[发明专利]一种智能调节阀远程控制与故障诊断系统及方法

权利要求书

1.一种智能调节阀远程控制与故障诊断系统，其特征在于：包括主控机、通信模块、数据库模块、中央处理器模块、A/D模块、D/A模块、滤波模块、传感器模块、电源模块、LCD模块、报警模块与智能定位器；所述的主控机用于接收调节阀运行状态数据，进行大数据分析、预测估计与远程诊断，发送精确控制信号；所述的通信模块利用工业无线通信模组进行数据交互，通过网关连接到Profibus、ModBus、DevieeNet和Interbus；所述的数据库模块用于存储调节阀的运行状态数据，作为预测估计与诊断的基准数据；所述的中央处理器模块处理传感器模块信号，响应主控机发出的控制命令；所述的A/D模块用于传感器的模拟信号转换为数字信号，D/A模块用于控制信号的数字信号转换为模拟信号；所述的滤波模块用于抑制模拟信号的干扰脉冲，提高系统的抗干扰能力(EMS)；所述的传感器模块包括位移传感器、压力传感器、加速度传感器、温度传感器与流量传感器，用于实时监测调节阀工作状态；所述的LCD模块用于显示主控机诊断结果，实时阀位；所述的报警模块根据主控机的预警命令或中央处理器接收到的实时状态分析做出相应的报警响应；所述的电源模块为中央处理器模块、D/A模块、A/D模块与传感器模块提供相应的工作电压；所述的智能定位器根据控制信号与调节阀阀位反馈信号形成闭环控制，通过智能定位器中的控制算法输出PWM电信号，改变I/P压电阀的进排气状态，气室压力变化驱动执行机构从而实现调节阀开度精确控制；

主控机发送数字控制信号，数字控制信号由通信模块发送到中央处理器模块，经中央处理器模块进行数据处理，并通过D/A转换模块发送对应的模拟量控制信号到智能定位器，从而实时远程控制调节阀开度；传感器模块进行调节阀状态信息实时获取，状态信息经A/D模块发送数字信号到中央处理器模块，将状态信息与主控机实时数据交互并将状态信息存储到数据库中；主控机通过基准数据库进行预测估计，当调节阀状态或工作环境发生变化，主控机可发送控制补偿信号进行补偿控制，当故障状态达到一定程度，则发出报警信号。

2.基于权利要求1所述的系统有如下智能调节阀远程控制与故障诊断方法，其特征在于：具体包括如下步骤来实现：

步骤A1：通过传感器模块将调节阀运行状态信号实时传输到中央处理器模块，中央处理模块进行数据的缩放与标准化处理，发送到主控机模块；

步骤A2：主控机实时获取步骤A1的状态数据，对基准数据库进行数据分析，预测估计与故障诊断，对智能调节阀进行智能自动控制；

步骤A3：主控机发送控制命令信号到中央处理器，中央处理器接收主控机控制信号，发送控制信号到智能定位器模块；

步骤A4：智能定位器接收到步骤A3发送的控制信号，驱动调节阀到达目标阀值R(t)，通过调节阀内置位移传感器反馈阀位值C₁(t)，智能定位器内部算法利用误差信号e(t)＝R(t)-C₁(t)进行闭环控制；

步骤A5：通过外置高精传感器实时检测阀位值C₂(t)，若|C₁(t)-C₂(t)|ε，则中央处理器模块进行控制信号补偿控制，中央处理器发送误差信号e(t)＝R(t)-C₂(t)，之后进入步骤A3，若|C₁(t)-C₂(t)|ε，不进行任何操作，进入步骤A1，循环执行；其中，ε为容许误差精度，ε＝γ·FSR，γ为控制精度，FSR为调节阀额定行程，γ取值范围为0％～1％；

步骤A6：主控机通过步骤A2，实时显示调节阀运行状态，检测故障发生部件，预判调节阀性能工作状态，发送不同的报警信号对用户提示，并将预判结果在人机界面上提示操作。