[发明专利]微电无线远程阀门控制器

说明书

所属技术领域

本发明涉及自来水带压管网和市政中水带压管网阀门控制领域中阀门开启度控制、流量控制和压力控制过程的应用功能研究。本发明所提到的微电无线远程阀门控制器是一款应用于带压管网功能阀上的阀门驱动装置。该装置采用GPRS无线远程通讯方式来接收上位发送来的流量和压力控制参数，通过管网上安装的压力和流量传感器实现管网运行数据采集，用实时运行数据和控制参数进行对比。对比的结果作为控制阀门开启度的依据，从而达到压力和流量控制目的。微电无线远程阀门控制器可以接收上位系统发送的压力或者流量控制曲线，并使用此曲线来实时的控制管网的压力和流量，从而达到管网自动稳压和限时定量供水的目的。

背景技术

城市自来水管线和市政带压管网是城市基础设施的重要组成部分，是城市赖以生存和发展的物质基础，是维护城市正常运转的“生命线”。随着我国经济的发展及城市化步伐的加快，城市规模的扩大和现代化程度的不断提高，作为城市重要基础设施的城市供水管线也越来越庞大、密集，如何保证管网的正常稳定运行是目前摆在全国各地供水公司面前的重要问题。供水管网压力稳定则是减少城市管网渗漏和爆管率的有效途径。面对日益繁杂的供水管线和日益增加的用户数量，必须采取更有效的机制和手段来进行管网压力的稳定。选择阀门控制器对城市供水管线进行地适当的压力控制，则是减少管网渗漏和爆管对国家水资源造成损失和人民生活水平造成影响的唯一办法。

目前国内的阀门控制器多使用大型电机来控制阀门的压力和流量，并且每个阀门控制器必须在其周围增加控制室引入220V或者380V高电压才能保证设备的正常运行。由于国内管线多处于地下，所以在地下井室里引入220V或者380V强电大大增加了用户操作的危险性。强电控制往往象征着必须保证其通讯的稳定性和可靠性，目前最好的解决方式是通过建立有线连接来达到指挥中心与阀门控制室之间的通信，或者采取每个井室专人负责的模式来管理阀门控制器设备，由于城市管网往往分布较广，这样就意味着阀门控制器的施工成本和管理成本的大量投入。

发明内容

本发明主要用于城市带压管线的压力稳定、流量控制和远程应急关阀。微电无线远程阀门控制器的使用解决了目前国内市场微电无线阀门控制器只靠国外进口的历史。与此同时新产品的市场投放也解决了国外阀门控制器无法适合国内客户需求的问题。微电无线阀门控制器使用12V蓄电池供电，在电源供应上，蓄电池可以接太阳能电池板和风力发电机等设备，无需再接入220V或者380V电源。电压范围的降低减少了高压电入井室的危险性。GPRS通讯模块增加了信号放大功能，即使把阀门控制器放在井室内也不会影响设备的正常通讯。阀门控制器在封装过程中充分考虑到了地下井室的恶劣环境会对阀门控制器的影响，所以在外壳的设计中采用IP68防水等级和防爆功能。改现有阀门控制器的有线数据通信为无线GPRS通讯，减少布线施工成本。阀门控制器阀门开启度执行单位采用管网自身压力，无需外部机械力作用，所以在运行过程中功耗很低，是一款真正的低功耗产品。

本发明涉及的微电无线远程阀门控制器开发解决了国内阀门控制的高安装成本及阀门控制安全性低的问题。微电无线远程阀门控制器由控制器主体单元、两路外置压力变送器、两个DC12V先导式电磁阀、外接电源模块和外接天线五部分组成。其中控制器主体单元包括基于微功耗的单片机及相关外围器件的处理平台，实现无线GPRS数传模块、基本工业通信模块、功率电气组件控制模块、多路模拟数字转换模块、4M字节Flash ROM存储模块、LED显示屏和按键的输入输出电路模块、电源处理模块。控制器通过可编程的微功耗单片机接收用户的控制命令完成各执行单元的协调工作，实现对电磁阀的控制。

附图说明

图1为微电无线远程阀门控制器的主体单元组成结构

【9】电源管理模块 【10】GPRS通讯模块 【11】微功耗单片机

【12】Flash ROM模块 【13】功率电气组件控制模块 【14】电源模块

【15】液晶显示屏 【16】流量计设备串口模块 【17】压力变送器模数转换接口

【18】压力变送器模数转换接口 【19】电磁阀驱动端口1

【20】电磁阀驱动端口2 【21】切换按钮 【22】调节阀门开关量按钮

【23】调节阀门开关量按钮 【24】外接天线 【25】防护外壳

图2为微电无线远程阀门控制器的执行单元组成结构