专利名称：特气柜控制系统及特气柜中钢瓶更换的检测方法
技术领域：
本发明涉及特气供应领域中的安全控制技术，具体的说，是涉及一种特气柜系统以及特气柜中钢瓶更换的检测方法。
背景技术：
特气柜用于为某些领域如半导体的生产供应特殊气体如易燃、易爆、有毒气体。本公司生产的特气柜如图I所示，其包括并联连接的主气路、备气路；还包括吹扫供气气路、抽真空气路；其中主气路包括钢瓶自带开关ESVL、主气路管道；主气路管道通过钢瓶接ロ与钢瓶连接，主气路管道上顺次设有气动开关AV2L、减压阀PRV1L、气动开关AV3L ;抽真空气路通过气动开关AV5L连接主气路；抽真空气路包括抽真空气路管道，所述抽真空气路管道上顺次设有气动开关AV6、单向阀CV、抽真空装置VGl ;其中抽真空装置VGl与气动 开关AV5L相连；所述备气路包括钢瓶自带开关ESVR，备气路管道；备气路管道通过钢瓶接ロ与钢瓶连接，备气路管道上顺次设有气动开关AV2R、减压阀PRV1R、气动开关AV3R ;所述主气路通过气动开关AV4L、气动开关AV4R与备气路相连；所述吹扫供气气路包括吹扫气路管道和稀释气路管道，为了简化设计，吹扫气路管道与稀释气路管道共用减压阀PRV、气动开关AVl ;所述吹扫气路管道通过手动阀MV2接主气路中的钢瓶的接ロ，通过手动阀MVlR接备气路中的钢瓶的接ロ ；稀释气路通过单向阀CVlL和气动开关AVlL接主气路中的钢瓶接ロ，通过单向阀CVlR和气动开关AVlR接备气路中的钢瓶接ロ ；图I中，有5个压カ检测点用于对相应位置进行压カ测试，从而判断系统阀门是否关闭可靠，或者特气是否即将用完；这5个压カ检测点的分布情况是主气路的钢瓶接ロ处的压カ检测点PT1L、主气路的减压阀PRVlL与气动开关AV3L之间的压力检测点PT2L、备气路的钢瓶接ロ处的压力检测点PT1R、备气路的减压阀PRVlR与气动开关AV3R之间的压カ检测点PT2R、吹扫供气气路的减压阀PRV与气动开关AVl之间的压力检测点PTN。当特气柜中钢瓶的气压不足时，需要更换新的钢瓶，而如何准确检测当前是否需要更换钢瓶，成为当前特气供应领域的ー项重点研究。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种特气柜中钢瓶的更换的检测方法，实现安全有效的更换钢瓶。本发明解决上述技术问题所采用的方案是特气柜中钢瓶更换的检测方法，应用于特气柜中，所述特气柜包括主气路、备气路、抽真空气路、吹扫供气气路；所述主气路与备气路并联；所述抽真空气路连接主气路；所述吹扫供气气路与主气路和备气路相连；所述主气路包括主气路钢瓶、主气路管道；所述主气路管道通过主气路钢瓶的接ロ与主气路钢瓶连接；在所述主气路管道上顺次设有主气路第一气动开关AV2L、主气路减压阀PRV1L、主气路第二气动开关AV3L ;所述备气路包括备气路钢瓶、备气路管道；所述备气路管道通过备气路钢瓶的接ロ与备气路钢瓶连接；在所述备气路管道上顺次设有备气路第一气动开关AV2R、备气路减压阀PRV1R、备气路第二气动开关AV3R ;在所述主气路钢瓶的接ロ处设有主气路第一压カ检测点PTlL ;在所述主气路减压阀PRVlL与主气路第二气动开关AV3L之间设有主气路第二压カ检测点PT2L ;在所述备气路钢瓶的接ロ处设有备气路第一压カ检测点PT1R，在所述备气路减压阀PRVlR与备气路第二气动开关AV3R之间设有备气路第二压力检测点PT2R ；其特征在干，该检测方法包括以下步骤a.检测主气路第一压カ检测点PTlL的压カ值是否大于设定值，如果大干，则进入步骤b，否则，进入步骤d;b.关闭备气路第一气动开关AV2R、备气路第二气动开关AV3R，开启主气路第一气动开关AV2L、主气路第二气动开关AV3L，进入步骤c ； C.检测主气路第二压カ检测点PT2L的压カ值是否大于设定值，如果大于，则返回步骤a，否则，判定当前需要更换备气路钢瓶，返回步骤a ；d.检测主气路第二压カ检测点PT2L的压カ值是否大于设定值，如果大于，则进入步骤e，否则，判定当前需要更换备气路钢瓶，返回步骤a ；e.