爆器启动。

（2）该非贮压式抑爆系统的控制系统，通过中央单元数据录入模块将波动数据传输至预测处理模块，预测处理模块利用波动数据建立预测模型并传输至数据库匹配计算模块，数据库匹配计算模块利用预测模型结合数据库信息生成数据趋势模型并通过控制数据输出模块将数据输出，预测模型预测出当前波动数据下即将可能发生的爆炸，达到预警效果，人员可提前接收预警信息并及时作出相应判断和操作。

（3）该非贮压式抑爆系统的控制系统，通过阈值检测分析模块将异常数据和抑爆阈值进行对比并生成对比结果，阈值检测分析模块将异常数据不小于阈值的对比结果通过独立数据输出模块将数据输出，第一执行数据输入模块将对比结果传输至主动执行模块上，主动执行模块利用对比结果数据生成执行命令并传输至启停抑爆器模块，通过独立控制单元配合执行单元进行异常数据的快速处理，降低了反应时间，实现了快速抑爆。

附图说明

图1为本发明的非贮压式抑爆系统的控制系统原理框图；

图2为本发明的数据采集单元原理框图；

图3为本发明的中央控制处理单元原理框图；

图4为本发明的独立控制单元原理框图；

图5为本发明的执行单元原理框图。

图中：1、数据采集单元；11、压力传感器；12、温度传感器；13、视频监测器；14、数据采集模块；15、数据输出模块；2、数据整合单元；3、中央控制处理单元；31、中央单元数据录入模块；32、逻辑处理模块；33、预测处理模块；34、数据库匹配计算模块；35、控制数据输出模块；4、独立控制单元；41、独立单元数据输入模块；42、阈值检测分析模块；43、独立数据输出模块；44、数据归档存储模块；5、执行单元；51、第一执行数据输入模块；52、第二执行数据输入模块；53、主动执行模块；54、被动执行模块；55、手动控制模块；56、启停抑爆器模块；6、部门协作单元。

具体实施方式

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，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例一：

请参阅图1-图5，一种非贮压式抑爆系统的控制系统，包括数据整合单元2，数据采集单元1、中央控制处理单元3、独立控制单元4、执行单元5和部门协作单元6；

数据采集单元1用于将采集抑爆器内各探测传感器生成的电信号数据信息，并录入上传至数据整合单元2进行数据提供，数据采集单元1将电信号信息上传至数据整合单元2上，数据整合单元2将电信号信息进行整合生成整合数据，并同时为中央控制处理单元3和独立控制单元4提供整合数据信息，中央控制处理单元3和独立控制单元4分别为执行单元5提供抑爆执行信息，数据采集单元1包括压力传感器11、温度传感器12、视频监测器13、数据采集模块14和数据输出模块15，压力传感器11、温度传感器12和视频监测器13将数据波动信息传输至数据采集模块14中，数据采集模块14对数据信息进行异常和波动数据筛选并通过数据输出模块15将数据输出，通过压力传感器11、温度传感器12和视频监测器13同步上传数据，并经过数据整合单元2进行数据提供，保证装置内部发生异常时检测数据的准确性和可靠性；

中央控制处理单元3用于对数据整合单元2提供的数据进行实时分析和生成数据趋势模型，并为执行单元5实时提供数据信息，中央控制处理单元3的输入端与数据整合单元2输出端连接，中央控制处理单元3包括中央单元数据录入模块31、逻辑处理模块32、预测处理模块33、数据库匹配计算模块34和控制数据输出模块35，中央单元数据录入模块31将整合数据传输至逻辑处理模块32，逻辑处理模块32利用其中的异常数据信息计算出最佳抑爆路径模型并通过控制数据输出模块35将数据输出，通过分析爆炸或起火区域，以及异常数据的综合情况，判断需要启动抑爆器的数量和最佳位置，避免抑爆不及时或多余的抑爆器启动；

中央单元数据录入模块31将波动数据传输至预测处理模块33，预测处理模块33利用波动数据建立预测模型并传输至数据库匹配计算模块34，数据库匹配计算模块34利用预测模型结合数据库信息生成数据趋势模型并通过控制数据输出模块35将数据输出，预测模型预测出当前波动数据下即将可能发生的爆炸，达到预警效果，人员可提前接收预警信息并及时作出相应判断和操作；

