基于一体化控制的VOCs在线监测系统技术方案

本发明专利技术公开了基于一体化控制的VOCs在线监测系统，包括：预处理控制板，通过PCB板进行温度控制，实时获取加热状态，基于开关控制量通过电磁阀来控制气流的流向和通断；在线色谱仪控制板，控制进入色谱仪的样品气维持在一定温度，通过阀位状态组合成相应的应用形态，控制色谱仪执行相应的业务功能；FID信号控制板，用于控制氢火焰离子检测器的点火、量程调节；EPC控制模块，用于调节各个气路系统的载气流量；一体化工控机，用于与上述模块相连接，交互数据，获取实时监测数据，并进行远程控制。本发明专利技术通过一体化控制模式，降低了成本，并通过PCB板级工控系统，实现了远程故障排查、远程控制，且配置灵活，反馈及时，极大地提高系统的可运维性。维性。维性。

【技术实现步骤摘要】
基于一体化控制的VOCs在线监测系统


[0001]本专利技术涉及大气环境监测的
，特别涉及一种基于一体化控制的VOCs在线监测系统。

技术介绍

[0002]VOCs是形成细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)的重要前体物，相对于颗粒物、二氧化硫、氮氧化物污染控制，VOCs管理基础薄弱成为大气环境管理短板。当前，石化、化工、工业涂装、包装印刷、油品储运销等行业已经成为VOCs重点排放源。为保卫蓝天、进一步改善环境空气质量，迫切需要全面加强重点行业VOCs综合治理；而治理的评估效果需要靠监测数据说话。但现有的各种监测设备如温控表、气体发生器均为单机设备，其运行状态和参数只能现场查看，往往形成信息孤岛，存在故障无法及时告警和处理的风险。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于一体化控制的VOCs在线监测系统，能够远程进行控制及故障排查。
[0004]根据本专利技术的第一方面实施例的基于一体化控制的VOCs在线监测系统，包括：预处理控制板，包括第一温控模块及第一阀控模块，其中，所述第一温控模块用于通过PCB板进行温度控制，实时获取加热状态，所述第一阀控模块用于基于开关控制量通过电磁阀来控制气流的流向和通断；在线色谱仪控制板，包括第二温控模块及第二阀控模块，其中，所述第二温控模块用于控制进入色谱仪的样品气维持在一定温度，所述第二阀控模块用于基于开关量的输出，通过限位开关和电机组成转阀系统，通过阀位状态组合成相应的应用形态，控制色谱仪执行相应的业务功能；FID信号控制板，用于控制氢火焰离子检测器的点火、量程调节；EPC控制模块，用于调节各个气路系统的载气流量，接收点火指令，保证FID火焰的燃烧状态；一体化工控机，用于与所述预处理控制板、所述在线色谱仪控制板、所述FID信号控制板及所述EPC控制模块相连接，交互数据，获取实时监测数据，并进行远程控制。
[0005]根据本专利技术实施例的基于一体化控制的VOCs在线监测系统，至少具有如下有益效果：通过一体化控制模式，仅需一台工控机，降低了成本，并通过PCB板级工控系统，可运用低耦合、多线程并接方式，配置灵活，反馈及时，实现了远程故障排查、远程控制，极大地提高系统的可运维性。
[0006]根据本专利技术的一些实施例，所述一体化工控机包括：预加载模块，用于与下位机建立自动连接，下发预设参数，发送预热指令，通过所述预处理控制板及所述在线色谱仪控制板进行控温，以及通过所述EPC控制模块进行载气流量调节，并实时监测温度和载气流量是否到达预设值；点火就绪模块，用于下发点火指令，通过所述FID信号控制板执行点火，通过基线判定FID是否点火成功，根据点火结果进行重新点火或生成点火故障信息；循环监测模块，用于通过所述在线色谱仪控制板进行采样，通过所述FID信号控制板进行采样，生成标准色谱图，并在采集图谱过程中监测火焰燃烧状态。
[0007]根据本专利技术的一些实施例，所述一体化工控机还包括：数据分析显示模块，用于对接收到的数据按分类进行处理，在交互界面中实时显示污染因子的体积浓度、质量浓度、排放速率，以及谱图信息。
[0008]根据本专利技术的一些实施例，所述第一温控模块包括：采样探头温控模块，用于根据加热指令，对采样探头进行加热和温度控制；伴热管线温控模块，用于根据加热指令，对伴热管线进行加热和温度控制；预处理加热盒温控模块，用于根据加热指令，对预处理加热盒进行加热和温度控制。
[0009]根据本专利技术的一些实施例，所述第一阀控模块包括：采样电磁阀，用于基于开关控制量，对气流进行采集；反吹电磁阀，用于基于开关控制量，控制气流反射运动；校准电磁阀，用于基于开关控制量，进行系统校准。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述第二温控模块包括：柱箱温控模块，用于对柱箱进行加热和温度控制；阀箱温控模块，用于对阀箱进行加热和温度控制；FID检测器温控模块，用于对FID检测器进行加热和温度控制。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述第二阀控模块包括十四通阀及十通阀，基于开并输出量通过阀位状态组合成不同的应用形态。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，EPC控制模块包括：载气流量控制模块、燃气流量控制模块和助燃气流量控制模块。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，还包括：烟气参数变送器，用于通过采集4