关闭主气路第一气动开关AV2L、主气路第二气动开关AV3L，开启备气路第一气动开关AV2R、备气路第二气动开关AV3R，进入步骤f。该方案可以实现快速、准确检测钢瓶的压カ是否足够供气，在主气路钢瓶压カ不足时，切换至备气路钢瓶供气，保证生产需要的特气供应。进ー步，出于安全性考虑，在步骤a之前，还包括步骤a0.检测特气柜中有无泄漏、高温情况，如果有，则关闭所有气动开关，进行检查、维修，如果没有，则进入步骤a。本发明的另一目的，是提出一种特气柜控制系统，对各种监控信号进行采集，经过运算处理后发出相应指令，完成相应控制功能。该特气柜控制系统包括信号采集单元、输入信号调理单元、信号处理控制単元、输出信号调理单元、执行机构；通过输入信号调理单元连接信号处理控制単元；所述信号处理控制単元通过输出信号调理单元连接执行机构。在本系统中，所述信号采集单元用于对信号源进行采集，并将采集到的信号交由输入信号调理单元进行必要的依赖调理处理，经过依赖调理处理后的信号被送入信号处理控制単元，信号处理控制单元对信号进行数值分析、逻辑运算，根据运算结果作出相应决策，然后将决策命令送入输出信号调理单元进行必要的依赖调理处理，经过处理后的命令到达执行机构，执行机构根据命令执行相应动作。具体的，所述信号处理控制単元为单片机，所述信号采集单元包括模拟信号采集电路及数字信号采集电路，其中模拟信号采集电路包括第一传感器及模数转换模块，数字信号采集电路包括第二传感器。根据上述方案，模拟信号源可以通过第一传感器来采集，由于单片机处理的是数字信号，且单片机本身不具备模数转换功能，因此，对采集到的模拟信号经过信号调理后还需要送入模数转换模块进行转换，然后将转换得到的数字信号送入单片机进行处理；而对于数字信号源可以通过第二传感器采集，在经过信号调理后直接送入单片机进行处理。此外，还可以増加上位机，所述上位机与单片机相连，用于和单片机之间实现双向通讯接收单片机上传的现场数据并保存，或者由用户在上位机上完成參数设定或对执行机构的操作命令，下发给单片机。进ー步，所述信号处理控制单元还可以采用PC机，所述PC机中设置有PCI数据采集卡，所述PCI数据采集卡连接在PC机的PCI插槽上；所述信号采集单元包括传感器。由于在PCI数据采集卡上，有数目不同的模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道，其本身能完成对信号的采样、放大、保持及转换功能，因此，在本方案中的信号采集单元中不需要増加模数转换模块，可以直接采集各种信号源。本发明的有益效果是本发明的检测方法可实现快速、准确检测钢瓶的压カ是否足够供气，在主气路钢瓶压力不足吋，切换至备气路钢瓶供气，并提醒工作人员及时更换相应钢瓶，保证生产需要的特气供应；本发明中的控制系统可对特气柜中的器件工作状态进行监控，根据采集到的信号源数据进行运算，发出相应控制指令，完成相应控制功能。



图I为特气柜系统示意图；图2为本发明实施例中的钢瓶更换检测方法流程图；图3为本发明中的特气柜控制系统的ー个实施例对信号处理的框图；图4为本发明中的特气柜控制系统的另ー实施例对信号处理的框图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进ー步的描述。參见图1，本例中的钢瓶更换检测方法包括如下步骤I、为了保证安全性，首先对特气柜中有无泄漏、高温等意外情况进行检测，如果检测到，则关闭特气柜中所有的气动开关，立即进行检查、维修，直至没有这些情况出现，才进入步骤2 ;至于检测方式，可以通过压カ传感器来检测有无泄漏，通过温度传感器来检测有无高温，这里不再具体说明；2、检测主气路第一压カ检测点PTlL的压カ值是否大于设定值，如果大于，进入步骤3 ;否则，进入步骤5 ;如果PTlL的压カ值是否大于设定值，则说明钢瓶中气体压力足够，气源充足，能够充分向系统供给气体。