CN104035419A - 一种阀门远程控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种阀门远程控制系统，包括：阀门；用于阀门远程操作和状态监测的上位机，设置在阀门外；用于上位机控制的微控制系统，设置在阀门上，控制阀门的驱动机构；用于上位机和微控制系统通信的电力载波通信模块，与上位机和微控制系统电连接；以及用于检测阀门状态的信号采集模块，与微控制系统电连接；微控制系统接收到上位机发出的指令后，控制信号采集模块采集阀门的状态，且根据阀门的状态发出控制阀门驱动机构的指令。本发明中的阀门远程控制系统，自动化管理，安全性强，反应速度快，节约劳动成本。此外，在外界温度较低时，提高了阀门远程控制系统的灵活性。

Description

一种阀门远程控制系统

技术领域

本发明涉及阀门控制领域，特别是指一种阀门远程控制系统。

背景技术

目前为各种管道提供在线监测、自动控制的阀门远程管理系统，即通过有线、无线信号传输到指定的管理平台上，通过管理平台的自动分析使其对管道实施24小时的在线监测及管理，降低因管道泄漏的安全隐患，加快因管道泄漏后快速关闭管道内的物体使其减少管道泄漏造成的人员伤亡及环境污染。但是，现有的阀门远程控制系统存在安全性差、反应慢。此外，在外界温度较低时，阀门远程控制系统不灵活的问题。

发明内容

本发明提出一种阀门远程控制系统，解决了现有技术中阀门调节安全性差、反应慢的问题。此外，还解决了阀门远程控制系统在外界温度较低时不灵活的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种阀门远程控制系统，包括：阀门；

用于阀门远程操作和状态监测的上位机，设置在阀门外；

用于上位机控制的微控制系统，设置在阀门上，控制阀门的驱动机构，与所述上位机通信；

用于所述上位机和微控制系统通信的电力载波通信模块，与所述上位机和微控制系统电连接；以及

用于检测所述阀门状态的信号采集模块，与所述微控制系统电连接；

所述微控制系统接收到所述上位机发出的指令后，控制所述信号采集模块采集阀门的状态，且根据阀门的状态发出控制阀门驱动机构的指令。

优选的是，所述的阀门远程控制系统中，所述微控制系统包括：

主控单元，与所述电力载波通信模块电连接；

无线传输单元，与所述主控单元、电路检测单元电连接，与所述上位机通信；

用于所述主控单元、电路检测单元、无线传输单元供电的电源单元；

用于监测主控单元和电源单元的电路检测单元；以及

用于确保所述主控单元、电路检测单元、无线传输单元持续稳定供电的备用电源单元，与所述电源单元电连接；

所述电路检测单元监测所述电源单元，并将监测信息传输至所述主控单元，当所述监测信息不在预设的范围内，所述主控单元控制所述备用电源启动；

所述预设的范围是所述电源单元正常运行的参数范围。

优选的是，所述的阀门远程控制系统中，所述信号采集模块包括：

用于检测阀门内流量的流量传感器，设置在阀门内部，与所述主控单元电连接；

用于检测阀门内压力的压力传感器，设置在阀门内部，与所述主控单元电连接；

用于检测阀门内温度的温度传感器，设置在阀门内部，与所述主控单元电连接；

用于检测阀门内气体浓度的气体传感器，设置在阀门内部，与所述主控单元电连接；以及

用于检测阀门启停的阀门启停传感器，设置在阀门内部，与所述主控单元电连接。

优选的是，所述的阀门远程控制系统中，还包括：

报警装置，设置在阀门外，与所述上位机电连接；

所述主控单元接收并分析所述检测单元和信号采集模块检测到的信息，当检测到的信息超过预定信息的范围，所述主控单元与所述上位机通信，触发所述报警装置；所述预定信息的范围是阀门正常关闭、正常运行状态以及主控单元正常工作状态下的参数范围。

