CN111623158A - 一种阀门控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种阀门控制系统，包括SIM卡，所述SIM卡与数据采集模块置于阀门内部，数据采集模块的信号传递是双向的，将相邻的阀门数据传递至数据汇总模块中，数据汇总模块是存储和归类机构，对数据整理并存储，终端内部设置有执行机构和响应反馈模块，响应反馈模块用于对执行机构的执行结果反馈；本发明确保所采集的数据可以被传输，省去中间的传输站的作用，不仅节约了成本，还减少了占地面积，使整体的布局整洁，避免有线传输的缆线被破坏或者腐蚀的情况，提高远程控制的使用寿命，并且执行机构的指令也是双层传递模式，可以有效的保证指令到达指定的阀门，反馈系统采用同样的传输方式对执行结果反馈，高效高智能。

Description

一种阀门控制系统

技术领域

本发明涉及阀门控制技术领域，尤其涉及一种阀门控制系统。

背景技术

阀门在液体流动的管道中具有重要的作用，一方面控制管道中液体的流动，另一方面起到管理流动方向的目的，阀门是一种开关结构，打开或者，随着无线技术的发展，开关不再是实时的人工控制的方式，通过有线或者无线的方式对阀门发出操作指令，但是在是实际操作中，大部分的管道式隐藏式的，其信号的传递收到阻挡的可能性较大，干扰也比较多，终端与阀门的距离较远时不能得到有效的信号，这限制了管道的远程控制的智能，比如，在一个厂区中，控制室的位置通常需要照顾到所有远程控制的阀门的信号距离，因此，会在厂区的中间设置操作室，这影响了整个厂区的布局和规划，尤其是在大型的需要集中加工的产品的区域，操作室的位置往往还需要架起在高空中，以给下面的操作让路，这使得远程控制具有局限性，并且厂区的大小有一定的限制，在长距离的传输中，需要另外增加信号站的方式以获得所有的阀门位置传输的信号，两种方式都不能从根本解决信号传输的问题，因此，需要改进信号传递的方式，并且在阀门中设置有信号的发出和接收装置，阀门自身具有无线信号的发射和传输的能力，使信号的传输具有可靠性好多渠道性，更好的将阀门与控制终端的距离拉长是本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种阀门控制系统，以解决远程信号传递不畅和阀门控制不够智能的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的提供了一种阀门控制系统，包括SIM卡、数据采集模块、数据汇总模块、流体分析模块和终端，所述SIM卡与数据采集模块置于阀门内部，数据采集模块的信号传递是双向的，数据采集模块将阀门内部感应器的数据通过SIM卡的无线传输直接传递至数据汇总模块，数据采集模块相邻的数据进行传输和收集，并且将相邻的阀门数据传递至数据汇总模块中，数据汇总模块是存储和归类机构，对数据整理并存储，数据汇总模块与流体分析模块数据单向传递，流体分析模块将数据传递至终端，终端内部设置有执行机构和响应反馈模块，响应反馈模块用于对执行机构的执行结果反馈；

所述流体分析模块包括流量、阀门压力和压比的数值，所述流量通过流速和开度的截面积计算获得，阀门压力通过阀门内置的压力感应器获取，压比值是计算压力与测量压力的比值，计算压力的公式为流速÷截面积。

作为本发明进一步的方案，所述压比值的工作范围为0-1之间，相邻压比值的差值小于10％。

作为本发明进一步的方案，所述阀门与相邻一个或者两个阀门的数据差距的幅度在1％以内。

作为本发明进一步的方案，所述数据采集模块采用Wire OSever软件进行数据的采集，数据汇总模块采用Wire ISever对数据进行汇总传输。

作为本发明进一步的方案，所述流体分析模块中的数据以阀门为单位，对相邻的阀门数据对比，并且阀门与相邻一个或者两个阀门的数据差距的幅度在1％以内。

作为本发明进一步的方案，所述执行机构包括电磁控制模块和阀门响应模块，电磁控制模块用于对电磁阀门发出执行信号，信号通过直接传递或者通过数据采集模块递传的方式，阀门响应模块通过传感器对阀芯的位置监测。

作为本发明进一步的方案，所述响应反馈模块的一方面通过阀门响应模块将实时数据传输，另一方面对数据采集模块中的数据信息变化作出响应。

作为本发明进一步的方案，所述阀门响应模块中设置有位置感应器，位置感应器对阀芯的位置进行反馈和检测，该感应器的数据信号与数据采集模块连接，并且只在执行机构作出指令时被唤醒。

本发明提供了一种阀门控制系统，有益效果在于：本发明在单独的阀门中设置有SIM卡，对SIM卡进行标记，不同的阀门进行不同的标记，阀门中设置有多个感应器，感应器的数据收集到数据采集模块中，再通过SIM卡的无线传输功能进行传输，数据采集模块通过直接传递至数据汇总模块和通过向相邻数据采集模块传输再传递至数据汇总模块的两种方式传递，在距离不远的情况下可以直接传输，在长距离的情况下可以通过相邻的传递直至将数据传递至数据汇总模块中，确保所采集的数据可以被传输，省去中间的传输站的作用，不仅节约了成本，还减少了占地面积，将多种功能的模块集中在阀门中，只需要阀门和终端既可以进行远程的无线传输，无线传输也避免的有线传输的冗杂的情况，使整体的布局整洁，避免有线传输的缆线被破坏或者腐蚀的情况，提高远程控制的使用寿命，并且执行机构的指令也是双层传递模式，可以有效的保证指令到达指定的阀门，反馈系统采用同样的传输方式对执行结果反馈，高效高智能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的信息传递模块示意图。

