本發(fā)明涉及一種智能儲(chǔ)罐采樣系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

1、石油化工行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中為了實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)罐中液體原料或產(chǎn)品的狀態(tài)，需要從儲(chǔ)罐中采集少量液體用于化驗(yàn)分析，專門用于從儲(chǔ)罐內(nèi)采集樣品的設(shè)備稱為儲(chǔ)罐采樣器或儲(chǔ)罐采樣系統(tǒng)。

2、目前使用的儲(chǔ)罐采樣系統(tǒng)多為手動(dòng)采集；所謂的手動(dòng)采集就是采樣系統(tǒng)內(nèi)的所有閥門和泵都是手動(dòng)操作模式。采樣時(shí)需要人工手動(dòng)去操作每一個(gè)閥門和泵，由于是人工操作，泵的循環(huán)時(shí)間往往無(wú)法滿足完全置換殘樣的要求，影響樣品采集品質(zhì)。

3、此種采樣方式效率相對(duì)較低。并且，手動(dòng)采樣過(guò)程中，當(dāng)管路泄漏時(shí)，采樣人員有被飛濺液體傷害的可能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的是提供一種智能儲(chǔ)罐采樣系統(tǒng)及其方法，其采用plc控制器進(jìn)行儲(chǔ)罐智能采樣，一方面可以提高采樣效率，另一方面，還能夠提高樣品數(shù)據(jù)的真實(shí)性，并避免人工采樣引起事故。

2、為實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)目的，本發(fā)明將采取如下的技術(shù)方案：

3、一種智能儲(chǔ)罐采樣系統(tǒng)，包括采樣閥、電動(dòng)泵、采樣瓶、采樣流路、樣品回收流路以及plc控制器；所述的采樣閥為電控氣動(dòng)閥，且電控氣動(dòng)閥上設(shè)置有兩個(gè)常開(kāi)限位開(kāi)關(guān)，對(duì)應(yīng)為第一、第二限位開(kāi)關(guān)；其中：

4、電控氣動(dòng)閥為直通球閥，具有兩個(gè)流體接口，其中一個(gè)流體接口為進(jìn)樣口，另一個(gè)流體接口為采樣口；電控氣動(dòng)閥的閥體上設(shè)置氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電磁機(jī)構(gòu)；

5、采樣流路的一端為進(jìn)樣端，另一端則為出樣端；樣品回收流路的一端為進(jìn)樣端，另一端則為出樣端；

6、采樣流路的進(jìn)樣端與儲(chǔ)罐內(nèi)預(yù)設(shè)的采樣點(diǎn)連通，樣品回收流路的出樣端連通至儲(chǔ)罐，采樣流路的出樣端與樣品回收流路的進(jìn)樣端匯流后與電控氣動(dòng)閥的進(jìn)樣口連通，采樣瓶設(shè)置在電控氣動(dòng)閥的采樣口下方；

7、樣品回收流路上安裝有電動(dòng)泵，且電動(dòng)泵與樣品回收流路的進(jìn)樣端之間設(shè)置有單向閥；

8、電控氣動(dòng)閥、電動(dòng)泵、限位開(kāi)關(guān)均通過(guò)導(dǎo)線與plc控制器電性連接，且plc控制器與電動(dòng)泵之間的導(dǎo)線上串聯(lián)有第一開(kāi)關(guān)，同時(shí)電控氣動(dòng)閥、第一開(kāi)關(guān)均通過(guò)信號(hào)傳輸線與plc控制器信號(hào)連接；

9、在plc控制器的控制下，電控氣動(dòng)閥的電磁機(jī)構(gòu)接通電源后，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在壓縮氣體的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)電控氣動(dòng)閥的閥芯，直至閥芯觸發(fā)第一限位開(kāi)關(guān)并促使第一限位開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，表明電控氣動(dòng)閥的閥芯處于完全開(kāi)啟位置，儲(chǔ)罐內(nèi)預(yù)設(shè)的采樣點(diǎn)的樣品依次經(jīng)過(guò)采樣流路、電控氣動(dòng)閥流入采樣瓶；

10、在plc控制器的控制下，電磁機(jī)構(gòu)斷開(kāi)電源，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)閥芯執(zhí)行復(fù)位操作，直至閥芯觸發(fā)第二限位開(kāi)關(guān)并促使第二限位開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，表明電控氣動(dòng)閥的閥芯處于完全關(guān)閉位置，截?cái)嗖蓸恿髀返某鰳佣耍?/p>

