柳丽萍
浙江省特种设备科学研究院， 浙江 杭州 310000
摘要：用物联网方式对压力容器进行日常监管，可以做到对压力容器的运行状况进行实时的远程监测，随时掌握压力容器的运行状态是否存在异常提高使用单位维护保养时的工作效率，降低维护成本，真实掌握压力容器的运行状态，方便质检和安监部门的监督和核查。
关键词：压力容器；物联网；监管
1物联网压力容器监控机制的重要性
经济和社会的长足进步与发展不能以摧毁人类的基本生存条件为代价。如果我们对传统的监管模式的危险性没有一个足够的认识，不能及时改变价值观念、调整发展方向，压力容器的安全监管不会取得突破性的进步。有效利用资源与保护自然环境是经济可持续发展的基础，能不断创造价值赋予经济发展不竭的动力。传统的压力容器监管模式需要大量的人力和物力去对压力容器的运行进行安全管理，显然已经不适应当前社会经济发展的需要，而这种运用物联网对压力容器监管的方式，使得信息经济与知识经济可以超越更多物质实体的限制，提供更多的的创新机会和更大的创造空间，也为政府部门决策压力容器的管理提供了更有利的信息。运用物联网技术对压力容器进行安全监管使人们摆脱了基于互联网的信息产业的束缚，在物联网的技术和应用背景下，监察人员只需通过在任何一台能够连接Internet的掌上电脑上就能获取当前压力容器的运行信息，为压力容器的安全性运行提供了实时的参考数据。因此，运用物联网对压力容器进行安全监管是信息经济和知识经济的重要表现方式。
2物联网技术应用在压力容器设备管理中的设计与分析
目前，特种设备中，由于各自不同的特点，电梯运行安全物联网系统最受关注，已经得到了广泛的研究和应用。采用传感器进行日常监控和管理的压力容器主要集中在装载危化品的压力容器和低温液化气体储罐，一般压力容器开展得并不普遍。压力容器的检验检测工作专业性较强，随着经济的发展，其数量不断增加，技术不断进步，结构也越来越复杂，压力容器一线检验力量配备、检验人员素质能力等与检验工作不相适应的矛盾日益突出。虽然检验部门在检验周期内都对压力容器进行检测，但检测的只是设备当时的情况，并不能保证后期设备一直正常使用。从实际情况来看，每年压力容器的事故还是时有发生。随着物联网技术的日益广泛应用，运用技术手段对压力容器进行监控与管理成为可能。利用物联网技术对压力容器的监控，不仅可以做到故障报警，还能够实现故障的预警功能，将事故消除在萌芽阶段。物联网压力容器监控系统由数据采集、传输终端和远程监控管理平台三部分组成。
3数据采集系统
在众多的压力容器检验检测或者监控的方法中，我们可以采用衍射时差法超声法(TOFT)来时时检测压力容器的裂纹和腐蚀情况，采集所需要的缺陷数据，但是考操控性而言，衍射时差超声法需要值班人员不停止的对压力容器进行现场监控，且操作复杂的特点，对于推广压力容器的实时监测而言较难完成，综合考虑，我们可以考虑利用多种传感器来采集物联网监控的实时数据。由于影响压力容器发生事故的参数主要为温度、压力、内外部介质、壁厚，压力容器材料内应力等，因此我们可以对压力容器的数据采集用多种传感器来获得。在压力容器项部安装气压传感器，监控压力容器实时压力数据，因为多数正常操作情况下，容器顶部可能出现的最高压力，相应的设计温度一起作为设计载荷条件，《压力容器安全技术监察规程》中规定，压力容器的设计压力不得低于最高工作压力，当工作压力超过最高工作压力时，容器上的安全装置才会采取动作。同时在压力容器内壁安装温度传感器，监测压力容器运行过程中温度的变化。根据压力容器内部介质状态的不同可以选择不同的浓度传感器监测内部介质。
液体的特性往往与产品的其他特性如颜色，密度，稳定性，固体成分含量和分子量的改变有关系，而检测这些特性的最方便和灵敏的方法就是在线检测液体的浓度和粘度。在生产过程中，根据工艺要求的范围进行在线浓度和粘度检测，用价钱低廉的可视液体浓度传感器可以得到液体流变行为的数据，从而判断压力容器内部介质是否残余了过多的其他杂质。
4数据传输系统
物联网压力容器监控系统采用GSM/GPRS相结合的方式。GSM(global system for mobile communication)是一种无线数字蜂窝通信网络规范，我国GSM移动通信网具有很多优点，如提供语音业务、短信、传真等通信业务的能力。其中，短信功能具有覆盖范围广、投入成本低、可靠性较好等诸多优点，GPRS(General Packet Radio Service),它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务，可以帮助我们实现在任何时间、任何地点都能快速方便地连接互联网，其按流量计费的并支持无线方式的分组包交换功能很好的满足了低压配电网数据传输的需求，因此，利用GPRS/GSM相结合的网络无线数据通信方法，不但能很好的适应目前的网络通信需求，还能保证数据传输的及时性和准确性，最大的优点在于，他能大大降低系统运行的费用。当压力容器启动后，数据采集系统开始采集现场数据，并随时响应通信控制器的通信请求，将实时采集到的数据发往通信控制器。当需要与监控中心进行数据传输时，使用请求指令通过GPRS moden向监控中心发送连接请求，并将本地通讯控制器的ID等信息封装成数据包形式一起发送到监控中心，经监控中心验证是属于监控范围内的压力容器信息后，监控中心发送一个允许连接的请求信号，监控站点收到这个信号后，再返回一个确认帧，这样监控中心与监控站点通过GPRS和Internet之间建立了数据传输通道。监控站点将采集到的实时信息按照设定的格式统一封装成数据包格式发送至监控中心，数据发送完毕后，自动断开与监控中心的连接，释放线路，如果通讯服务器的ID信息不是在监控范围内的压力容器，监控中心拒绝连接，并发送一个拒绝连接的请求，监控站点收到拒绝请求的信息后，断开连接。
5远程监控管理平台
数据采集传输终端将采集到压力容器的数据封装成统一的数据格式通过无线通信网络传输至远程监控管理平台，监控平台接受到数据包后根据唯一的注册代码，把传输过来的压力、温度、介质等参数与数据库中的最高允许使用压力、温度等进行对比，若出现异常情况时，可拨打事先设立在紧急通讯号码，或者发送短信给指定的手机，报告压力容器出现异常，以实现故障报警功能。远程监控管理平台不但是一个智能化的压力容器故障报警和记录系统，最重要的是它具备网络远程管理功能。系统运用先进的数据采集手段对设备的运行参数进行实时采集、记录分析，使监察人员无论何时何地都通过计算机、手机、PDA等数据查询终端对监控范围内的压力容器进行实时监测，对运行数据进行远程查询统计和异常信息的分析、处理等。
结束语
检验检测是压力容器安全监察的基础，是提高政府监督的质量和效率的重要保证。多年的实践表明，压力容器的安全涉及设计、生产、安装、使用、维修、检验检测全过程，实施压力容器全过程的安全监察是保证设备安全行之有效的手段。对压力容器监管方式的研究有助于提高对压力容器管理水平和检验机构的检验效率，更有效的保障压力容器运行的安全性。
参考文献：
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