执行单元5用于启动或关闭抑爆器，对装置内部物体燃烧爆炸初期进行抑爆，执行单元5包括第一执行数据输入模块51、第二执行数据输入模块52、主动执行模块53、被动执行模块54、手动控制模块55和启停抑爆器模块56，第二执行数据输入模块52将最佳抑爆路径模型传输至主动执行模块53，主动执行模块53利用最佳抑爆路径模型数据生成执行命令并传输至启停抑爆器模块56，启停抑爆器模块56对抑爆器进行启动或关闭，第二执行数据输入模块52将预测模型传输至被动执行模块54，被动执行模块54利用预测模型生成预警信息并将预警信息传输至手动控制模块55，通过预警装置提醒工作人员启动抑爆器，并配合人员手动启动抑爆器，通过主动执行模块53和被动执行模块54共同作用，有效地实现抑爆器的及时启动或停止，提高了人员与系统的交互性。

实施例二：

请参阅图4-图5，本实施例在实施例一的基础上提供了一种技术方案：独立控制单元4用于对数据整合单元2提供的数据进行提前分析判断，并为执行单元5提供分析判断后的数据信息，数据整合单元2输出端还与独立控制单元4的输入端连接，独立控制单元4包括独立单元数据输入模块41、阈值检测分析模块42、独立数据输出模块43和数据归档存储模块44，独立单元数据输入模块41将异常数据同步传输至阈值检测分析模块42，阈值检测分析模块42将异常数据和抑爆阈值进行对比并生成对比结果，阈值检测分析模块42将异常数据不小于阈值的对比结果通过独立数据输出模块43将数据输出，阈值检测分析模块42将对比结果传输至数据归档存储模块44，数据归档存储模块44将对比结果生成阈值变化模型，通过阈值变化模型匹配出用于对比的最佳抑爆阈值，输入的异常数据不小于最佳抑爆阈值时，通过独立数据输出模块43直接将对比结果输出到执行单元5，由主动执行模块53直接生成执行命令并通过启停抑爆器模块56，第一执行数据输入模块51的输入端与独立数据输出模块43的输出端连接，第二执行数据输入模块52的输入端与控制数据输出模块35的输出端连接，第一执行数据输入模块51将对比结果传输至主动执行模块53上，主动执行模块53利用对比结果数据生成执行命令并传输至启停抑爆器模块56，通过独立控制单元4配合执行单元5进行异常数据的快速处理，降低了反应时间，实现了快速抑爆。

工作时，首先压力传感器11、温度传感器12和视频监测器13将接收的数据变化信息传输至数据采集模块14，数据采集模块14将采集的数据通过数据输出模块15传输至数据整合单元，数据整合单元2将数据整合生成包含异常数据和波动数据的整合数据，并同时将数据传输至中央控制处理单元3和独立控制单元4；

独立控制单元4将输入的整合数据通过独立单元数据输入模块41传输至阈值检测分析模块42，当其中的异常数据小于抑爆阈值，则数据不传输至独立数据输出模块43，当其中的异常数据不小于抑爆阈值，则表示当前检测到异常数据的探测传感器位置即将发生爆炸或已经发生爆炸，此时阈值检测分析模块42直接将异常数据信息通过独立数据输出模块43传输至第一执行数据输入模块51，并通过主动执行模块53生成启动抑爆器数据执行命令，然后将命令传输至启停抑爆器模块56，最终启动检测到异常数据的抑爆器，对相应位置喷射抑爆剂，阻止爆炸的发生，同时阈值检测分析模块42的分析数据还将传输至数据归档存储模块44，用于建立阈值变化模型，便于根据实际情况对阈值进行设置，保证抑爆阈值的准确性，避免误判；

中央控制处理单元3将输入的整合数据通过中央单元数据录入模块31传输至逻辑处理模块32，利用其中的异常数据信息计算出最佳抑爆路径模型，并通过控制数据输出模块35将数据输出，通过分析爆炸或起火区域，以及异常数据的综合情况，判断需要启动抑爆器的数量和最佳位置，避免抑爆不及时或多余的抑爆器启动，逻辑处理模块32将波动数据输至预测处理模块33，预测处理模块33利用波动数据建立预测模型并传输至数据库匹配计算模块34，数据库匹配计算模块34利用预测模型结合数据库信息生成数据趋势模型并通过控制数据输出模块35将数据传输至第二执行数据输入模块52预测模型预测出当前波动数据下即将可能发生的爆炸，第二执行数据输入模块52将预测模型传输至被动执行模块54，被动执行模块54利用预测模型生成预警信息并将预警信息传输至手动控制模块55，达到预警效果，人员可提前接收预警信息并及时作出相应判断和操作，通过预警装置提醒工作人员启动抑爆器，并配合人员手动启动抑爆器，通过主动执行模块53和被动执行模块54共同作用，实现抑爆器的及时启动或停止。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种非贮压式抑爆系统的控制系统，包括数据整合单元（2），其特征在于，还包括数据采集单元（1）、中央控制处理单元（3）、独立控制单元（4）、执行单元（5）和部门协作单元（6）；

