智能閥門系統(tǒng)的工作原理及設(shè)計(jì)

今天為大家介紹一項(xiàng)國家發(fā)明授權(quán)專利——一種智能閥門系統(tǒng)。該專利由杭州思而行科技有限公司申請，并于2018年8月28日獲得授權(quán)公告。

內(nèi)容說明

本發(fā)明屬于閥門應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種智能閥門系統(tǒng)。

發(fā)明背景

閥門經(jīng)常用于重要的工業(yè)生產(chǎn)及民生場合，它的安全合理使用非常重要。從安全上來說，發(fā)生泄漏后很容易造成安全問題及環(huán)境污染問題，給投資人與社會造成極大的損失。而從合理上來說，閥門的配置大小成本差距大，閥門開關(guān)特性對工藝生產(chǎn)的影響很大，我們原來選型大部分依據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，調(diào)整很難，很難判斷你的閥門選型是否存在問題。

傳統(tǒng)閥門存在泄漏檢測困難，并且能夠?qū)﹂y門進(jìn)行故障判斷往往必須有專用設(shè)備，一般工廠很少配備，即使配備也很難及時去檢查，存在投資大，工廠必須有專業(yè)工程師進(jìn)行故障判斷分析等諸多缺點(diǎn)。

而且許多工業(yè)用閥門價格昂貴，使用地點(diǎn)使用條件有差異很大，如何跟蹤閥門的使用情況并根據(jù)使用情況開發(fā)相應(yīng)的產(chǎn)品都只能靠人反應(yīng)，沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)依據(jù)。

閥門經(jīng)常用于重要的工業(yè)生產(chǎn)及民生場合，發(fā)生泄漏后很容易造成安全問題及環(huán)境污染問題，給投資人與社會造成極大的損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，提供了一種不僅解決了閥門內(nèi)漏在線檢測，工作時候?qū)崟r流量曲線分析等，實(shí)時提供閥門工作狀況，并能對故障提前預(yù)診斷，能夠及時發(fā)現(xiàn)故障并發(fā)出報(bào)警信號，給制造廠家提供云平臺，能夠及時跟蹤分析產(chǎn)品的質(zhì)量及使用狀況，并根據(jù)參數(shù)的分析調(diào)整產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝要求的智能閥門系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種智能閥門系統(tǒng)，包括CPU、網(wǎng)關(guān)、云服務(wù)器、人機(jī)交互設(shè)備、閥門、連接在閥門前端的閥前溫度傳感器和閥前壓力傳感器、連接在閥門后端的閥后溫度傳感器和閥后壓力傳感器，所述閥門上還連接有閥門位置開關(guān)和閥門位置傳感器，所述閥前溫度傳感器、閥前壓力傳感器、閥后溫度傳感器、閥后壓力傳感器和閥門位置傳感器均通過A/D轉(zhuǎn)換模塊連接CPU的信號接收端，所述閥門位置開關(guān)通過數(shù)字量采集模塊連接CPU的信號接收端，所述CPU的信號發(fā)射端通過通訊模塊連接網(wǎng)關(guān)，所述網(wǎng)關(guān)連接云服務(wù)器，所述云服務(wù)器連接人機(jī)交互設(shè)備。

優(yōu)選地，所述閥門前端還連接有流量傳感器，所述流量傳感器也通過A/D轉(zhuǎn)換模塊連接CPU的信號接收端。該系統(tǒng)通過溫度傳感器檢測可以實(shí)時知道閥門的狀況，通過分析溫差曲線可以實(shí)時感知閥門的工作狀況。該系統(tǒng)通過壓力傳感器的檢測可以實(shí)時知道閥門的狀況，通過分析壓力差曲線可以實(shí)時感知閥門的工作狀況。該系統(tǒng)通過比對針對閥門的控制命令以及對命令響應(yīng)之間正常曲線與實(shí)際響應(yīng)曲線之間的差距來進(jìn)行在線診斷。

該系統(tǒng)通過多家工廠不同傳感器的工作狀況，對應(yīng)不同口徑的管道，不同介質(zhì)的管道以及不同類型的閥門，比對實(shí)時數(shù)據(jù)庫與歷史數(shù)據(jù)庫的不同數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上分別進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，以尋找閥門本身質(zhì)量的優(yōu)化數(shù)據(jù)，閥門本身的故障預(yù)警機(jī)制和生產(chǎn)過程中的工藝優(yōu)化方案。

所述閥門為開關(guān)閥時，通過閥門位置開關(guān)感知閥門實(shí)際開關(guān)信號，通過分析閥門的實(shí)際位置與命令信號之間的差異判斷閥門是否按照命令動作，動作是否到位，然后在人機(jī)交互設(shè)備的人機(jī)界面上發(fā)出報(bào)警信號或者到位信號。所述閥門為調(diào)節(jié)閥，通過閥門定位器上的閥門位置傳感器檢測感知閥門的實(shí)際轉(zhuǎn)動位置，通過分析閥門的實(shí)際位置與命令信號之間的差異判斷閥門是否按照命令動作，動作是否到位，然后在人機(jī)交互設(shè)備的人機(jī)界面上發(fā)出報(bào)警信號或者到位信號。

所有傳感器的檢測信號通過信號轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換后被CPU接收，CPU通過通訊模塊使用RS232、RS485、TCPIP或者無線通訊的通訊協(xié)議把信號發(fā)送到云服務(wù)器的云端數(shù)據(jù)庫，在云端通過軟件對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

優(yōu)選地，所述網(wǎng)關(guān)將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)路隔離，所述云服務(wù)器的云端數(shù)據(jù)包包括實(shí)時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫；該系統(tǒng)可以在人機(jī)交互設(shè)備的人機(jī)界面上根據(jù)不同用戶的實(shí)際需求編制相應(yīng)的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)功能需求，包含狀態(tài)監(jiān)控，預(yù)警，報(bào)警，報(bào)表，實(shí)時趨勢及歷史趨勢。

本發(fā)明中A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字量采集模塊、CPU和通訊模塊合并起來可以用市面采購的數(shù)據(jù)采集單元（包含數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)預(yù)處理，數(shù)據(jù)通訊轉(zhuǎn)發(fā)接口）替換。

本發(fā)明不僅解決了閥門內(nèi)漏在線檢測，工作時候?qū)崟r流量曲線分析等問題，實(shí)時提供閥門工作狀況，并能對故障提前預(yù)診斷，能夠及時發(fā)現(xiàn)故障并發(fā)出報(bào)警信號，給制造廠家提供云平臺，能夠及時跟蹤分析產(chǎn)品的質(zhì)量及使用狀況，并根據(jù)參數(shù)的分析調(diào)整產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝要求，而且依靠云平臺，制造廠家可以根據(jù)自己掌握的數(shù)據(jù)不斷調(diào)整，進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)一步可以給用戶選型時候起到顧問的專用，讓客戶依賴你，產(chǎn)生粘性，讓你即作為產(chǎn)品供應(yīng)商，也作為服務(wù)的提供者。