11、第一開(kāi)關(guān)在plc控制器的控制下，截?cái)嚯妱?dòng)泵的供電，制停電動(dòng)泵；

12、第一開(kāi)關(guān)在plc控制器的控制下，接通電動(dòng)泵的供電，電動(dòng)泵運(yùn)行，儲(chǔ)罐內(nèi)預(yù)設(shè)的采樣點(diǎn)的樣品依次經(jīng)過(guò)采樣流路、樣品回收流路返回至儲(chǔ)罐，實(shí)現(xiàn)采樣流路中的樣品置換更新。

13、優(yōu)選地，所述plc控制器包括plc主控芯片，plc主控芯片包括控制模塊、控制面板以及指示燈組；

14、所述的控制面板上布置有按鍵組，按鍵組包括準(zhǔn)備就緒按鍵；所述的指示燈組包括準(zhǔn)備就緒指示燈；

15、所述的控制模塊根據(jù)準(zhǔn)備就緒按鍵的狀態(tài)來(lái)控制準(zhǔn)備就緒指示燈的關(guān)/開(kāi)。

16、優(yōu)選地，所述的按鍵組包括復(fù)位按鍵；所述的控制模塊根據(jù)復(fù)位按鍵的狀態(tài)來(lái)確定是否控制電控氣動(dòng)閥、電動(dòng)泵復(fù)位。

17、優(yōu)選地，所述的plc主控芯片設(shè)置有故障警示裝置，所述的故障警示裝置包括故障報(bào)警指示燈以及故障報(bào)警蜂鳴器；

18、所述的控制模塊在判斷出電控氣動(dòng)閥出現(xiàn)故障時(shí)，觸發(fā)故障報(bào)警指示燈以及故障報(bào)警蜂鳴器。

19、優(yōu)選地，所述的按鍵組包括消音按鍵；消音按鍵與控制模塊連接；

20、控制模塊根據(jù)消音按鍵的狀態(tài)來(lái)確定是否控制故障報(bào)警蜂鳴器停止發(fā)音。

21、優(yōu)選地，所述的按鍵組包括應(yīng)急停按鍵，應(yīng)急停按鍵與控制模塊連接；

22、控制模塊根據(jù)應(yīng)急停按鍵的狀態(tài)來(lái)確定是否停止繼續(xù)采樣，是否控制電控氣動(dòng)閥進(jìn)行復(fù)位操作以及是否熄滅準(zhǔn)備就緒指示燈。

23、優(yōu)選地，所述的指示燈組包括采樣完成指示燈以及正在采樣指示燈；采樣完成指示燈以及正在采樣指示燈分別與控制模塊連接；

24、控制模塊在電控氣動(dòng)閥完全開(kāi)啟并確定采樣正式開(kāi)始時(shí)，觸發(fā)正在采樣指示燈；

25、控制模塊在電控氣動(dòng)閥完全關(guān)閉并確定采樣結(jié)束時(shí)，觸發(fā)采樣完成指示燈。

26、優(yōu)選地，所述的plc控制器包括電氣模塊；

27、電氣模塊包括ac/dc電源轉(zhuǎn)換模塊，ac/dc電源轉(zhuǎn)換模塊用于將輸入的電壓為220v、頻率為50hz的ac交流電源轉(zhuǎn)換為電壓為24v的dc直流電源，以分別為第一開(kāi)關(guān)、電動(dòng)泵、電控氣動(dòng)閥、常閉限位開(kāi)關(guān)、控制面板、plc控制芯片、指示燈組、按鍵組以及信號(hào)傳輸模塊進(jìn)行供電。

28、本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)目的是提供一種智能儲(chǔ)罐采樣方法，基于上述的智能儲(chǔ)罐采樣系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

29、步驟一、將采樣瓶放置在電控氣動(dòng)閥的采樣口下方；

30、步驟二、點(diǎn)擊準(zhǔn)備就緒按鈕，plc主控芯片判定電控氣動(dòng)閥是否復(fù)位，當(dāng)判斷結(jié)果表明電控氣動(dòng)閥未復(fù)位時(shí)，plc主控芯片控制電控氣動(dòng)閥進(jìn)行復(fù)位操作，直至電控氣動(dòng)閥復(fù)位；當(dāng)判斷結(jié)果表明電控氣動(dòng)閥處于復(fù)位狀態(tài)時(shí)，plc主控芯片發(fā)出第一執(zhí)行指令；

