CN102563168A - 一种多气路气体压力远程控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多气路气体压力远程控制系统，包括多个压力传感器节点、分别安装在多个被控制气路中且对各气路中的气体压力进行同步调整的多个压力控制单元和布设在远程数据监控中心内的监控主机，多个压力传感器节点和多个压力控制单元均沿多个被控制气路内的气体流向进行布设；压力传感器节点包括压力传感器、数据处理模块、对压力传感器节点的相关工作参数进行控制调整的工作参数调整模块、无线通信模块和供电模块。本发明设计合理、安装布设方便、操作简便且性能可靠、使用效果好，能将气路内的实际压力信息以无线网络方式告知监控主机，监控主机再相应发送监控指令并通过压力控制单元实现阀门开关量的远程控制。

Description

一种多气路气体压力远程控制系统

技术领域

本发明属于气体压力远程控制技术领域，尤其是涉及一种多气路气体压力远程控制系统。

背景技术

现有工业化生产正在向自动化迈进，自动化不仅高效，还节省人力物力。而在国内一些中小型企业生产实际过程中，仍然没有达到全面自动化的目标，这会带来一系列问题，比如生产出来的产品性能不稳定，工艺过程无法达到精确控制等。而在企业生产过程中的控制环节主要是温度、压力、流量等参数控制，因此在生产车间会使用到很多仪表，用以指示管道内物质的各项指标。如何对生产工艺参数进行实时监控关系到企业生产过程是否稳定，而中小型企业的做法是安装温度、压力等仪表直接显示数据，人工现场采集记录数据，工人凭经验进行现场操控。这样的做法达不到自动化、高效和精确控制的目的，还要耗费大量的人力物力，成本很高，不利于企业开发出成熟的产品生产工艺。因此，自动化程度越高，意味着产品生产效率越高，生产工艺越成熟、产品越稳定。在生产工业参数控制过程中最重要的就是对压力的控制，对压力参数的实时采集、实时传输和实时控制将会对企业生产实现自动化提供重要的技术支持。对于涉及多气路的气体压力控制来说，人工监控已远不能满足生产需要，若采用大量传感器进行有线监控，将会使整个控制监控系统布线十分复杂，一旦发生故障维修麻烦，影响系统工作，系统成本也比较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多气路气体压力远程控制系统，其设计合理、安装布设方便、操作简便且性能可靠、使用效果好，能将气路内的实际压力信息以无线网络方式告知监控主机，监控主机再相应发送监控指令并通过压力控制单元实现阀门开关量的远程控制。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多气路气体压力远程控制系统，其特征在于：包括分别安装在多个被控制气路中的多个压力传感器节点、分别安装在多个被控制气路中且对各气路中的气体压力进行同步调整的多个压力控制单元和布设在远程数据监控中心内的监控主机，所述监控主机与多个所述压力传感器节点和多个所述压力控制单元之间均以无线通信方式进行双向通信，多个所述压力传感器节点和多个所述压力控制单元均沿多个所述被控制气路内的气体流向进行布设；所述压力传感器节点包括对被控制气路中的气体压力进行实时检测的压力传感器、对压力传感器所检测信号进行分析处理的数据处理模块、与数据处理模块相接且对压力传感器节点的相关工作参数进行控制调整的工作参数调整模块、与数据处理模块相接的无线通信模块和为各用电单元进行供电的供电模块，所述压力传感器与数据处理模块相接，所述压力传感器、数据处理模块、工作参数调整模块和无线通信模块一均与供电模块相接，所述数据处理模块通过无线通信模块一与监控主机进行双向通信；所述压力控制单元包括压力调节控制模块、由压力调节控制模块进行控制调整的压力控制阀和与压力调节控制模块相接的无线通信模块二，所述压力调节控制模块与压力控制阀相接，且压力调节控制模块通过无线通信模块二与监控主机进行双向通信。

上述一种多气路气体压力远程控制系统，其特征是：所述无线通信模块一和无线通信模块二均为无线射频收发模块且所述无线射频收发模块上接有GSM网络通信模块，所述无线射频收发模块上接有收发天线，所述数据处理模块和压力调节控制模块均通过所述GSM网络通信模块和GSM网络服务器与监控主机进行双向通信。

