本发明专利技术提供了一种用于蒸汽取压管道的自动注水装置及控制方法，装置包括控制器、水箱、水泵、两位三通电磁阀、压力变送器及饶性软管，可实现从蒸汽取压管路排放口进行反向注水；控制方法通过装置结合最小二乘法和均方差对压力数据进行拟合计算和比较，区分各种工况并执行相应的注水流程，并最终完成对蒸汽取压管路的准确注水，注水过程分为自动注水和手动注水两种方式。控制方法区分出不带蒸汽压、带稳态蒸汽压、带规律性变化和无规律变化蒸汽压四种工况，并执行相应的注水流程，最终完成对蒸汽取压管路的准确注水。避免人员因注水而产生的高空作业，大大提高了安全性，加之其自动注水控制，从而实现对蒸汽取压管路注水的简便化和自动化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及自动注水装置控制领域，具体设及一种用于蒸汽取压管道的自动注水 装置及控制方法。
技术介绍
在工业生产过程中，常常使用压力变送器、孔板与差压变送器对蒸汽压力和流量 进行检测。运些检测方式需要使用导压管路将蒸汽压力引到压力或差压变送器的测压点， 如图1所示。由于蒸汽管道经常布置在很高的地方，而压力或差压变送器又为了维护方便 被放置于地面，所W蒸汽的导压管路常常需要从高空引至地面，取压口、冷凝容器等位于高 空，而变送器、排放阀等位于地面。由于蒸汽在导压管路中常常会冷凝成水并在管道内形成 水柱，而水柱的重力会影响压力检测，而且高溫的蒸汽也不允许直接通入到压力或差压变 送器的测压点，所W-般要求对导压管路进行注水，并注水至管路水位出现溢流的最高点 (一般是在冷凝容器的导压口）。 目前常用的注水方式是人工携带水从地面爬到高空作业区，从冷凝容器顶部的注 水口灌水；或者是利用蒸汽逐步冷凝成水的过程等待其冷凝水到达容器导压口。前者操作 麻烦且危险性高；后者等待时间太长，影响测量过程。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对蒸汽管路注水中所存在的问题和弊端，提供一 种用于蒸汽取压管道的自动注水装置及控制方法，实现从蒸汽取压管路排放口进行反向注 水；注水过程分为自动注水和手动注水两种方式，实现对蒸汽取压管路注水自动化，提高安 全性。 阳〇化]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是： 一种用于蒸汽取压管道的自动注水装置，包括控制器、水箱、水累、两位=通电磁 阀、压力变送器及饶性软管，水箱的注水口与水累连接，水累与两位=通电磁阀的进介质端 连接，两位=通电磁阀的一个出介质端经压力变送器与绕行软管连接，两位=通电磁阀的 另一个出介质端接至水箱的回水口；所述控制器用于通过控制两位=通电磁阀换向来控制 水累的注水动作、获取压力变送器采集的压力数据、数据记录及处理。 按上述方案，所述控制器包括控制处理单元和用于人机交互的触摸屏，所述控制 处理单元采用ARM处理器，ARM处理器中设置有用于计时的定时器T。 按上述方案，所述水累与两位=通电磁阀的进介质端之间还设置有压力开关，水 箱上设置有液位计，压力开关与水累之间、液位计与水累之间均设有保护连锁。 本专利技术还提供了一种该装置的控制方法，结合最小二乘法和均方差计算对压力数 据进行拟合计算和比较，区分各种工况并执行相应的注水流程，并最终完成对蒸汽取压管 路的准确注水，控制方法包括如下步骤： 结合最小二乘法和均方差对压力数据进行拟合计算和比较，区分各种工况并执行 相应的注水流程，并最终完成对蒸汽取压管路的准确注水，注水过程分为自动注水和手动 注水两种方式，自动注水方式下控制方法具体包括如下步骤： S1、控制器启动定时器T计时，并获取压力变送器实测压力，根据所建立的时间和 压力的数组{(ti，Pi)Ii= 1，2,…，N}，计算前T1时间压力数据的均方差0，通过判断均方 差0大小将注水工况区分为不带蒸汽压或带稳态蒸汽压状态，带规律性变化蒸汽压或无 规律变化蒸汽压状态两个类别； S2、如果判断注水工况处于不带蒸汽压或者带稳态蒸汽压状态时，控制器启动连 续注水模式，使两位=通电磁阀得电，通过水累将水箱中的水持续注入到取压管路中，并计 算得到实时的压力变化率e(t);在连续T2时间内，控制器判断e(t+l)>e(t)或e(t)<0 是否成立，如果成立，则返回到步骤Sl，并重新判断注水工况；如果不成立，则继续在连续 