优选的是，所述的阀门远程控制系统中，所述阀门内的驱动机构设置有用于手动控制阀门的第一开关，设置在阀门外，与所述阀门的驱动机构连接。

优选的是，所述的阀门远程控制系统中，所述上位机包括：

屏幕显示装置；

用于监测所述微控制系统的远程监测装置，设置在所述上位机内部，与所述屏幕显示装置电连接；

用于控制所述微控制系统的控制装置，设置在所述上位机内部，与所述远程监测装置、屏幕显示装置和电力载波通信模块电连接；

用于将所述远程监测装置监测的数据存储的存储装置，设置在所述上位机内部，与所述控制装置电连接。

优选的是，所述的阀门远程控制系统中，所述上位机上设置有用于使所述微控制系统自主控制的第二开关，与所述电力载波通信模块连接。

优选的是，所述的阀门远程控制系统中，所述微控制系统为嵌入式控制系统。

优选的是，所述的阀门远程控制系统中，所述监测信息为电源的电量。

优选的是，所述的阀门远程控制系统中，所述阀门内部设置有温控装置，与所述主控单元电连接，所述温控装置包括：

设置在阀门内部的球体，所述球体内部设置有空腔；以及与空腔连通的流入通道和流出通道；

第一管道，可旋转的设置在所述流入通道上，从所述阀门外延伸出去；

第二管道，可旋转的设置在所述流出通道上，从所述阀门外延伸出去；

用于外部温控源中的流体流入所述第一管道的第一接头，设置在所述阀门上，与所述外部温控源和所述第一管道的一端连通；

用于所述第二管道中的流体流入所述外部温控源的第二接头，设置在所述阀门上，与所述外部温控源和所述第二管道的一端连通；

其中，所述第一管道、第二管道、以及外部温控源之间形成循环回路。

本发明的有益效果为：本发明提供的阀门远程控制系统，利用上位机通过微控制系统对阀门进行远程操作和状态监测，微控制系统根据阀门的状态发出控制阀门驱动机构的指令，信号采集装置对阀门的状态实时监测，微控制系统快速执行控制阀门的指令，增强了阀门使用的安全性，提高了对阀门控制的速度。此外，增加了温控装置，有助于对阀门内部的温度调节，避免温度过低影响阀门的灵活性，从而影响阀门远程控制系统的灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的阀门远程控制系统的结构示意图；

图2为本发明所述的阀门远程控制系统中的温度控制装置结构图。

1、阀门；2、上位机；3、微控制系统；4、压力传感器；5、温度传感器；6、气体传感器；7、流量传感器；8、阀门启停传感器；9、电力载波通讯模块；10、第一管道；11、第二管道；12、球体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图2所示的阀门远程控制系统，包括：阀门1；用于阀门远程操作和状态监测的上位机2，设置在阀门外；用于上位机2控制的微控制系统3，设置在阀门1上，控制阀门的驱动机构，与上位机2通信；用于上位机2和微控制系统3通信的电力载波通信模块9，与上位机2和微控制系统3电连接；用于检测阀门1状态的信号采集模块，与微控制系统3电连接；微控制系统3接收到上位机发出的指令后，控制信号采集模块采集阀门的状态，且根据阀门的状态发出控制阀门驱动机构的指令。

上位机对阀门进行远程监测和操作，微控制系统对阀门进行控制，信号采集模块实时采集阀门的状态，增加了阀门应用的安全性；电力载波通信模块使上位机和微控制系统进行通信，提高了对阀门控制的速度，加快了阀门对接收到的指令的反应时间。而且，阀门远程控制系统减少了管理人员，节约了劳动成本。

微控制系统3包括：主控单元，与电力载波通信模块9电连接；无线传输单元，与主控单元、电路检测单元电连接，与上位机通信；用于主控单元、电路检测单元、无线传输单元供电的电源单元；用于监测主控单元和电源单元的电路检测单元，与主控单元和电源单元电连接；用于确保主控单元、电路检测单元、无线传输单元持续稳定供电的备用电源单元，与主控单元电连接；电路检测单元监测电源单元，并将监测信息传输至主控单元，当监测信息不在预设的范围内，主控单元控制备用电源启动。预设的范围是电源单元正常运行的参数。