上述一种多气路气体压力远程控制系统，其特征是：所述供电模块为可充电电池。

上述一种多气路气体压力远程控制系统，其特征是：所述数据处理模块为ARM微处理器。

上述一种多气路气体压力远程控制系统，其特征是：还包括与监控主机相接且由监控主机进行控制的告警提示单元。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、体积小，便于安装、维护方便且性能可靠。

2、实现方便且数据传输速度快、功能完善。

3、无线传感器节点采用模块化设计，且采用低功耗芯片，因而传感器节点的生存期较长。

4、数据检测方便且传输方便，能对多气路进行智能远程控制。

5、使用效果好，能将气路内的实际压力信息以无线网络方式告知监控主机，且监控主机再相应发送监控指令并通过压力控制单元实现阀门的开关量的远程控制，最终达到控制气路内气体压力的目的。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图。

附图标记说明：

1-压力传感器节点；     1-1-压力传感器；      1-2-数据处理模块；

1-3-工作参数调整模块； 1-4-无线通信模块一；  1-5-供电模块；

2-压力控制单元；       2-1-压力调节控制模    2-2-压力控制阀；

                       块；

2-3-无线通信模块二；   3-监控主机；          4-收发天线；

5-告警提示单元。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括分别安装在多个被控制气路中的多个压力传感器节点1、分别安装在多个被控制气路中且对各气路中的气体压力进行同步调整的多个压力控制单元2和布设在远程数据监控中心内的监控主机3，所述监控主机3与多个所述压力传感器节点1和多个所述压力控制单元2之间均以无线通信方式进行双向通信，多个所述压力传感器节点1和多个所述压力控制单元2均沿多个所述被控制气路内的气体流向进行布设；所述压力传感器节点1包括对被控制气路中的气体压力进行实时检测的压力传感器1-1、对压力传感器1-1所检测信号进行分析处理的数据处理模块1-2、与数据处理模块1-2相接且对压力传感器节点1的相关工作参数进行控制调整的工作参数调整模块1-3、与数据处理模块1-2相接的无线通信模块1-4和为各用电单元进行供电的供电模块1-5，所述压力传感器1-1与数据处理模块1-2相接，所述压力传感器1-1、数据处理模块1-2、工作参数调整模块1-3和无线通信模块一1-4均与供电模块1-5相接，所述数据处理模块1-2通过无线通信模块一1-4与监控主机3进行双向通信。所述压力控制单元2包括压力调节控制模块2-1、由压力调节控制模块2-1进行控制调整的压力控制阀2-2和与压力调节控制模块2-1相接的无线通信模块二2-3，所述压力调节控制模块2-1与压力控制阀2-2相接，且压力调节控制模块2-1通过无线通信模块二2-3与监控主机3进行双向通信。本实施例中，本发明还包括与监控主机3相接且由监控主机3进行控制的告警提示单元5。

本实施例中，所述无线通信模块一1-4和无线通信模块二2-3均为无线射频收发模块且所述无线射频收发模块上接有GSM网络通信模块，所述无线射频收发模块上接有收发天线4，所述数据处理模块1-2和压力调节控制模块2-1均通过所述GSM网络通信模块和GSM网络服务器与监控主机3进行双向通信。所述供电模块1-5为可充电电池。所述数据处理模块1-2为ARM微处理器。