3、关闭备气路第一气动开关AV2R、备气路第二气动开关AV3R，开启主气路第一气动开关AV2L、主气路第二气动开关AV3L，进入步骤4 ；4、检测主气路第二压カ检测点PT2L的压カ值是否大于设定值，如果大于，则返回步骤2继续检测，否则，判定当前需要更换备气路钢瓶，返回步骤2继续检测；如果PT2L的压カ值是否大于设定值，则说明特气柜出口处压力足够，能够向系统供给压カ适度的气体。5.关闭主气路第一气动开关AV2L、主气路第二气动开关AV3L，开启备气路第一气动开关AV2R、备气路第二气动开关AV3R，进入步骤6 ;系统由备气路供给气体。6.判定当前需要更换主气路钢瓶，返回步骤a继续检測。对于本发明中的特气柜控制系统而言，其需要采集的数据主要有管程压力、特气柜内温度、特气柜内是否有火焰、特气侦测信号，在这些信号中，部分为模拟量，部分为数字量；自动控制对象主要有气动阀、风阀、蜂鸣器等均为数字量。參见图3，本例中的特气柜控制系统包括信号采集单元、输入信号调理单元、信号处理控制単元、输出信号调理单元、执行机构及上位机；通过输入信号调理单元连接信号处理控制単元；所述信号处理控制単元通过输出信号调理单元连接执行机构；其中，信号采集単元包括模拟信号采集电路及数字信号采集电路，其中模拟信号采集电路包括第一传感器及模数转换模块，数字信号采集电路包括第二传感器；信号处理控制単元为单片机。其工作原理为由第一传感器对模拟信号源进行采集，由第二传感器对数字信号源进行采集，将采集后的信号送入输入信号调理单元进行必要的依赖调理处理，对于模拟信号，还需要送入模数转换模块进行AD转换，经过AD转换后的信号被送入单片机中，对于数字信号，在经过调理处理后，直接送入单片机中，由单片机进行分析、运算，根据运算结果作出相应控制决策，井下发控制命令，控制命令经过输出信号调理单元的依赖调理处理后到达执行机构，最后由执行机构根据控制命令执行相关动作(如控制阀门打开、关闭、蜂鸣 器报警等);上位机与单片机相连，用于和单片机之间实现双向通讯接收单片机上传的现场数据并保存，或者由用户在上位机上完成參数设定或对执行机构的操作命令，下发给单片机。參见图4，本例中的特气柜控制系统包括信号采集单元、输入信号调理单元、信号处理控制単元、输出信号调理单元、执行机构及上位机；通过输入信号调理单元连接信号处理控制単元；所述信号处理控制単元通过输出信号调理单元连接执行机构；其中，信号处理控制单元采用PC机，在PC机中设置有PCI数据采集卡，所述PCI数据采集卡连接在PC机的PCI插槽上；所述信号采集单元包括传感器。由于在PCI数据采集卡上，有数目不同的模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道，其本身能完成对信号的采样、放大、保持及转换功能，因此，在本方案中的信号采集单元中不需要増加模数转换模块，可以直接采集各种信号源。其工作原理为由传感器对各种信号源进行采集，采集后的信号被送入输入信号调理单元中进行必要的依赖调理处理，经过调理处理后的信号被PCI数据采集卡接收，并进行相应处理后，送入PC机的处理器中进行分析、运算，根据运算结果作出相应控制决策，井下发控制命令，控制命令经过输出信号调理单元的依赖调理处理后到达执行机构，最后由执行机构根据控制命令执行相关动作(如控制阀门打开、关闭、蜂鸣器报警等)。本发明中所述的PC机包括显示器、键盘等外设，便于用户完成參数设定或对执行机构的操作命令；本发明中所述的上述功能模块均属于成熟的现有技木，因此，在本发明中不再对其具体结构进行赘述。本发明要求保护的方案包括但不限于上述实施例，大凡有依赖于本发明的实质精神而做出的等同替换，皆在本发明的保护范围内。
权利要求