T2时间内，判断e(t) =0是否成立；如果e(t) =0不成立，控制器连续注水；如果e(t) =0成立，说明水位已经到达溢流点附化则控制器停止连续注水，而启动点动注水模式； S3、启动点动注水模式，控制器使两位=通电磁阀得电，向取压管道注水，定时器 T计时T1时间后，再使两位=通电磁阀失电，停止注水；控制器计算T1时间段前后的压力 变化AP;此后，定时器T再计时T1时间后，计算此段T1时间压力数据的均方差0 ;如果 Ap<〇或0《5,则返回到步骤S1，并重新判断注水工况；如果Ap=〇,则自动注水过程结 束； S4、如果判断注水工况处于带规律性变化蒸汽压或无规律变化蒸汽压状态时，控 制器使定时器T计时到第（n+3) *T1秒，n= 1，2,…，N，再根据时间和压力的数组{(ti，Pi)Ii =1,2,…，N}，计算第（n-l)*Tl~（n+l)*Tl秒、第n*Tl~（n巧)*T1 秒、第（n+l)*Tl~ (n+3) *T1秒最小二乘法拟合的3个线性函数，再计算3个线性函数自变量斜率的均方差，此 过程往复进行（通过n自加1往复进行），直至均方差《1，说明蒸汽压呈现规律性变化，控 制器启动连续注水模式； S5、开启连续注水模式后，控制器继续计算并监测（n-l)*Tl~（n+l)*Tl秒由最小 二乘法拟合的线性函数的自变量斜率，如果斜率数值出现连续的两次下降，则判断取压管 道中的水已到达溢流点，随即停止连续注水；否则，继续注水； S6、停止连续注水后，定时器T还继续计时T1时间，控制器记录T1时间内压力，计 算最小二乘法拟合的线性函数，并计算得到第2. 5*T1时间时刻预测压力值化，即第2*T1~ 3*T1时间段的预测压力平均值；随即启动点动注水模式，控制器向取压管道注水T1时间， 此时定时器T再计时T1时间，控制器计算得到运段第2*T1~3*T1时间段内的压力平均值 Pb，如果化<Pb，需要再次点动注水；反之，停止注水。 按上述方案，所述T1设置为4~6s，T2设置为1~3s。 按上述方案，在自动注水方式的连续注水和点动注水模式下，如操作人员无法等 待判断过程，切换至手动注水方式，手动注水方式下控制方法如下： S7、操作人员通过控制器的触摸屏操作水累和两位=通电磁阀的启停开闭，控制 器在手动注水过程中，实时计算压力平均值、拟合的最小二乘线性函数自变量斜率，绘制压 力、压力均值及函数斜率曲线，并显示在触摸屏上，供操作人员参考。 按上述方案，所述步骤S1中，当均方差0《5时，将注水工况区分为不带蒸汽压 或带稳态蒸汽压状态，当均方差将0巧时，将注水工况区分为带规律性变化蒸汽压或无规 律变化蒸汽压状态。 本专利技术的有益效果：设计的自动注水装置，可实现从蒸汽取压管路排放口进行反 向注水，而且该装置结合最小二乘法和均方差计算对压力数据进行拟合计算和比较，区分 出不带蒸汽压、带稳态蒸汽压、带规律性变化和无规律变化蒸汽压四种工况，并执行相应的 注水流程，并最终完成对蒸汽取压管路的准确注水。避免人员因注水而产生的高空作业，大 大提高了安全性，加之其自动注水控制，从而实现对蒸汽取压管路注水的简便化和自动化。【附图说明】 图1为与本专利技术自动注水装置与用于蒸汽取压管道配合工作的结构示意图； 图中：1-控制器；2-水箱；3水累；4-两位S通电磁阀；5-压力变送器；6-饶性软 管；7-压力开关；8-液位计； 图2是本专利技术自动注水装置自动注水方式下的控制流程图。【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。 如图1所示，本专利技术所述的用于蒸汽取压管道的自动注水装置，包括控制器1、水 箱本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于蒸汽取压管道的自动注水装置，其特征在于：包括控制器、水箱、水泵、两位三通电磁阀、压力变送器及饶性软管，水箱的注水口与水泵连接，水泵与两位三通电磁阀的进介质端连接，两位三通电磁阀的一个出介质端经压力变送器与绕行软管连接，两位三通电磁阀的另一个出介质端接至水箱的回水口；所述控制器用于通过控制两位三通电磁阀换向来控制水泵的注水动作、获取压力变送器采集的压力数据、数据记录及处理。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，强健，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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