实际使用过程中，将压力传感器节点1和压力控制单元2安装在待检测气路中并将压力控制阀2-2调至全闭状态，随后打开压力传感器节点1与监控主机3，且通过监控主机3设定各气路中压力传感器节点1的工作参数，包括数据采集时间间隔、压力报警上下限和压力设定值等，并向各压力传感器节点1和压力控制单元2发送远程控制指令且各压力传感器节点1进入工作状态，压力传感器节点1开始对气路中的气体压力进行实际测量，并返回测量值至监控主机3，监控主机3将搜集到的数据与设定控制值进行比较，根据两者的差别生成控制程序，并发送至各压力控制单元2，以对压力控制阀2-2的开关量进行远程调节。在此过程中，各压力传感器节点1不断发送检测数据到的监控主机3，当压力数据与设定值接近时，监控主机3发出慢速调节命令，压力控制单元2以较慢的速度调节压力控制阀2-2的开启速度，直至气路压力达到要求；随后监控主机3记录下此次压力调节曲线和所需的开关量大小与能达到的压力值，生成调节程序并储存；(在每次对压力进行调控活动中，监控主机3都会储存开关量与压力实际大小的对应值，作为下一次设定压力时的控制程序，给出开关量的合适值至压力控制单元2，以达到快速调节、智能调节和精确控制的目的。也可事先在监控主机3设定好压力调节程序即压力控制曲线，按此程序调节压力阀的开启，达到程序化控制的目的)。气路压力调节结束后，压力控制单元2进入休眠模式。各压力传感器节点1进入省电模式，压力传感器1-1根据设定数据采集时间间隔实时采集和发送测得的压力值，当发现实际压力大小偏离设定值时，则发出报警铃声，以提醒工作人员注意，同时监控主机3启动压力调节程序，重复上述过程，对气路中的压力进行调节，达到稳定气路气体压力的目的。

综上，在待监控气路上按照气体流向依次安装压力控制单元2和压力传感器节点1，调节压力控制阀2-2至全闭状态，打开监控主机3并设定好各路压力传感器节点1的工作参数后，发出调节命令，各路气体的压力控制单元2进入工作状态，压力传感器1-1按设定时间间隔检测气路气体压力数据并及时发送至监控主机3，监控主机3对各种数据进行分析处理，发出相应的压力调节命令，直至达到要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种多气路气体压力远程控制系统，其特征在于：包括分别安装在多个被控制气路中的多个压力传感器节点(1)、分别安装在多个被控制气路中且对各气路中的气体压力进行同步调整的多个压力控制单元(2)和布设在远程数据监控中心内的监控主机(3)，所述监控主机(3)与多个所述压力传感器节点(1)和多个所述压力控制单元(2)之间均以无线通信方式进行双向通信，多个所述压力传感器节点(1)和多个所述压力控制单元(2)均沿多个所述被控制气路内的气体流向进行布设；所述压力传感器节点(1)包括对被控制气路中的气体压力进行实时检测的压力传感器(1-1)、对压力传感器(1-1)所检测信号进行分析处理的数据处理模块(1-2)、与数据处理模块(1-2)相接且对压力传感器节点(1)的相关工作参数进行控制调整的工作参数调整模块(1-3)、与数据处理模块(1-2)相接的无线通信模块(1-4)和为各用电单元进行供电的供电模块(1-5)，所述压力传感器(1-1)与数据处理模块(1-2)相接，所述压力传感器(1-1)、数据处理模块(1-2)、工作参数调整模块(1-3)和无线通信模块一(1-4)均与供电模块(1-5)相接，所述数据处理模块(1-2)通过无线通信模块一(1-4)与监控主机(3)进行双向通信；所述压力控制单元(2)包括压力调节控制模块(2-1)、由压力调节控制模块(2-1)进行控制调整的压力控制阀(2-2)和与压力调节控制模块(2-1)相接的无线通信模块二(2-3)，所述压力调节控制模块(2-1)与压力控制阀(2-2)相接，且压力调节控制模块(2-1)通过无线通信模块二(2-3)与监控主机(3)进行双向通信。

2.按照权利要求1所述的一种多气路气体压力远程控制系统，其特征在于：所述无线通信模块一(1-4)和无线通信模块二(2-3)均为无线射频收发模块且所述无线射频收发模块上接有GSM网络通信模块，所述无线射频收发模块上接有收发天线(4)，所述数据处理模块(1-2)和压力调节控制模块(2-1)均通过所述GSM网络通信模块和GSM网络服务器与监控主机(3)进行双向通信。

3.按照权利要求1或2所述的一种多气路气体压力远程控制系统，其特征在于：所述供电模块(1-5)为可充电电池。

4.按照权利要求1或2所述的一种多气路气体压力远程控制系统，其特征在于：所述数据处理模块(1-2)为ARM微处理器。

5.按照权利要求1或2所述的一种多气路气体压力远程控制系统，其特征在于：还包括与监控主机(3)相接且由监控主机(3)进行控制的告警提示单元(5)。

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