基于物聯網技術的燃氣閥門遠程控制系統的研究

馬斌

摘要：當前，我國經濟飛速發展，人們的生活水平日益提高，對于燃氣的需求量也是與日俱增。燃氣閥門的泄露容易造成火災的發展，火災是指在空間以及時間上失去控制的燃燒所發生的災害。對于人們的生命財產安全有重大的威脅。面對我國經濟高質量發展的內在要求，燃氣企業進行數字化轉型、智能化發展、智慧化發展已勢在必行。近年來，我國相繼出臺《全國安全生產專項整治三年行動計劃》、《經營者反壟斷合規指南》等政策文件，對高速發展下的城市燃氣行業的市場監管和安全管控提出更高的質量要求。本文主要對基于物聯網技術的燃氣閥門遠程控制系統進行研究，詳情如下。

關鍵詞：物聯網技術;燃氣閥門;遠程控制系統

引言

物聯網+大數據+人工智能+5G+北斗等新興技術的應用，生產運營和工程建設的管理創新，燃氣行業改革發展模式、商業運營模式、業務運行模式、組織機構模式等方面的革新，在客戶管理、資產完整性管理、工程建設全生命周期管理、維搶修與應急管理、領導決策與戰略管理等方面，由傳統的信息化和網絡化向產業的數智化發展的工作方式發生了巨大轉變。智慧燃氣具有以下特征：1）數據采集的高度自動化：業務數據直接從智能設備、自控系統和信息系統自動采集獲取。2）分析預測的高度模型化：通過仿真預測、數據挖掘技術進行定量分析計算。3）業務處理的高度程序化：日常業務通過智能設備、機器人和信息系統中的程序規則自動處理。4）決策制定的高度智能化：決策制定過程中充分利用機理模型和數據驅動，進行全局資源優化，對決策執行過程進行實時評估和反饋。智慧燃氣的實現需要信息化、網絡化、自動化、數字化、智能化等技術作為支撐，包括云計算、大數據、物聯網、人工智能、計算機仿真、區塊鏈、信息安全等，這些前沿技術需要與燃氣業務運行緊密結合、融合創新，才能有效助力傳統天然氣公司轉型成為智慧燃氣企業。

1物聯網技術

物聯網技術最早源于傳媒領域的發展，第三次信息科技革命為它的產生提供了契機。物聯網在廣義上指代的是某些信息傳感的設備，根據一些具體的協議規定，實現物體與網絡的有機結合，此外物體依靠信息的傳播媒介來達到信息之間的交換和通信，進而有效地實現科技化的認定、跟蹤和進行監督等功能，其作用相當于傳感網。它的主要原理是通過利用對物體之中植入特定的芯片，然后將各式各樣的事物通過一條網絡進行有序的連接，進而達到物物相連的創新型互聯網狀態。物聯網廣泛存在于人們的生活當中，人們可以通過它進行隨時隨地的信息交換，并且不受時間和空間的約束，它實現了為人們真正高效的信息服務。

2基于物聯網技術的燃氣閥門遠程控制系統應用

2.1TensorFlow在燃氣管道閘閥泄漏診斷中的應用

基于物聯網技術的燃氣閥門遠程控制系統應用之一是TensorFlow在燃氣管道閘閥泄漏診斷中的應用。閥門作用是控制管道內流體的流動，保障管路設備的正常運行。雖然閥門泄漏事故只占管道泄漏事故的8%～15%，但是經閥門泄漏的流量會占到總泄漏流量的50%。因此，在不停止閥門運行的前提下對閥門故障程度進行有效的判斷，有利于減輕為檢測泄漏故障所耗費的人力、物力、財力，提高整體工作效率，避免重大安全事故的發生。目前國內外有多種方法使用神經網絡來診斷閥門的故障。如利用人工神經網絡分析核電站的止回閥位置并進行診斷;采取一種簡化模型計算數據與故障模型之間差異程度，識別出閥門的故障種類。以上幾種管道閥門泄漏模式識別方法與傳統人工檢測方法相比，故障識別準確率得到提升。

2.2聲發檢測在閥門內漏中的應用

基于物聯網技術的燃氣閥門遠程控制系統應用之二是聲發檢測在閥門內漏中的應用。閥門內漏聲發射檢測技術對閥門的要求較低，且具有操作簡單、檢測快速、成本低、污染低等特點，是當前閥門內漏主要的檢測手段。通過測試預定缺陷閘閥的聲泄漏識別，獲取參數特征，確定特征參數與閥門設備的關系，為閥門泄露檢修提供參考依據。于閥門泄漏的聲發射檢測的基本原理就是經過對泄露過程中液體與氣體產生的輻射噪聲收集，并通過聲信號的特征來分析閥門是否存在泄露情況。Workbench是指在產品研發過程中所開發實施的仿真協同環境，其主要是運用多學科異構CAE技術集成，并運用計算機輔助的集成仿真系統。基于網絡的虛擬仿真團隊，用于基于數字虛擬樣機實現產品開發的并行仿真和遠程仿真。用于模擬的軟件是an sys workbench模塊，an sys workbench模塊的流動部分通過對流體速度場和壓力場的分析，可以對流體的流動進行數值模擬，并接收閥門的相關信息。通過工作臺上的集成DM建模軟件對DN80閘閥建模，可視化缺陷l mm，然后劃分整個模型的網格，并在閥門開口處壓縮網格，以更精確地模擬通過閥門的氣流。這兩個節流點明顯增加了泄漏率，內壁的速度明顯較高，并且在當前的液體流動中形成了一些漩渦。經過全面分析，選擇靠近框架的閥門下游流量作為傳感器接合位置，適用于聲發射信號的檢測。但是，為了獲得更好的控制變量，每個閥門傳感器的接合位置應相同。

2.3遠程監控系統設計

基于物聯網技術的燃氣閥門遠程控制系統應用之三是遠程監控系統設計。遠程服務器端的遠程監控系統主要實現燃氣鋼瓶充裝信息的監管、燃氣鋼瓶定位、路徑規劃推薦等功能，便于動態管理。本監控系統包括用戶登錄、用戶信息管理、鋼瓶信息管理、鋼瓶路徑跟蹤四個功能模塊。鋼瓶信息管理模塊在輸入鋼瓶編號后可以顯示鋼瓶所在位置的經度和緯度、鋼瓶充裝燃氣次數、充裝人員姓名、每次充裝時間和充裝地點信息。鋼瓶路徑跟蹤模塊在輸入待跟蹤鋼瓶的編號以及跟蹤點的經度和緯度數據后，加載電子地圖數據信息便可以生成對應最短路徑，并顯示電子地圖。電子地圖是利用計算機技術以數字方式來儲存空間信息和屬性信息的圖像，具有很強的可視化特性。

結語

隨著我國大力實施綠色低碳的發展戰略，燃氣行業的規模體量正處于高速上升期，與此同時，國民經濟發展、人民生產生活需要及城鄉統籌發展對燃氣行業的安全性可靠性要求越來越高，

參考文獻

[1]郭秀麗，陶曾杰.基于物聯網技術的電氣火災報警控制系統設計[J].電子測試，2020，27（21）：173-174.

[2]馬靜，樸金寧，楊帆.一種供暖閥門遠程控制系統設計[J].自動化儀表，2018，39（11）：68-72.

[3]汪川.智能閥門定位器控制系統設計[J].自動化儀表，2020，41（6）：77-79.