数据采集单元（1），用于采集抑爆器内各探测传感器生成的电信号数据信息，并录入上传至数据整合单元（2）；

中央控制处理单元（3），用于对数据整合单元（2）提供的数据进行实时分析和生成数据趋势模型，并为执行单元（5）实时提供数据信息；

所述中央控制处理单元（3）的输入端与数据整合单元（2）输出端连接，所述中央控制处理单元（3）包括中央单元数据录入模块（31）、逻辑处理模块（32）、预测处理模块（33）、数据库匹配计算模块（34）和控制数据输出模块（35）；

所述中央单元数据录入模块（31）将整合数据传输至逻辑处理模块（32），所述逻辑处理模块（32）利用异常数据信息计算出最佳抑爆路径模型并通过控制数据输出模块（35）将数据输出，所述中央单元数据录入模块（31）将波动数据传输至预测处理模块（33），所述预测处理模块（33）利用波动数据建立预测模型并传输至数据库匹配计算模块（34），所述数据库匹配计算模块（34）利用预测模型结合数据库信息生成数据趋势模型并通过控制数据输出模块（35）将数据输出；

独立控制单元（4），用于对数据整合单元（2）提供的数据进行提前分析判断，并为执行单元（5）提供分析判断后的数据信息；

所述数据整合单元（2）输出端还与独立控制单元（4）的输入端连接，所述独立控制单元（4）包括独立单元数据输入模块（41）、阈值检测分析模块（42）、独立数据输出模块（43）和数据归档存储模块（44）；

所述独立单元数据输入模块（41）将异常数据同步传输至阈值检测分析模块（42），所述阈值检测分析模块（42）将异常数据和抑爆阈值进行对比并生成对比结果，所述阈值检测分析模块（42）将异常数据不小于阈值的对比结果通过独立数据输出模块（43）将数据输出，所述阈值检测分析模块（42）将对比结果传输至数据归档存储模块（44），所述数据归档存储模块（44）将对比结果生成阈值变化模型；

执行单元（5），用于启动或关闭抑爆器，对物体燃烧爆炸初期进行抑爆。

2.根据权利要求1所述的一种非贮压式抑爆系统的控制系统，其特征在于：所述数据采集单元（1）将电信号信息上传至数据整合单元（2）上，所述数据整合单元（2）将电信号信息进行整合生成整合数据，并同时为中央控制处理单元（3）和独立控制单元（4）提供整合数据信息，所述中央控制处理单元（3）和独立控制单元（4）分别为执行单元（5）提供抑爆执行信息。

3.根据权利要求1所述的一种非贮压式抑爆系统的控制系统，其特征在于：所述数据采集单元（1）包括压力传感器（11）、温度传感器（12）、视频监测器（13）、数据采集模块（14）和数据输出模块（15），所述压力传感器（11）、温度传感器（12）和视频监测器（13）将数据波动信息传输至数据采集模块（14）中，所述数据采集模块（14）对数据信息进行异常和波动数据筛选并通过数据输出模块（15）将数据输出。

4.根据权利要求1所述的一种非贮压式抑爆系统的控制系统，其特征在于：所述执行单元（5）包括第一执行数据输入模块（51）、第二执行数据输入模块（52）、主动执行模块（53）、被动执行模块（54）、手动控制模块（55）和启停抑爆器模块（56），所述第一执行数据输入模块（51）的输入端与独立数据输出模块（43）的输出端连接，所述第二执行数据输入模块（52）的输入端与控制数据输出模块（35）的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的一种非贮压式抑爆系统的控制系统，其特征在于：所述第一执行数据输入模块（51）将对比结果传输至主动执行模块（53）上，所述主动执行模块（53）利用对比结果数据生成执行命令并传输至启停抑爆器模块，所述第二执行数据输入模块（52）将最佳抑爆路径模型传输至主动执行模块（53），所述主动执行模块（53）利用最佳抑爆路径模型数据生成执行命令并传输至启停抑爆器模块（56），所述启停抑爆器模块（56）对抑爆器进行启动或关闭，所述第二执行数据输入模块（52）将预测模型传输至被动执行模块（54），所述被动执行模块（54）利用预测模型生成预警信息并将预警信息传输至手动控制模块（55），所述手动控制模块（55）通过预警装置提醒工作人员启动抑爆器，并配合人员手动启动抑爆器。

6.根据权利要求1所述的一种非贮压式抑爆系统的控制系统，其特征在于：所述部门协作单元（6）包括消防部门模块和内置消防模块，所述执行单元（5）通过消防部门模块和内置消防模块进行必要的辅助。

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