图2为本发明实施例提供的阀门与管道位置关系示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参见图1和图2所示，本发明实施例提供的一种阀门控制系统，包括SIM卡、数据采集模块、数据汇总模块、流体分析模块和终端，在本实施例中数据采集模块采用WireOSever软件进行数据的采集，数据汇总模块采用Wire ISever对数据进行汇总传输，流体分析模块采用ANSYS Fluent对流体的流速、流量、阀门的截面积以及阀门的压力进行监测和测量，从而使阀门在使用过程中的数据得到充分的掌握，并且根据数据进行，其中流体的流速通过流速感应器进行感应测量，阀门的截面积根据阀门设计时的参数根据阀门打开或者关闭时的距离不同得出不同的截面积尺寸，阀门的压力根据压力传感器测量，而流体的流量根据上述三个数据进行计算机的计算获得实时的数据，流量分析中设置有计时功能，将流量以时间段的形式获得瞬时的流量数据和时间区间的流量数据两种数据类型，从而可以对整体的数据进行监测。

根据阀门控制系统的特点在每个阀门上均设置有提供能源的电力模块，电力模块可以是蓄电池的形式，也可以是弱电控制的形式，两种方式均可以给阀门提供动能，阀门采用电磁阀，通过电能的控制使电磁阀进行实时的控制，阀门中安装有SIM卡，每张SIM卡均对位置进行标记，SIM卡具有定位和无线传输的功能，每张SIM卡均对应设置有数据采集模块，由于管道的的安装大部分是隐蔽性的，因此阀门的安装大多数也具有这种性质，隐蔽的的场所通常需要经过封闭处理，此时如果采用无线传输的方式会导致信号无法传输的情况，数据采集模块中设置有采集相邻数据模块采集的功能，即对SIM卡标号为S1、S2、S3.....Sn，对数据采集模块标记为M1、M2、M3、M4.......Mn，S1与M1对应，S2与M2对应，以此类推，M1从S1获取对应的信息，M1同时还可以获取相邻的S2的数据信息，M2从S2中获取数据并且M2还可以在S1和S3中获取数据，M3从S3中获取数据，并且M3还可以在S3中获取数据，以此类推，并且获取的数据是相对独立的，为了避免数据的交叉和串码，数据采集模块将数据集中传递至数据汇总模块，数据汇总模块中含有单独的所有阀门的数据通道，并且这些数据通道是相对独立的，并且在标记的通道中汇集。

优选的，Wire OSever是安装在阀门上的输出模块，该模块上设置有多种感应器，Wire OSever采集的数据通过SIM卡所产生的无线网进行传输，与WireOSever连接的传感器包括流速传感器，时间计量器，阀门开度感应器，这三种数据以秒为单位通过无线网向外传输，数据的传输以时间点为接点和区别顺序传输，可以实时监测和查看相应的阀门的数据，并且通过流量计算公式得到该阀门的流量数据，在流量数据中设置红线，即阀门与相邻一个或者两个阀门的数据差距的幅度在1％以内，超过1％即提示预紧并且对相应的预紧阀门进行调整，从而使整个管道中的压力保持平衡，避免爆管的发生，也可以有效的保护各个阀门，使用在合理合理范围中，避免长期超负荷的使用导致寿命的降低。

优选的，数据汇总模块中的Wire ISever是获取无线数据并且可以存储的设备，Wire ISever自身具有数据接收模块，Wire ISever汇总来自Wire OSever的数据信号，WireISever包含多种时间包的数据，时间包分层，即既可以存储实时的数据又可以存储以固定时间点的数据，固定时间点包括小时、天、月和年，小时中又分为每十分钟的短时间段数据，当各项数据指标是正常时，以十分钟为单位显示，并且将十分钟的数据组以小时的方式存储，小时的数据组以天为计算单位，以此类推，当数据出现异常，即某一单个阀门的数据超过过着低于相邻阀门数据时，数据以从十分钟的时间段调整为以秒为单位的瞬时数据，通过瞬时数据的变化规律以及相邻阀门的数据进行判断管道中出现的问题。

优选的，流体分析模块将流速、流量、阀门的截面积以及阀门压力的数据以动态区间的形式展现，并且通过相应的计算公式实时对数据进行判断，该公式为压力标记为Y，流量数据标记为Q，流量＝流速×截面积，此处特别将流量与压力的关系作出为重要的数据指标，因为管道中的压力不仅仅只有水压还有积攒在管道中的空气形成的压力，因此，在阀门没有满负荷的运行时，压力感应器所测的数据是否全面的，因此，引入压比的概念，压比即计算压力与测量压力的比值，计算压力为液体流动的实时压力，测量压力包含了空气压力，因此这个比值的范围在0-1之间，单个阀门的压比范围不能超过该数值，并且阀门与相邻的阀门之间的压比之间的差值小于10％，超过10％则属于状态异常，异常的原因是阀门的泄露或者是杂物的阻挡，辅助工作人员进行操作，计算压力的公式为流速÷截面积。