电路检测单元对主控单元和电源单元实时监测，及时有效的避免微控制系统故障对整个阀门远程系统造成的危害。而备用电源保证了微控制系统在电量不稳定，或电源单元突然断电的情况下正常运行。

信号采集模块包括：用于检测阀门内流量的流量传感器7，设置在阀门1内部，与主控单元电连接；用于检测阀门内压力的压力传感器4，设置在阀门1内部，与主控单元电连接；用于检测阀门内温度的温度传感器5，设置在阀门1内部，与主控单元电连接；用于检测阀门内气体浓度的气体传感器6，设置在阀门1内部，与主控单元电连接；用于检测阀门启停的阀门启停传感器8，设置在阀门1内部，与主控单元电连接。

信号采集模块实时检测阀门内部的流量、温度、压力、气体浓度、启停，快速的判断阀门的状态，有利于微控制系统快速根据阀门的状态传输相应的命令，提升了阀门控制的反应速度。

阀门远程控制系统，还包括：报警装置，设置在阀门外，与上位机电连接；主控单元接收并分析电路检测单元和信号采集模块检测到的信息，当检测到的信息超过预定信息的范围，主控单元与上位机通信，触发报警装置。预定信息的范围是阀门正常开关、正常运行状态以及主控单元正常工作状态下的参数范围。

报警装置及时的提醒工作人员阀门状态不在预定的范围内，及时发现问题，增加了阀门实用的安全性。

阀门内的驱动机构设置有用于手动控制阀门的第一开关，设置在阀门外，与阀门的驱动机构连接。

阀门既可以通过上位机操作微控制系统来控制，也可以直接控制，两种控制方式，根据阀门的具体工作状态进行切换，保障了阀门操作的安全性。

上位机包括：屏幕显示装置；用于监测微控制系统的远程监测装置，设置在上位机内部，与屏幕显示装置电连接；用于操作微控制系统的控制装置，设置在上位机内部，与远程监测装置电、电力载波通信模块和屏幕显示装置电连接；用于将远程监测装置监测的数据存储的存储装置，设置在上位机内部，与控制装置电连接。

上位机和微控制系统采用电力载波通信模块通信，利用现有设备中的电力线路进行通信的传输，布局合理，设计简单，有助于对现有的阀门的改进。

上位机提供方便操作的人机交互界面，可以直观的对阀门进行远程操作。上位机内的存储装置对阀门的运行状态记录，有助于对阀门故障状态的识别。

上位机上设置有用于使微控制系统自主控制的第二开关，与电力载波通信模块连接。微控制系统可以通过上位机操作，也可以自主控制，增加了阀门的可控制特性。

上位机和微控制系统通过电力载波通信模块进行通信，上位机和微控制系统之间采用一问一答的方式进行信息交换，快速的进行信息传输。

微控制系统为嵌入式控制系统，可靠性高，运行速度快，提高了阀门的控制速度。

电源检测单元对电源单元的监测信息为电源的电量。电源的电量包括电源电量的稳定性和电源是否断电，避免了电源电量不稳定造成远程阀门控制系统的不稳定。

阀门1内部设置有温控装置，与主控单元电连接，温控装置包括：设置在阀门内部的球体12，球体12内部设置有空腔；以及与空腔连通的流入通道和流出通道；第一管道10，可旋转的设置在流入通道上，从阀门1外延伸出去；第二管道11，可旋转的设置在流出通道上，从阀门1外延伸出去；用于外部温控源中的流体流入所述第一管道的第一接头，设置在阀门上，与外部温控源和第一管道的一端连通；用于第二管道中的流体流入外部温控源的第二接头，设置在阀门上，与外部温控源和第二管道的一端连通；其中，第一管道、第二管道、以及外部温控源之间形成循环回路。

阀门内部的温控装置有助于对阀门内部的温度调节，避免温度过低影响阀门的灵活性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阀门远程控制系统，包括阀门，其特征在于，包括：

