基于物联网技术的燃气阀门远程控制系统的研究

马斌

摘要：当前，我国经济飞速发展，人们的生活水平日益提高，对于燃气的需求量也是与日俱增。燃气阀门的泄露容易造成火灾的发展，火灾是指在空间以及时间上失去控制的燃烧所发生的灾害。对于人们的生命财产安全有重大的威胁。面对我国经济高质量发展的内在要求，燃气企业进行数字化转型、智能化发展、智慧化发展已势在必行。近年来，我国相继出台《全国安全生产专项整治三年行动计划》、《经营者反垄断合规指南》等政策文件，对高速发展下的城市燃气行业的市场监管和安全管控提出更高的质量要求。本文主要对基于物联网技术的燃气阀门远程控制系统进行研究，详情如下。

关键词：物联网技术;燃气阀门;远程控制系统

引言

物联网+大数据+人工智能+5G+北斗等新兴技术的应用，生产运营和工程建设的管理创新，燃气行业改革发展模式、商业运营模式、业务运行模式、组织机构模式等方面的革新，在客户管理、资产完整性管理、工程建设全生命周期管理、维抢修与应急管理、领导决策与战略管理等方面，由传统的信息化和网络化向产业的数智化发展的工作方式发生了巨大转变。智慧燃气具有以下特征：1）数据采集的高度自动化：业务数据直接从智能设备、自控系统和信息系统自动采集获取。2）分析预测的高度模型化：通过仿真预测、数据挖掘技术进行定量分析计算。3）业务处理的高度程序化：日常业务通过智能设备、机器人和信息系统中的程序规则自动处理。4）决策制定的高度智能化：决策制定过程中充分利用机理模型和数据驱动，进行全局资源优化，对决策执行过程进行实时评估和反馈。智慧燃气的实现需要信息化、网络化、自动化、数字化、智能化等技术作为支撑，包括云計算、大数据、物联网、人工智能、计算机仿真、区块链、信息安全等，这些前沿技术需要与燃气业务运行紧密结合、融合创新，才能有效助力传统天然气公司转型成为智慧燃气企业。

1物联网技术

物联网技术最早源于传媒领域的发展，第三次信息科技革命为它的产生提供了契机。物联网在广义上指代的是某些信息传感的设备，根据一些具体的协议规定，实现物体与网络的有机结合，此外物体依靠信息的传播媒介来达到信息之间的交换和通信，进而有效地实现科技化的认定、跟踪和进行监督等功能，其作用相当于传感网。它的主要原理是通过利用对物体之中植入特定的芯片，然后将各式各样的事物通过一条网络进行有序的连接，进而达到物物相连的创新型互联网状态。物联网广泛存在于人们的生活当中，人们可以通过它进行随时随地的信息交换，并且不受时间和空间的约束，它实现了为人们真正高效的信息服务。

2基于物联网技术的燃气阀门远程控制系统应用

2.1TensorFlow在燃气管道闸阀泄漏诊断中的应用

基于物联网技术的燃气阀门远程控制系统应用之一是TensorFlow在燃气管道闸阀泄漏诊断中的应用。阀门作用是控制管道内流体的流动，保障管路设备的正常运行。虽然阀门泄漏事故只占管道泄漏事故的8%～15%，但是经阀门泄漏的流量会占到总泄漏流量的50%。因此，在不停止阀门运行的前提下对阀门故障程度进行有效的判断，有利于减轻为检测泄漏故障所耗费的人力、物力、财力，提高整体工作效率，避免重大安全事故的发生。目前国内外有多种方法使用神经网络来诊断阀门的故障。如利用人工神经网络分析核电站的止回阀位置并进行诊断;采取一种简化模型计算数据与故障模型之间差异程度，识别出阀门的故障种类。以上几种管道阀门泄漏模式识别方法与传统人工检测方法相比，故障识别准确率得到提升。

2.2声发检测在阀门内漏中的应用

基于物联网技术的燃气阀门远程控制系统应用之二是声发检测在阀门内漏中的应用。阀门内漏声发射检测技术对阀门的要求较低，且具有操作简单、检测快速、成本低、污染低等特点，是当前阀门内漏主要的检测手段。通过测试预定缺陷闸阀的声泄漏识别，获取参数特征，确定特征参数与阀门设备的关系，为阀门泄露检修提供参考依据。于阀门泄漏的声发射检测的基本原理就是经过对泄露过程中液体与气体产生的辐射噪声收集，并通过声信号的特征来分析阀门是否存在泄露情况。Workbench是指在产品研发过程中所开发实施的仿真协同环境，其主要是运用多学科异构CAE技术集成，并运用计算机辅助的集成仿真系统。基于网络的虚拟仿真团队，用于基于数字虚拟样机实现产品开发的并行仿真和远程仿真。用于模拟的软件是an sys workbench模块，an sys workbench模块的流动部分通过对流体速度场和压力场的分析，可以对流体的流动进行数值模拟，并接收阀门的相关信息。通过工作台上的集成DM建模软件对DN80闸阀建模，可视化缺陷l mm，然后划分整个模型的网格，并在阀门开口处压缩网格，以更精确地模拟通过阀门的气流。这两个节流点明显增加了泄漏率，内壁的速度明显较高，并且在当前的液体流动中形成了一些漩涡。经过全面分析，选择靠近框架的阀门下游流量作为传感器接合位置，适用于声发射信号的检测。但是，为了获得更好的控制变量，每个阀门传感器的接合位置应相同。

2.3远程监控系统设计

基于物联网技术的燃气阀门远程控制系统应用之三是远程监控系统设计。远程服务器端的远程监控系统主要实现燃气钢瓶充装信息的监管、燃气钢瓶定位、路径规划推荐等功能，便于动态管理。本监控系统包括用户登录、用户信息管理、钢瓶信息管理、钢瓶路径跟踪四个功能模块。钢瓶信息管理模块在输入钢瓶编号后可以显示钢瓶所在位置的经度和纬度、钢瓶充装燃气次数、充装人员姓名、每次充装时间和充装地点信息。钢瓶路径跟踪模块在输入待跟踪钢瓶的编号以及跟踪点的经度和纬度数据后，加载电子地图数据信息便可以生成对应最短路径，并显示电子地图。电子地图是利用计算机技术以数字方式来储存空间信息和属性信息的图像，具有很强的可视化特性。

结语

随着我国大力实施绿色低碳的发展战略，燃气行业的规模体量正处于高速上升期，与此同时，国民经济发展、人民生产生活需要及城乡统筹发展对燃气行业的安全性可靠性要求越来越高，

参考文献

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