31、步驟三、在第一執(zhí)行指令的控制下，電動(dòng)泵正常啟動(dòng)并持續(xù)一段時(shí)間t1后停泵，觸發(fā)準(zhǔn)備就緒指示燈，進(jìn)入步驟三；反之，在第一執(zhí)行指令的控制下，電動(dòng)泵未正常開(kāi)啟，則按下應(yīng)急停按鈕，進(jìn)入步驟七；

32、步驟四、plc主控芯片發(fā)出第二執(zhí)行指令，控制電動(dòng)泵開(kāi)始工作，并持續(xù)一段時(shí)間t2后停泵，以完成采樣流路中殘留油品置換；

33、步驟五、電動(dòng)泵停泵一段時(shí)間t3后，plc主控芯片發(fā)出第三執(zhí)行指令；在第三執(zhí)行指令的控制下，執(zhí)行打開(kāi)電控氣動(dòng)閥的操作，并根據(jù)電控氣動(dòng)閥是否出現(xiàn)故障來(lái)觸發(fā)不同的操作：當(dāng)電控氣動(dòng)閥在第三執(zhí)行指令的控制下正常開(kāi)啟，表明電控氣動(dòng)閥執(zhí)行采樣，關(guān)閉準(zhǔn)備就緒指示燈，打開(kāi)正在采樣指示燈，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，直至電控氣動(dòng)閥正常開(kāi)啟的持續(xù)時(shí)間t4達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間t01后自動(dòng)關(guān)閉，進(jìn)入步驟六；當(dāng)電控氣動(dòng)閥在第三執(zhí)行指令的控制下未正常開(kāi)啟，且電控氣動(dòng)閥處于未正常開(kāi)啟狀態(tài)持續(xù)時(shí)間超出預(yù)設(shè)時(shí)間t02，表明電控氣動(dòng)閥出現(xiàn)故障，觸發(fā)復(fù)位按鍵并觸發(fā)故障報(bào)警蜂鳴器，打開(kāi)故障報(bào)警指示燈；當(dāng)電控氣動(dòng)閥在第三執(zhí)行指令的控制下未正常開(kāi)啟，且處于未開(kāi)啟狀態(tài)持續(xù)時(shí)間t5處于預(yù)設(shè)時(shí)間t02的范圍內(nèi)，則從電控氣動(dòng)閥正常開(kāi)啟時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，直至電控氣動(dòng)閥正常開(kāi)啟的持續(xù)時(shí)間t4達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間t01后自動(dòng)關(guān)閉，進(jìn)入步驟六；

34、步驟六、關(guān)閉正在采樣指示燈，打開(kāi)采樣完成指示燈；

35、步驟七、plc主控芯片發(fā)出第四執(zhí)行指令；在第四執(zhí)行指令的控制下，電控氣動(dòng)閥進(jìn)行復(fù)位操作，熄滅準(zhǔn)備就緒指示燈。

36、優(yōu)選地，所述電控氣動(dòng)閥的數(shù)量具有n個(gè)，記為電控氣動(dòng)閥v1至電控氣動(dòng)閥vn；

37、步驟一中，在每一個(gè)電控氣動(dòng)閥的采樣口下方均放置有一個(gè)采樣瓶；

38、步驟五中，當(dāng)所有的電控氣動(dòng)閥均正常開(kāi)啟后，才熄滅準(zhǔn)備就緒指示燈，打開(kāi)正在采樣指示燈；

39、步驟五中，當(dāng)所有的電控氣動(dòng)閥正常開(kāi)啟的持續(xù)時(shí)間均達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間t0后，才進(jìn)入步驟六；

40、步驟五中，每一個(gè)電控氣動(dòng)閥正常開(kāi)啟的持續(xù)時(shí)間均相等。

41、基于上述的技術(shù)目的，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下的優(yōu)勢(shì)：

42、1、提高采樣效率：

43、本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)智能化采樣，可以大大的提高采樣效率；例如，一個(gè)采樣員每天要采集20個(gè)儲(chǔ)罐的樣品，手動(dòng)采樣平均需要8～10分鐘，而本發(fā)明只需要不到1分鐘的時(shí)間即可完成采樣；每天可節(jié)約140～180分鐘的時(shí)間。

44、2、樣品數(shù)據(jù)真實(shí)性高：

45、手動(dòng)采樣，由于是人工操作，泵的循環(huán)時(shí)間往往無(wú)法滿足完全置換殘樣的要求；而自動(dòng)采樣，固定的10分鐘的循環(huán)時(shí)間，可以完全徹底的將管線內(nèi)的殘留介質(zhì)置換為最新鮮的樣品，有效的保證了采集到的樣品的真實(shí)性。