CN219552861U - 一种应用于管道的智能化控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于管道的智能化控制系统，管道包括多个管道支路，智能化控制系统包括：多个管道内介质状态控制器，分别设置于各管道支路中；多个分布式传感器；每个分布式传感器包括采集端和传感信号输出端；各采集端设置于各管道支路中；多个变送器；每个变送器包括传感信号输入端和状态信号输出端；传感信号输出端与传感信号输入端电连接；主控制器，包括多个状态信号输入端和多个控制信号输出端；各状态信号输入端分别与各状态信号输出端电连接，各控制信号输出端与各管道内介质状态控制器的控制端一一对应电连接。本实用新型公开的智能化控制系统，可以实现对管道内介质状态的自动闭环控制，提高管道内介质状态的控制准确度。

Description

一种应用于管道的智能化控制系统

技术领域

本实用新型涉及智能控制技术领域，尤其涉及一种应用于管道的智能化控制系统。

背景技术

管道介质控制设备是现代工业生产中必不可少的基本设备。随着现代工业的逐步发展，用户对于管道内介质的调控要求越来越高，而目前对管道内介质状态主要采用就地控制，就地控制具有调控精度低、响应速度慢和人为操控不稳定等问题，因此难以满足用户对管道内介质状态的精准控制需求。

实用新型内容

本实用新型提供一种应用于管道的智能化控制系统，可以提高管道内介质状态的控制准确度。

本实用新型提供了一种应用于管道的智能化控制系统，其特征在于，所述管道包括多个管道支路，所述智能化控制系统包括：

多个管道内介质状态控制器，分别设置于各所述管道支路中；

多个分布式传感器；每个所述分布式传感器包括采集端和传感信号输出端；各所述采集端设置于各所述管道支路中；

多个变送器；每个所述变送器包括传感信号输入端和状态信号输出端；所述传感信号输出端与所述传感信号输入端电连接；

主控制器，包括多个状态信号输入端和多个控制信号输出端；各所述状态信号输入端分别与各所述状态信号输出端电连接，各所述控制信号输出端与各所述管道内介质状态控制器的控制端一一对应电连接。

可选的，所述主控制器包括PLC可编程逻辑控制器。

可选的，还包括：

云端服务器，所述云端服务器与所述主控制器通讯连接。

可选的，还包括：

智能网关；所述主控制器通过所述智能网关与所述云端服务器通讯连接。

可选的，还包括：

现场总线；所述主控制器和所述管道内介质状态控制器分别电连接于所述现场总线。

可选的，还包括：

远程控制终端，与所述云端服务器通讯连接。

可选的，所述分布式传感器包括压力传感器、温度传感器和状态传感器中的至少一种。

本实用新型的技术方案，通过在各管道支路中设置分布式传感器，使得分布式传感器可以检测各管道支路中的介质传感信号，并将该介质传感信号传输至变送器中，变送器将该介质传感信号转换为状态信号后输入至主控制器中，主控制器根据输入的状态信号输出控制信号至管道内介质状态控制器的控制端，控制管道内介质状态控制器的运行状态，以达到控制管道内介质状态的目的，从而实现对管道内介质传感信号的自动闭环控制，提高管道内介质状态的控制准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本实用新型的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本实用新型的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本实用新型的权利要求范围之内。

图1为本实用新型实施例提供的一种应用于管道的智能化控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种智能化控制系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种智能化控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本实用新型实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本实用新型的技术方案，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

管道可用于传输流体、气体等状态的介质，通常会在管道中设置多个管道支路，以使得管道中的介质能够朝向多方位、不同的位置进行传输。在传输过程中对各管道支路中介质状态的精准控制，是保证管道支路中介质传输安全、可靠的前提。据此，本实用新型实施例提供了一种应用于管道的智能化控制系统，图1为本实用新型实施例提供的一种应用于管道的智能化控制系统的结构示意图，如图1所示，该应用于管道的智能化控制系统包括：多个管道内介质状态控制器#001、#002、…、#00n，分别设置于各管道支路(图中未示出)中，用于控制各管道支路的通断或通道内介质的流速等。其中，管道可包括多个管道支路，每个管道支路中可设置一个或多个管道介质状态控制器，管道支路的数量以及每个管道支路中的管道介质状态控制器的数量可以根据实际需要进行设计，本实用新型实施例对此不做具体限定。