1.特气柜中钢瓶更换的检测方法，应用于特气柜中，所述特气柜包括主气路、备气路、抽真空气路、吹扫供气气路；所述主气路与备气路并联；所述抽真空气路连接主气路；所述吹扫供气气路与主气路和备气路相连；所述主气路包括主气路钢瓶、主气路管道；所述主气路管道通过主气路钢瓶的接口与主气路钢瓶连接；在所述主气路管道上顺次设有主气路第一气动开关(AV2L)、主气路减压阀(PRV1L)、主气路第二气动开关(AV3L);所述备气路包括备气路钢瓶、备气路管道；所述备气路管道通过备气路钢瓶的接口与备气路钢瓶连接；在所述备气路管道上顺次设有备气路第一气动开关(AV2R)、备气路减压阀(PRV1R)、备气路第二气动开关(AV3R);在所述主气路钢瓶的接口处设有主气路第一压力检测点(PTlL);在所述主气路减压阀(PRVlL)与主气路第二气动开关(AV3L)之间设有主气路第二压力检测点(PT2L);在所述备气路钢瓶的接口处设有备气路第一压力检测点(PT1R)，在所述备气路减压阀(PRVlR)与备气路第二气动开关AV3R之间设有备气路第二压力检测点(PT2R)； 其特征在于，该检测方法包括以下步骤 a.检测主气路第一压力检测点(PTlL)的压力值是否大于设定值，如果大于，则进入步骤b，否则，进入步骤d; b.关闭备气路第一气动开关(AV2R)、备气路第二气动开关(AV3R)，开启主气路第一气动开关(AV2L)、主气路第二气动开关(AV3L)，进入步骤c ； c.检测主气路第二压力检测点(PT2L)的压力值是否大于设定值，如果大于，则返回步骤a，否则，判定当前需要更换备气路钢瓶，返回步骤a ； d.检测主气路第二压力检测点(PT2L)的压力值是否大于设定值，如果大于，则进入步骤e，否则，判定当前需要更换备气路钢瓶，返回步骤a ； e.关闭主气路第一气动开关(AV2L)、主气路第二气动开关(AV3L)，开启备气路第一气动开关(AV2R)、备气路第二气动开关(AV3R)，进入步骤f ; f.判定当前需要更换主气路钢瓶，返回步骤a。
2.如权利要求I所述的特气柜中钢瓶更换的检测方法，其特征在于，在步骤a之前，还包括步骤 aO.检测特气柜中有无泄漏、高温情况，如果有，则关闭所有气动开关，进行检查、维修，如果没有，则进入步骤a。
3.特气柜控制系统，其特征在于，包括信号采集单元、输入信号调理单元、信号处理控制单元、输出信号调理单元、执行机构；通过输入信号调理单元连接信号处理控制单元；所述信号处理控制单元通过输出信号调理单元连接执行机构。
4.如权利要求3所述的特气柜控制系统，其特征在于，所述信号处理控制单元为单片机，所述信号采集单元包括模拟信号采集电路及数字信号采集电路，其中模拟信号采集电路包括第一传感器及模数转换模块，数字信号采集电路包括第二传感器。
5.如权利要求4所述的特气柜控制系统，其特征在于，还包括上位机，所述上位机与单片机相连，用于和单片机之间实现双向通讯接收单片机上传的现场数据并保存，或者由用户在上位机上完成参数设定或对执行机构的操作命令，下发给单片机。
6.如权利要求3所述的特气柜控制系统，其特征在于，所述信号处理控制单元采用PC机，所述PC机中设置有PCI数据采集卡，所述PCI数据采集卡连接在PC机的PCI插槽上；所述信号采集单元包括传感器 。
全文摘要
本发明涉及特气供应领域中的安全控制技术，其公开了一种特气柜中钢瓶更换检测方法检测主气路的第一压力检测点的压力值，如果大于规定的压力值，则关闭备气路上的气动开关，开启主气路上的气动开关，并继续判断主气路的第二压力检测点的压力值，如果也大于规定的压力值，则返回；否则，判定当前需要更换备气路钢瓶；在检测到第一压力检测到的压力值不能大于规定的压力值的情况下，则直接判断第二压力检测点的压力值是否大于规定的压力值，如果符合规定，则关闭主气路上的气动开关，开启备气路上的气动开关，判定当前需要更换主气路钢瓶；否则，判定当前需要更换备气路钢瓶。此外，本发明还公开了一种特气柜控制系统，适用于特气柜中。
文档编号G01M3/26GK102853263SQ20121031666
公开日2013年1月2日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者钟廷志, 崔永祥 申请人:成都爱德工程有限公司, 钟廷志