‑
20mA烟气参数对应的电流信号，并转换为数字信号，通过串口传输给所述一体化工控机；气体发生器，用于监测发生器的状态数据，通过串口传输给所述一体化工控机包括氢气发生器和零气发生器。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述烟气参数变送器包括：温度传感器，采用PT100作为传感器探头，输出4
‑
20mA电流模拟量；压力传感器，通过电阻式原理，输出4
‑
20mA电流模拟量；流速传感器，通过皮托管压差法，输出4
‑
20mA电流模拟量；湿度传感器，通过氧化锆法，输出4
‑
20mA电流模拟量；氧含量传感器，通过氧化锆法，输出4
‑
20mA电流模拟量。
[0015]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0016]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0017]图1为本专利技术实施例的系统的主要模块示意图；
[0018]图2为本专利技术实施例的系统的详细模块示意图；
[0019]图3为本专利技术实施例的系统中的工控机的内部模块示意框图；
[0020]图4为本专利技术实施例的系统中的工控机工作流程示意图。
[0021]附图标记：
[0022]预处理控制板100、在线色谱仪控制板200、FID信号控制板300、EPC控制模块400、一体化工控机500、烟气参数变送器600、气体发生器700；
[0023]第一温控模块110、采样探头温控模块111、伴热管线温控模块112、预处理加热盒
温控模块113；
[0024]第一阀控模块120、采样电磁阀121、反吹电磁阀122、校准电磁阀123；
[0025]第二温控模块210、柱箱温控模块211、阀箱温控模块222、FID检测器温控模块223；
[0026]第二阀控模块220、十四通阀221、十通阀222；
[0027]AD信号采集单元310、FID信号控制单元320；
[0028]载气流量控制模块410、燃气流量控制模块420、助燃气流量控制模块430；
[0029]预加载模块510、点火就绪模块520、循环监测模块530、数据分析显示模块540；
[0030]温度传感器610、压力传感器620、流速传感器630、湿度传感器640、氧含量传感器650；
[0031]氢气发生器710、零气发生器720。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于一体化控制的VOCs在线监测系统，其特征在于，包括：预处理控制板，包括第一温控模块及第一阀控模块，其中，所述第一温控模块用于通过PCB板进行温度控制，实时获取加热状态，所述第一阀控模块用于基于开关控制量通过电磁阀来控制气流的流向和通断；在线色谱仪控制板，包括第二温控模块及第二阀控模块，其中，所述第二温控模块用于控制进入色谱仪的样品气维持在一定温度，所述第二阀控模块用于基于开关量的输出，通过限位开关和电机组成转阀系统，通过阀位状态组合成相应的应用形态，控制色谱仪执行相应的业务功能；FID信号控制板，用于控制氢火焰离子检测器的点火、量程调节；EPC控制模块，用于调节各个气路系统的载气流量，接收点火指令，保证FID火焰的燃烧状态；一体化工控机，用于与所述预处理控制板、所述在线色谱仪控制板、所述FID信号控制板及所述EPC控制模块相连接，交互数据，获取实时监测数据，并进行远程控制。2.根据权利要求1所述的基于一体化控制的VOCs在线监测系统，其特征在于，所述一体化工控机包括：预加载模块，用于与下位机建立自动连接，下发预设参数，发送预热指令，通过所述预处理控制板及所述在线色谱仪控制板进行控温，以及通过所述EPC控制模块进行载气流量调节，并实时监测温度和载气流量是否到达预设值；点火就绪模块，用于下发点火指令，通过所述FID信号控制板执行点火，通过基线判定FID是否点火成功，根据点火结果进行重新点火或生成点火故障信息；循环监测模块，用于通过所述在线色谱仪控制板进行采样，通过所述FID信号控制板进行采样，生成标准色谱图，并在采集图谱过程中监测火焰燃烧状态。3.根据权利要求2所述的基于一体化控制的VOCs在线监测系统，其特征在于，所述一体化工控机还包括：数据分析显示模块，用于对接收到的数据按分类进行处理，在交互界面中实时显示污染因子的体积浓度、质量浓度、排放速率，以及谱图信息。4.根据权利要求1所述的基于一体化控制的VOCs在线监测系统，其特征在于，所述第一温控模块包括：采样探头温控模块，用于根据加热指令，对采样探头进行加热和温度控制；伴热管线温控模块，用于根据加...

【专利技术属性】
技术研发人员：田林鹏，刘君，祝军，徐从文，石磊，林志坚，曾二芳，
申请(专利权)人：珠海高凌信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：