继续参考图1，应用于管道的智能化控制系统还包括：多个分布式传感器T1、T2、…、Tn和多个变送器Q1、Q2、…、Qn，即分布式传感器T可以与变送器Q一一对应设置；每个分布式传感器T包括采集端A和传感信号输出端B；各采集端A设置于各管道支路中；各采集端A用于采集各管道支路中的温度、压力等传感信号。每个变送器Q包括传感信号输入端C和状态信号输出端D；传感信号输出端B与传感信号输入端C电连接。其中，变送器Q的传感信号输入端C与分布式传感器T的传感信号输出端B电连接，用于接收分布式传感器T采集的温度、压力等传感信号，将该传感信号转化为状态信号，而后将该状态信号输出至状态信号输出端D。其中，传感信号可以是电压或电流等模拟信号，状态信号可以是二进制、八进制或十六进制等数字信号。

继续参考图1，应用于管道的智能化控制系统还可以包括主控制器10，该主控制器10包括多个状态信号输入端IN1、IN2、…、INn和多个控制信号输出端OUT1、OUT2、…、OUTn；各状态信号输入端IN分别与各状态信号输出端D电连接，各控制信号输出端OUT与各管道内介质状态控制器的控制端CON一一对应电连接。其中，各分布式传感器T的采集端A采集各管道支路中的温度、压力和流量等传感信号后，输出至各传感信号输出端B，各传感信号输出端B又将该传感信号传输至变送器Q的传感信号输入端C，各变送器Q将该传感信号转换为主控制器10可以识别的状态信号后输出至各状态信号输出端D；各状态信号输出端D将状态信号传输至主控制器10的多个状态信号输入端IN，主控制器10根据输入的状态信号，依据一定的控制逻辑输出控制信号至各控制信号输出端OUT，各控制信号输出端OUT将控制信号输入至各管道内介质状态控制器的控制端CON，以控制管道内介质状态控制器的运行状态，从而对管道内介质的状态进行控制。

示例性的，管道内介质状态控制器包括阀门。采集端A采集各管道支路中实际的流量传感信号，通过传感信号输出端B输出至变送器Q的传感信号输入端C，各变送器Q将实际的流量传感信号转换为状态信号后通过各状态信号输出端D输出至主控制器10，主控制器10根据状态信号与预设流量信号的差值输出控制信号至控制端CON，以控制阀门的开度，以达到控制管道内介质流量的目的，从而实现对管道内介质传感信号的自动闭环控制，提高管道内介质流量的控制准确度。

可以理解的是，上述仅以各管道中介质流量为例进行了自动闭环控制的过程说明，而在本实用新型实施例中，各管道中介质温度或压力的自动闭环控制过程与流量的自动闭环控制过程类似，相同之处可参照上文描述，在此不再赘述。

本实施例提供的技术方案，通过在各管道支路中设置分布式传感器，使得分布式传感器可以检测各管道支路中的介质传感信号，并将该介质传感信号传输至变送器中，变送器将该介质传感信号转换为状态信号后输入至主控制器中，主控制器根据输入的状态信号输出控制信号至管道内介质状态控制器的控制端，控制管道内介质状态控制器的运行状态，以达到控制管道内介质状态的目的，从而实现对管道内介质传感信号的自动闭环控制，提高管道内介质状态的控制准确度。

可选的，参考图1，主控制器10包括PLC可编程逻辑控制器。

其中，PLC可编程逻辑控制器是一种具有微处理器的应用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行，具有可靠性高、组态灵活、输入/输出功能模块齐全、安装方便、运行速度快、高扩展性等优点。

具体的，各分布式传感器T的采集端A采集各管道支路中的温度、压力和流量等传感信号后，输出至各传感信号输出端B，各传感信号输出端B又将该传感信号传输至变送器Q的传感信号输入端C，各变送器Q将该传感信号转换为PLC可编程逻辑控制器可以识别的状态信号后输出至各状态信号输出端D；各状态信号输出端D将状态信号传输至PLC可编程逻辑控制器的多个状态信号输入端IN，PLC可编程逻辑控制器根据输入的状态信号，依据内部预设的控制逻辑输出控制信号至各控制信号输出端OUT，各控制信号输出端OUT将控制信号输入至各管道内介质状态控制器的控制端CON，以控制管道内介质状态控制器的运行状态，从而对管道内介质的状态进行控制。

示例性的，管道内介质状态控制器包括阀门。若PLC可编程逻辑控制器接收到的阀门的状态信号为阀门开度0％，此时PLC可编程逻辑控制器根据内部的开阀时序控制逻辑对阀门进行控制，例如，先由0％开度调节至10％开度，保持300s，再调节至30％开度，保持300s，再调节至50％开度，保持300s，再调节至80％开度，保持100s，最后调节至100％开度，完成阀门打开动作。如此，可以避免开阀动作导致管道内介质的流速剧烈变化。

