[發明專利]遠程無線雙向數傳閥門調節及控制系統

在審

• 申請號: 201711087943.2
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107859771A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 徐新芳
• 申請（專利權）人: 巴彥淖爾西部銅業有限公司
• 主分類號: F16K31/04
• 分類號: F16K31/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及閥門調節及控制技術領域，特別是涉及一種遠程無線雙向數傳閥門調節及控制系統，主要用于人工遠程對供水、供暖、供油、供氣及化工物質等液態或氣態流體管道的主干及分支大中小型閥門進行流量的調節及開關控制。

背景技術

閥門是對供水、供暖、供油、供氣等液態或氣態流體進行管道輸送時進行流量調節及開關的一種控制裝置。當前市場上絕大部分都還是應用的現場手動閥門，有少部分是安裝在現有管線手動閥門上的電動調閥執行機構，被稱為電動調閥執行器或者電動執行器，也有少部分直接在新實施的管線上安裝了電動閥門，所述的電動閥門是指帶電動調閥執行機構的閥門，這些少數電動機構，大多數都是現場電動操控調節閥門的，少部分是有一定距離的有線電動控制控調節閥門。總之，無論礦山、工廠或城市都離開不了控制以上流體的閥門設備。當前，無論礦山、工廠或城市的供水、供暖、供油、供氣等流體的管網中，人們對閥門開度調節或者開關控制，大部分都是現場人工轉動閥門的手輪來完成的，浪費大量的人力物力，尤其是干旱地區的礦山企業，缺水嚴重，星羅棋布的供水管網覆蓋半徑有的遠達幾十公里，部分閥門需要翻山越嶺人工去調節，更嚴重的是寒冬雪天，開車上山破陡路滑，增加了不安全因素。對有毒、易燃、易爆介質管網閥門的現場人工調節，也增加了不安全隱患。一種遠程無線雙向數傳閥門調節及控制系統，即可解決上述問題，并克服了有線電動調節閥門距離受限制、并需要挖溝鋪設電纜致使投資成本高及鋪設空間易受周圍環境限制的問題，該遠程無線雙向數傳閥門調節及控制系統直接控制距離達20公里，通過該系統的無線雙向數傳技術作為中繼器，可成倍增加控制距離，不需利用移動網路而帶來的斷網和不即時性，對供水、供暖、供油、供氣等所有需要調節大型、中型、小型閥門或開關閥門的進行集中調控，是建設智慧礦山、智慧城市的一個技術支撐。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種成本低、設計精簡可靠、不操控時微功耗、抗干擾極強的遠程無線雙向數傳閥門調節及控制系統。