优选的，终端指令可以是平板、手机或者是电脑，终端为显示机构，显示机构将流体分析模块中的数据实时显示，并且对超出标准范围的数值提出警示，辅助人工判断，终端中还设置有执行模块和响应反馈模块，执行模块包括电磁控制模块和阀门响应模块，电磁控制模块与阀门远程控制，通过无线信号的传输将信号传递至相应的阀门，无线执行信号的传输与无线数据信号传输的方向一致，即通过直连或者相邻之间的相互传递连接，两种方式传递确保阀门收到相应的控制信号从而作出相应的动作，阀门响应模块监测阀门的响应动作，阀门不论是否响应均在阀门响应模块中做出反馈信号给到电磁控制模块和响应反馈模块，响应反馈模块将响应的结果可视化的反馈到终端显示中。

优选的，响应反馈模块的一方面通过阀门响应模块将实时数据传输，另一方面对数据采集模块中的数据信息变化作出响应，两种方式配合监测使得到的数据更加的准确，也是通过两种不同的方式传输信号，确保指定的阀门可以得到相应的执行信号。

优选的，阀门响应模块中设置有位置感应器，位置感应器对阀芯的位置进行反馈和检测，该感应器的数据信号与数据采集模块连接，并且只在执行机构作出指令时被唤醒，进行监测。

优选的，电磁控制模块通过信号的传递，启动电源模块，电源模块的电信号对电磁结构进行电磁的控制，从而可以在一定的范围内对阀芯的位置进行调整，得到终端指示的操作效果。

本发明的工作步骤：

步骤一、数据采集模块将管道中液体经过阀门的流速数据和压力数据以及阀门的开度数据通过无线传输的方式传递至数据汇总模块，传递的方式包括直传和通过相邻的数据采集模块递传两种方式；

步骤二、数据汇总模块将多个或者无数多个数据形成数据链，存储的同时将归类的数据传输至流体分析模块进行分析；

步骤三、流体分析模块对数据进行计算和预警，对超出警戒的数据提示操作人员注意，并且可以将数据实时传递至终端进行显示；

步骤四、终端对阀门进行调整时发出执行的信号，该型号通过电磁控制模块直连或者递连两种返程方式传递给相应的阀门，并且阀门的反馈结果实时返回到终端进行显示，实时监测。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种阀门控制系统，其特征在于，包括SIM卡、数据采集模块、数据汇总模块、流体分析模块和终端，所述SIM卡与数据采集模块置于阀门内部，数据采集模块的信号传递是双向的，数据采集模块将阀门内部感应器的数据通过SIM卡的无线传输直接传递至数据汇总模块，数据采集模块相邻的数据进行传输和收集，并且将相邻的阀门数据传递至数据汇总模块中，数据汇总模块是存储和归类机构，对数据整理并存储，数据汇总模块与流体分析模块数据单向传递，流体分析模块将数据传递至终端，终端内部设置有执行机构和响应反馈模块，响应反馈模块用于对执行机构的执行结果反馈；

所述流体分析模块包括流量、阀门压力和压比的数值，所述流量通过流速和开度的截面积计算获得，阀门压力通过阀门内置的压力感应器获取，压比值是计算压力与测量压力的比值，计算压力的公式为流速÷截面积。

2.根据权利要求1所述的阀门控制系统，其特征在于，所述压比值的工作范围为0-1之间，相邻压比值的差值小于10％。

3.根据权利要求1所述的阀门控制系统，其特征在于，所述阀门与相邻一个或者两个阀门的数据差距的幅度在1％以内。

4.根据权利要求1所述的阀门控制系统，其特征在于，所述数据采集模块采用WireOSever软件进行数据的采集，数据汇总模块采用Wire ISever对数据进行汇总传输。

5.根据权利要求1所述的阀门控制系统，其特征在于，所述流体分析模块中的数据以阀门为单位，对相邻的阀门数据对比，并且阀门与相邻一个或者两个阀门的数据差距的幅度在1％以内。

6.根据权利要求1所述的阀门控制系统，其特征在于，所述执行机构包括电磁控制模块和阀门响应模块，电磁控制模块用于对电磁阀门发出执行信号，信号通过直接传递或者通过数据采集模块递传的方式，阀门响应模块通过传感器对阀芯的位置监测。

7.根据权利要求6所述的阀门控制系统，其特征在于，所述响应反馈模块的一方面通过阀门响应模块将实时数据传输，另一方面对数据采集模块中的数据信息变化作出响应。

8.根据权利要求7所述的阀门控制系统，其特征在于，所述阀门响应模块中设置有位置感应器，位置感应器对阀芯的位置进行反馈和检测，该感应器的数据信号与数据采集模块连接，并且只在执行机构作出指令时被唤醒。

Images