阀门远程控制系统的工作原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利—一种智慧型阀门远程控制系统及其工作方法。该专利由扬州电力设备修造厂有限公司申请，并于2018年8月17日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及阀门的远程控制领域。

发明背景

在社会快速城市化进程中，高楼大厦越来越密集，大型工业和民用住宅距离也越来越近，在土地充分利用的同时，也带来了安全的隐患。如果管道发生大量的煤气、自来水、化工有毒气体等物质泄露，造成的损失是无法估量的。而电动执行机构，作为各类阀门的控制机构，若能在事故的第一时间及时操作阀门，减少泄露液、气体的排放，起着至关重要的作用。

如果电动执行机构能够第一时间发现现场环境异常情况，反馈管道异常信息，并把数据传输给中央控制系统，中央控制系统及时操作阀门，那么灾难造成的损失将大大减少。但是，中央控制系统，一般是应用在工业控制或者大规模高档楼宇领域，而在普通民用楼宇或者小型工厂应用很少，且发生事故时，难以保证线路的通畅，另外，该系统造价昂贵，技术要求高，且操作不易。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种结构精巧、操作难度低且成本低，使用时可及时发现并反馈阀门的异常状态，从而使人们可快速做出判断并及时对电动执行机构发出指令的智慧型阀门远程控制系统及其工作方法。

本发明的结构框图

本发明的技术方案为：所述阀门设在管道中、且管道内设有信号采集装置，其特征在于，所述控制系统包括监控中心、通讯基站、若干手机客户端和若干电动执行机构;

所述电动执行机构用于驱动所述阀门、且与所述信号采集装置连通，所述监控中心通过无线信息与所述通讯基站连通，若干所述手机客户端通过无线信息与所述通讯基站连通，若干所述电动执行机构通过无线信息与所述通讯基站连通，所述电动执行机构与手机客户端一一对应;

所述电动执行机构包括电控模块、信号采集模块、信号处理模块和信息收发模块，所述电控模块用于控制阀门的开关量，所述信号采集模块与信号采集装置连通、且用于采集信号，所述信号处理模块与信号采集模块连通、且用于处理信号，所述信息收发模块与通讯基站通过无线信息连通。

所述信号采集装置包括温度传感器、压力传感器和流量传感器。所述电控模块包括单片机、485模块、电源模块和交流接触器。

一种智慧型阀门远程控制系统的工作方法，按以下步骤进行工作：1）、信号采集：电动执行机构通过信号采集模块接收由信号采集装置测得的实时信号;2）、信号处理：先在电动执行机构的信号处理模块中设置标准参数区间，再将实时信号与预设参数进行比对;3）、判断阀门是否异常：在信号处理模块中判断实时信号是否超出标准参数区间，如超出，则判定为阀门异常，转入下一步：如未超出，则判定为阀门正常，转入步骤10）；4）、信号发送：电动执行机构通过信息收发模块将阀门异常的信息通过无线信息发送至通讯基站中，并经由通讯基站转发至监控中心内;5）、判断一次确认是否通过：操作人员在监控中心中对实时信号超出标准参数区间进行确认，如确认通过，则转入下一步;如确认不通过，则转入步骤10）;

6）、信息发送：监控中心将阀门异常的信息通过无线信息发送至通讯基站中，并经由通讯基站转发至手机客户端中;7）、判断二次确认是否通过：用户通过手机客户端对阀门异常的信息进行确认，如确认通过，则转入下一步;如确认不通过，则转入步骤10）;8）、指令发送：用户将阀门开关量的调整信息通过通讯基站发送至监控中心内，再由监控中心通过通讯基站将动作指令发送至电动执行机构的信息收发模块中;9）、阀门动作：电动执行机构中的信息收发模块将动作指令传送至电控模块中，驱动阀门动作;10）、阀门停止，完毕。

本发明具有以下有益效果：一、本发明中各部分与通讯基站之间的连接均通过无线信息即GSM或CDMA信号进行，其传输距离极为广泛，经与各大移动运营商协商后，可借用其通讯基站。这样，只要在各大移动运营商的通讯基站覆盖范围内，即可实现监控中心、手机客户端及电动执行机构的联合运作，实现了超远程控制的目的。

二、本发明大幅缩短了工作周期，具体的说：一旦管道中出现异常状况（温度、压力或流量的异常），电动执行机构即可做出快速的判断并发信（步骤1-4），从而在经一、二次确认后快速的给电动执行机构发出动作指令（步骤5-8）。其信号传输快、反应时间短，工作周期极短。

三、本发明的工作方法中包含了一次确认（步骤5）和二次确认（步骤7），从而有效避免了电动执行机构的错误动作，大幅降低了操作失误率。

四、本发明可大范围运用于市政建设中，如煤气管道、输油管、输水管、蒸汽管道等，给智慧型城市的建设带来了极大的便利。此外，也可有效降低日常生活中的安全隐患（煤气泄漏、水管破裂等），提高了安全性并降低了资源浪费。

综上所述，本发明具有传输范围广、通信方便、使用简单、易于推广等特点。