一种自检测无扰切换加臭控制系统及方法技术领域
本发明属于天然气加臭装置技术领域，具体是一种自检测无扰切换加臭控制系统及方法。
背景技术
随着经济的高速发展，以石油为能源的形势日趋紧张。人们生产生活的燃料不再仅仅依
赖于煤、油等燃料，天然气作为清洁无污染的新能源迅速成为主流燃料。但是，天然气由于
其无色无味的特点，使得天然气的泄露不能及早的被非专业设备发现。为了解决这个问题，
加臭机应运而生，但目前使用的加臭机都为工作人员手动完成切换，不但需要专门人员监控
工作，而且由于切换的不及时带来加臭的不稳定。为保证加臭机的稳定工作，使得加臭技术
变得更加安全、稳定是本领域技术人员不断努力的方向。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种自检测无扰切换加臭控制系统及方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种自检测无扰切换加臭控制系统，包括主控制系统，主控制系统通过基于电流环信号
的数据通道和基于RS485信号的数据通道与数据采集设备连接，主控制系统通过RS232接口
与打印输出装置连接，主控制系统通过基于脉冲信号的加臭控制数据通道与加臭执行装置连
接。
而且，所述主控制系统为可编程逻辑控制器和隔离输入输出装置。
而且，所述数据采集设备为计量精度为1.0级的涡轮流量计。
而且，所述加臭执行装置为以四氢噻吩为赋臭剂的天然气加臭机。
一种自检测无扰切换加臭控制系统的方法，包括步骤如下：
(1)首先通过主控制系统接收加臭机的模式状态信号，判断加臭机的加臭模式，当加臭
机为手动加臭模式时，加臭机进行定量加臭；当加臭机为自动加臭模式时，则从数据采集设
备进行输气管道气体流量的数据采集；
(2)数据传输及加臭计量控制，主控制系统首先使用RS485硬件电路进行数据传输，当
主控制系统检测不到RS485传输数据时，自动切换为电流环的电流脉冲信号进行数据传输，
主控制系统使用采集上来的数据进行加臭剂量的控制，并由打印输出装置打印输出RS485通
信故障；当电流环的电流脉冲信号传输也出现故障时，主控制系统将加臭模式转换为定量加
臭模式，并打印电流环通信故障；
(3)主控制系统的检测调整，在加臭过程中，主控制系统通过涡轮流量计不断采集供气
管道的流量数据，当涡轮流量计状态出现异常时，主控制系统自动转换为定量加臭，并且由
打印输出装置打印输出流量计异常状态。
而且，所述步骤(2)中使用采集上来的数据进行加臭剂量的控制的具体方法为：
气体标况流量*25mg/m3＝每次泵出量*加臭次数
式中气体标况流量为输气管道中的气体流量，其单位为Nm3/h；25mg/m3为每立方气体所
需加臭剂量；每次泵出量为加臭泵加臭一次的加臭剂量，其单位为mg/次；加臭次数为在此
流量状况下，1h所需要加臭的次数，其单位为次/h，
在计算出1小时的加臭次数后，则可计算出每次的周期T和输出方波占空比D:
T＝加臭次数/3600
D＝0.5/T
其中3600为1小时3600秒,0.5为加臭泵加臭一次所需时间，其单位为秒。
经过上述计算后，则得出主控制系统输出周期为T，占空比为D的方波来控制加臭机进
行加臭。
而且，所述步骤(2)中主控制系统将加臭模式转换为定量加臭模式的具体方法为：
在输气管道气体流量的数据采集过程中，当10s内双路通信系统均无正确通讯数据包返
回，或返回的数据有明显错误及返回数据解析显示为流量计软硬件故障时，主控制系统将对
以往气体流量与预设手动流量进行比较，若以往流量最大值大于预设手动流量，则主控制系
统将以往流量最大值固定为输气管道气体流量计算求出控制加臭机的方波周期及占空比，将
此方波做为固定控制信号输出控制加臭机加臭；若以往流量最大值小于预设手动流量，则主
控制系统将预设手动流量固定为输气管道气体流量计算求出控制加臭机的方波周期及占空
比，将此方波做为固定控制信号输出控制加臭机加臭。
而且，所述步骤(3)中涡轮流量计状态出现异常具体是指：
①主控制系统在5S内未获得双路通信数据包信息，或者接收数据解析出气体流量大于管
路所能通过的最大气体流量，或解析气体流量为负值；
②主控制系统在获取涡轮流量计数据之前，查询的涡轮流量计状态显示为硬件故障，工
况流量高低限报警，流量计电池欠压报警，瞬时流量低限报警，流量计外部操作报警。
本发明的优点和积极效果是：