可以理解的是，由于PLC可编程逻辑控制器有较强的扩展性，即可以扩展多个输入端IN和输出端OUT，并可以根据管道内介质配合不同的传感器且可灵活修改PLC可编程逻辑控制器内部的控制逻辑，便可实现对管道内介质高准确性的实时调控，避免人工调控的不稳定性。

可选的，图2为本实用新型实施例提供的另一种智能化控制系统的结构示意图，参考图2，该智能化控制系统还包括：云端服务器20，云端服务器20与主控制器10通讯连接。如此，主控制器10内的参数或状态信息可以通讯传输至云端服务器20中，云端服务器20可独立提供计算、存储、在线备份、托管等互联网基础设施一体化服务，具有高度分布式、高度虚拟化等优点，使得网络资源得到充分利用。

可选的，图3为本实用新型实施例提供的又一种智能化控制系统的结构示意图，参考图3，智能化控制系统还包括：智能网关30；主控制器10通过智能网关30与云端服务器20通讯连接。其中，智能网关30可以是4G智能网关等。

具体的，主控制器10与智能网关30实时交互信息，将各管道内介质状态控制器的动作时间、动作角度等各项运行状态发送至智能网关30，由智能网关30对各项状态信息进行转换通讯协议、增加时间戳和数据标准化等处理后，封装为完整的数据包上传至与云端服务器20中进行存储，以便后续根据云端服务器20存储的信息对个管道内介质状态进行人为干预控制。

可选的，参考图2，智能化控制系统还包括：现场总线40；主控制器10和管道内介质状态控制器分别电连接于现场总线40。

其中，现场总线40可以是Modbus/Can总线等，实现主控制器10与管道内介质状态控制器的信号传递。

可选的，参考图3，智能化控制系统还包括：远程控制终端50，与云端服务器20通讯连接。其中，远程控制终端50可以包括手机APP端、监控主机WEB端和其他控制管理平台等。

具体的，远程控制终端50可以实时监控云端服务器20内存储的数据信息，并可根据该数据信息向云端服务器20输出远程控制信号，远端服务器20将该远程控制信号通过智能网关30传输至主控制器10中，进一步地，主控制器10输出控制信号至各管道内介质状态控制器的控制端CON，控制各管道内介质状态控制器的运行状态。

可选的，智能化控制系统中的分布式传感器包括压力传感器、温度传感器和流量传感器中的至少一种。

其中，压力传感器可以感受管道中的压力，并输出相应的压力传感信号。温度传感器可以感受管道中的温度并输出温度传感信号。流量传感器可以感受管道中的流量并将输出流量传感信号。分布式传感器至少包括上述传感器中的至少一种，以使管道内介质的至少一种传感信号可以被主控制器获取，并根据预设的控制逻辑对管道内介质状态控制器进行控制，实现闭环调节控制。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互组合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种应用于管道的智能化控制系统，其特征在于，所述管道包括多个管道支路，所述智能化控制系统包括：

多个管道内介质状态控制器，分别设置于各所述管道支路中；

多个分布式传感器；每个所述分布式传感器包括采集端和传感信号输出端；各所述采集端设置于各所述管道支路中；

多个变送器；每个所述变送器包括传感信号输入端和状态信号输出端；所述传感信号输出端与所述传感信号输入端电连接；

主控制器，包括多个状态信号输入端和多个控制信号输出端；各所述状态信号输入端分别与各所述状态信号输出端电连接，各所述控制信号输出端与各所述管道内介质状态控制器的控制端一一对应电连接。

2.根据权利要求1所述的智能化控制系统，其特征在于，所述主控制器包括PLC可编程逻辑控制器。

3.根据权利要求1所述的智能化控制系统，其特征在于，还包括：

云端服务器，所述云端服务器与所述主控制器通讯连接。

4.根据权利要求3所述的智能化控制系统，其特征在于，还包括：

智能网关；所述主控制器通过所述智能网关与所述云端服务器通讯连接。

5.根据权利要求3所述的智能化控制系统，其特征在于，还包括：

现场总线；所述主控制器和所述管道内介质状态控制器分别电连接于所述现场总线。

6.根据权利要求4所述的智能化控制系统，其特征在于，还包括：

远程控制终端，与所述云端服务器通讯连接。

7.根据权利要求1所述的智能化控制系统，其特征在于，所述分布式传感器包括压力传感器、温度传感器和状态传感器中的至少一种。