用于阀门远程操作和状态监测的上位机，设置在阀门外；

用于上位机控制的微控制系统，设置在阀门上，控制阀门的驱动机构，与所述上位机通信；

用于所述上位机和微控制系统通信的电力载波通信模块，与所述上位机和微控制系统电连接；以及

用于检测所述阀门状态的信号采集模块，与所述微控制系统电连接；

所述微控制系统接收到所述上位机发出的指令后，控制所述信号采集模块采集阀门的状态，且根据阀门的状态发出控制阀门驱动机构的指令。

2.根据权利要求1所述的阀门远程控制系统，其特征在于，所述微控制系统包括：

主控单元，与所述电力载波通信模块电连接；

无线传输单元，与所述主控单元、电路检测单元电连接，与所述上位机通信；

用于所述主控单元、电路检测单元、无线传输单元供电的电源单元；

用于监测主控单元和电源单元的电路检测单元；以及

用于确保所述主控单元、电路检测单元、无线传输单元持续稳定供电的备用电源单元，与所述电源单元电连接；

所述电路检测单元监测所述电源单元，并将监测信息传输至所述主控单元，当所述监测信息不在预设的范围内，所述主控单元控制所述备用电源启动；

所述预设的范围是所述电源单元正常运行的参数范围。

3.根据权利要求1所述的阀门远程控制系统，其特征在于，所述信号采集模块包括：

用于检测阀门内流量的流量传感器，设置在阀门内部，与所述主控单元电连接；

用于检测阀门内压力的压力传感器，设置在阀门内部，与所述主控单元电连接；

用于检测阀门内温度的温度传感器，设置在阀门内部，与所述主控单元电连接；

用于检测阀门内气体浓度的气体传感器，设置在阀门内部，与所述主控单元电连接；以及

用于检测阀门启停的阀门启停传感器，设置在阀门内部，与所述主控单元电连接。

4.根据权利要求1所述的阀门远程控制系统，其特征在于，还包括：

报警装置，设置在阀门外，与所述上位机电连接；

所述主控单元接收并分析所述检测单元和信号采集模块检测到的信息，当检测到的信息超过预定信息的范围，所述主控单元与所述上位机通信，触发所述报警装置；所述预定信息的范围是阀门正常关闭、正常运行状态以及主控单元正常工作状态下的参数范围。

5.根据权利要求1所述的阀门远程控制系统，其特征在于，所述阀门内的驱动机构设置有用于手动控制阀门的第一开关，设置在阀门外，与所述阀门的驱动机构连接。

6.根据权利要求1所述的阀门远程控制系统，其特征在于，所述上位机包括：

屏幕显示装置；

用于监测所述微控制系统的远程监测装置，设置在所述上位机内部，与所述屏幕显示装置电连接；

用于控制所述微控制系统的控制装置，设置在所述上位机内部，与所述远程监测装置、屏幕显示装置和电力载波通信模块电连接；

用于将所述远程监测装置监测的数据存储的存储装置，设置在所述上位机内部，与所述控制装置电连接。

7.根据权利要求1所述的阀门远程控制系统，其特征在于，所述上位机上设置有用于使所述微控制系统自主控制的第二开关，与所述电力载波通信模块连接。

8.根据权利要求1所述的阀门远程控制系统，其特征在于，所述微控制系统为嵌入式控制系统。

9.根据权利要求2所述的阀门远程控制系统，其特征在于，所述监测信息为电源的电量。

10.根据权利要求1所述的阀门远程控制系统，其特征在于，所述阀门内部设置有温控装置，与所述主控单元电连接，所述温控装置包括：

设置在阀门内部的球体，所述球体内部设置有空腔、以及与空腔连通的流入通道和流出通道；

第一管道，可旋转的设置在所述流入通道上，从所述阀门外延伸出去；

第二管道，可旋转的设置在所述流出通道上，从所述阀门外延伸出去；

用于外部温控源中的流体流入所述第一管道的第一接头，设置在所述阀门上，与所述外部温控源和所述第一管道的一端连通；

用于所述第二管道中的流体流入所述外部温控源的第二接头，设置在所述阀门上，与所述外部温控源和所述第二管道的一端连通；

其中，所述第一管道、第二管道、以及外部温控源之间形成循环回路。