本发明装置中控制系统是带有通信双冗余的系统，当一路通信失效时，可无干扰切换至
另一路通信，两路同时失效时，自动转为定量加臭；并且在通信过程中可以检测流量计状态，
打印输出进行报警。有效防止加臭控制系统出现故障时的加臭错误和不能加臭，同时自检测
为故障的快速判定提供依据。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，
不能以此限定本发明的保护范围。
一种自检测无扰切换加臭控制系统，如图1所示，包括主控制系统，主控制系统通过基
于电流环信号的数据通道和基于RS485信号的数据通道与数据采集设备连接，主控制系统通
过RS232接口与打印输出装置连接，主控制系统通过基于脉冲信号的加臭控制数据通道与加
臭执行装置连接。
在本发明的具体实施中，所述主控制系统为可编程逻辑控制器(PLC)和隔离输入输出装
置，具体型号为：PLC为Runpower210614*DI10*DO，隔离输入装置为LGBS8093-EX,隔离
输出装置为CR-M024DC2L24VDC。
在本发明的具体实施中，所述打印输出装置为热敏打印机，具体为炜煌A9热敏打印机；
所述加臭执行装置为以四氢噻吩为赋臭剂的天然气加臭机，具体型号为：米顿罗P746-257
2.2L/h。
在本发明的具体实施中，所述数据采集设备为涡轮流量计，型号为：LWQZ-100CPN16,
计量精度为1.0级。
一种自检测无扰切换加臭控制系统的方法，包括步骤如下：
(1)首先通过主控制系统接收加臭机的模式状态信号判断加臭机的加臭模式，当加臭
机为手动加臭模式时，加臭机进行定量加臭；当加臭机为自动加臭模式时，则从数据采集设
备进行输气管道气体流量的数据采集；
(2)数据传输及加臭计量控制，主控制系统首先使用RS485硬件电路进行数据传输，当
主控制系统检测不到RS485传输数据时，自动切换为电流环的电流脉冲信号进行数据传输，
主控制系统使用采集上来的数据进行加臭剂量的控制，并由打印输出装置打印输出RS485通
信故障；当电流环的电流脉冲信号传输也出现故障时，主控制系统将加臭模式转换为定量加
臭模式，并打印电流环通信故障；
在本发明的具体实施中，所述使用采集上来的数据进行加臭剂量的控制的具体方法为：
气体标况流量*25mg/m3＝每次泵出量*加臭次数
式中气体标况流量为输气管道中的气体流量，其单位为Nm3/h；25mg/m3为每立方气体所
需加臭剂量；每次泵出量为加臭泵加臭一次的加臭剂量，其单位为mg/次；加臭次数为在此
流量状况下，1h所需要加臭的次数，其单位为次/h。
在计算出1小时的加臭次数后，则可计算出每次的周期T和输出方波占空比D:
T＝加臭次数/3600
D＝0.5/T
其中3600为1小时3600秒,0.5为加臭泵加臭一次所需时间，其单位为秒。
经过上述计算后，则可得出主控制系统应输出周期为T，占空比为D的方波来控制加臭
泵进行加臭。
在本发明的具体实施中，所述主控制系统将加臭模式转换为定量加臭模式的具体方法为：
在输气管道气体流量的数据采集过程中，当10s内双路通信系统均无正确通讯数据包返
回，返回的数据有明显错误及返回数据解析显示为流量计软硬件故障时，主控制系统将对以
往气体流量与预设手动流量进行比较，若以往流量最大值大于预设手动流量，则主控制系统
将以往流量最大值固定为输气管道气体流量代入公式中进行计算，求出方波周期及占空比，
将此方波做为固定控制信号输出控制加臭机加臭；若以往流量最大值小于预设手动流量，则
主控制系统将预设手动流量固定为输气管道气体流量代入公式中进行计算，求出方波周期及
占空比，将此方波做为固定控制信号输出控制加臭机加臭。
(3)主控制系统的检测调整，在加臭过程中，主控制系统通过涡轮流量计不断采集供气
管道的流量数据，当涡轮流量计状态出现异常时，主控制系统自动转换为定量加臭，并且由
打印输出装置打印输出流量计异常状态；
在本发明的具体实施中，所述当涡轮流量计状态出现异常具体是指，
①主控制系统在5S内未获得双路通信数据包信息，或者接收数据解析出气体流量大于管
路所能通过的最大气体流量，或解析气体流量为负值；
②主控制系统在获取涡轮流量计数据之前，查询的涡轮流量计状态显示为硬件故障，工
况流量高低限报警，流量计电池欠压报警，瞬时流量低限报警，流量计外部操作报警。
在本发明的具体实施中，主控制系统还提供常规的打印参数和加臭量、标准流量等常规
打印。