智能阀门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——一种智能阀门系统。该专利由杭州思而行科技有限公司申请，并于2018年8月28日获得授权公告。

内容说明

本发明属于阀门应用领域，尤其涉及一种智能阀门系统。

发明背景

阀门经常用于重要的工业生产及民生场合，它的安全合理使用非常重要。从安全上来说，发生泄漏后很容易造成安全问题及环境污染问题，给投资人与社会造成极大的损失。而从合理上来说，阀门的配置大小成本差距大，阀门开关特性对工艺生产的影响很大，我们原来选型大部分依据经验数据，调整很难，很难判断你的阀门选型是否存在问题。

传统阀门存在泄漏检测困难，并且能够对阀门进行故障判断往往必须有专用设备，一般工厂很少配备，即使配备也很难及时去检查，存在投资大，工厂必须有专业工程师进行故障判断分析等诸多缺点。

而且许多工业用阀门价格昂贵，使用地点使用条件有差异很大，如何跟踪阀门的使用情况并根据使用情况开发相应的产品都只能靠人反应，没有统一的数据依据。

阀门经常用于重要的工业生产及民生场合，发生泄漏后很容易造成安全问题及环境污染问题，给投资人与社会造成极大的损失。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种不仅解决了阀门内漏在线检测，工作时候实时流量曲线分析等，实时提供阀门工作状况，并能对故障提前预诊断，能够及时发现故障并发出报警信号，给制造厂家提供云平台，能够及时跟踪分析产品的质量及使用状况，并根据参数的分析调整产品的生产工艺要求的智能阀门系统。

本发明的技术方案：一种智能阀门系统，包括CPU、网关、云服务器、人机交互设备、阀门、连接在阀门前端的阀前温度传感器和阀前压力传感器、连接在阀门后端的阀后温度传感器和阀后压力传感器，所述阀门上还连接有阀门位置开关和阀门位置传感器，所述阀前温度传感器、阀前压力传感器、阀后温度传感器、阀后压力传感器和阀门位置传感器均通过A/D转换模块连接CPU的信号接收端，所述阀门位置开关通过数字量采集模块连接CPU的信号接收端，所述CPU的信号发射端通过通讯模块连接网关，所述网关连接云服务器，所述云服务器连接人机交互设备。

优选地，所述阀门前端还连接有流量传感器，所述流量传感器也通过A/D转换模块连接CPU的信号接收端。该系统通过温度传感器检测可以实时知道阀门的状况，通过分析温差曲线可以实时感知阀门的工作状况。该系统通过压力传感器的检测可以实时知道阀门的状况，通过分析压力差曲线可以实时感知阀门的工作状况。该系统通过比对针对阀门的控制命令以及对命令响应之间正常曲线与实际响应曲线之间的差距来进行在线诊断。

该系统通过多家工厂不同传感器的工作状况，对应不同口径的管道，不同介质的管道以及不同类型的阀门，比对实时数据库与历史数据库的不同数据，在此基础上分别进行大数据分析，以寻找阀门本身质量的优化数据，阀门本身的故障预警机制和生产过程中的工艺优化方案。

所述阀门为开关阀时，通过阀门位置开关感知阀门实际开关信号，通过分析阀门的实际位置与命令信号之间的差异判断阀门是否按照命令动作，动作是否到位，然后在人机交互设备的人机界面上发出报警信号或者到位信号。所述阀门为调节阀，通过阀门定位器上的阀门位置传感器检测感知阀门的实际转动位置，通过分析阀门的实际位置与命令信号之间的差异判断阀门是否按照命令动作，动作是否到位，然后在人机交互设备的人机界面上发出报警信号或者到位信号。

所有传感器的检测信号通过信号转换模块的转换后被CPU接收，CPU通过通讯模块使用RS232、RS485、TCPIP或者无线通讯的通讯协议把信号发送到云服务器的云端数据库，在云端通过软件对采集到的数据进行处理。

优选地，所述网关将内部网络和外部网路隔离，所述云服务器的云端数据包包括实时数据库和历史数据库；该系统可以在人机交互设备的人机界面上根据不同用户的实际需求编制相应的应用程序，实现功能需求，包含状态监控，预警，报警，报表，实时趋势及历史趋势。

本发明中A/D转换模块、数字量采集模块、CPU和通讯模块合并起来可以用市面采购的数据采集单元（包含数据采集，数据预处理，数据通讯转发接口）替换。

本发明不仅解决了阀门内漏在线检测，工作时候实时流量曲线分析等问题，实时提供阀门工作状况，并能对故障提前预诊断，能够及时发现故障并发出报警信号，给制造厂家提供云平台，能够及时跟踪分析产品的质量及使用状况，并根据参数的分析调整产品的生产工艺要求，而且依靠云平台，制造厂家可以根据自己掌握的数据不断调整，进而提高产品质量，进一步可以给用户选型时候起到顾问的专用，让客户依赖你，产生粘性，让你即作为产品供应商，也作为服务的提供者。