一種遠程無線雙向數傳閥門調節及控制系統，所述的該閥門調節及控制系統，包括操控機、太陽能電源、調閥控制裝置和電動調閥執行器或者和電動閥門構成，或者是由操控機，調閥控制裝置和電動調閥執行器或者和電動閥門構成。所述的太陽能電源包括逆變器、太陽能板、蓄電池和太陽能控制器構成，逆變出50HZ 380V 三相 電壓。所述的調閥控制裝置，是靠太陽能供電或靠電力供電及控制電動調閥執行器用電的裝置。所述的該閥門調節及控制系統，是由一臺操控機與一套及以上的太陽能電源、對應數量的調閥控制裝置和對應數量的電動調閥執行器（或者是電動閥門，包含防爆電動調閥執行器或防爆電動閥門）構成，或者是由一臺操控機與一臺及以上的調閥控制裝置和對應數量的電動調閥執行器（或者是電動閥門，包含防爆電動調閥執行器或防爆電動閥門）構成。操控機在集控中心，帶有太陽能電源的調閥控制裝置或不帶有太陽能電源的調閥控制裝置在遠程閥門附近，電動調閥執行器是安裝在現場閥門上的（把以前現場人工調節閥門的手輪去掉，通過法蘭螺絲和旋轉軸鍵固定在一起，相當于電動閥），或者是電動閥直接安裝在管道上。所述的操控機內的單片機與所述的調閥控制裝置內主控板上的單片機通過各自的天線及無線收發模塊進行雙向數字傳輸的。當操控人員在集控中心需要對遠程星羅棋布若干個閥門中的某一閥門進行開度調節時，只需輸入要調節閥門的編號，點擊停止/編碼確認按鈕，最后再點擊調大操作按鈕或調小操作按鈕即可，此時所有不同閥門附近的調閥控制裝置都接收編碼，只有對應編號需要調節的閥門附近的調閥控制裝置能接收操控機大功率發來的調大或調小信號，控制啟動電動調閥執行器旋轉，閥門開始調大（正轉）或者調小（反轉），同時，調閥控制裝置向操控機回傳對應的調大或者調小信號，使紅燈或者藍燈被點亮，綠燈滅，表示閥門在被成功調節，在此進行調節過程中，閥門的開度變化，其對應的開度數據也同時回傳到操控機，并通過顯示屏顯示出來，當顯示的開度數據達到要求時，操控人員點擊停止/編碼確認按鈕，此時調閥控制裝置接收停止信號，并切斷電動調閥執行器電源，電動調閥執行器停止旋轉，同時，調閥控制裝置向操控機回傳停止信號，紅燈或者藍燈滅，綠燈被點亮，標志著遠程操控閥門調節開度的工作已經完成，大功率無線數傳停止，系統進入進入微功耗狀態。當操控人員需要對閥門進行開關操作時，和對閥門的開度調節操作是一樣的，閥門停止時并不需要點擊停止/編碼確認按鈕，也即一鍵操作即可完成。如果是全開，就點擊調大操作按鈕，如果是關閉，就點擊調小操作按鈕即可，當電動調閥執行器帶動旋轉到達全開或者關閉位置后，由于電動調閥執行器內部限位開關的斷開作用，控制調閥控制裝置切斷電動調閥執行器電源，使執行器自動停止旋轉，此時調閥控制裝置向操控機回傳停止信號，紅燈或藍燈滅，綠燈亮，標志著遠程操控閥門開關的工作已經完成，大功率無線數傳停止，進入微功耗狀態。這就是遠程無線雙向數傳閥門調節及控制系統的整個工作過程，該工作過程中，信號傳遞過程是這樣的：首先操控機發送信號，調閥控制裝置接收信號，控制啟動電動調閥執行器，并驗證執行器確實啟動后回傳啟動信號點亮調大紅燈或者點亮調小藍燈，同時不斷向操控機回傳開度數據信號，當操控機發送停止信號后，調閥控制裝置接收信號，控制電動調閥執行器停止，并確認控制執行器停止后，回傳停止信號，整個信號傳遞是“閉環”形式完成的，通俗理解，有“問”必有“答” 。必須說明的，當前的技術背景：利用太陽能逆變供電時，逆變器都是全天候逆變的，包括所供電的負載不工作時逆變器也一直空載逆變，除非現場有人值守或者人從遠處到現場，在負載不工作時操控逆變器停止。所述的該遠程無線雙向數傳閥門調節及控制系統，靠太陽能供電的調閥控制裝置，能控制逆變器啟停，平時逆變器不工作，只有集控中心的操控人員點擊操控機上的調大或調小按鈕后，調閥控制裝置內的主控板上逆變控制繼電器的常開觸頭才閉合觸發逆變器面板上的“啟動”按鈕電路，逆變出50HZ 380V 三相 電壓，以供調閥控制裝置和電動調閥執行器用電，當調閥控制裝置接收到操控機發來的停止信號后，調閥控制裝置內的主控板上逆變控制繼電器的常閉觸頭閉合觸發逆變器面板上的的“關閉”按鈕電路，逆變器停止工作，同時調閥控制裝置的交流接觸器失電斷開，切斷電動調閥執行器電源，電動調閥執行器停止旋轉。以此方式，極大的降低了 耗電量，大大減少了太陽能板和蓄電池的個數，節能又節省人力去現場控制逆變器停止的繁瑣工作，是無電力的地方值得推廣應用的一種太陽能供電控制方式 。 該系統通過大半年的運行驗證了其性能極其可靠，太陽能供電穩定充盈，極大的方便了供水環節。