一种基于智慧监盘系统的智能阀门结构的制作方法

1.本实用新型涉及火电厂智能控制技术领域，特别涉及一种基于智慧监盘系统的智能阀门结构，尤其是一种可与总线型智能执行机构配合使用的阀门结构。


背景技术：

2.电动执行机构具有行程控制、转矩保护、手电动切换和手动操作、远程及就地控制等基本功能，可以将上位控制设备和系统给出的电量指令信号转化为相应的位移，驱动最终的控制部分(如阀门、挡板)至系统所要求的位置，进而调节和控制流量、温度、压力等过程参数，实现系统的过程控制。目前，在大型火电厂中，电动执行机构的应用非常普遍。因此在整个大型火电厂中，阀门也显然是非常重要的部件，典型的有闸阀、截止阀、蝶阀和球阀等等。
3.传统火电厂各个系统、设备等的运行主要依靠人对系统或设备状态和参数进行监控，需要运行人员全天二十四小时对不断变化的数据进行巡视和监控，但这种人工监盘难以发现设备故障前期参数的缓慢变化，且这种方式需运行人员在盘前集中精力持续盯住各重要参数的变化，工作压力大、劳动强度高。
4.其中，总线执行机构及其阀门本体的设备状态和参数采集、控制是整个监控工作中重要的一环。基于此，智慧监盘系统应运而生。智慧监盘的理念是用大数据分析技术，对工艺设备和生产流程的海量历史数据进行关联分析，利用机器学习算法对有效数据进行预测建模；通过边界识别技术，将参数的运行健康水平整合成一根量化的健康指标曲线hpi(health performance indicator)。依靠计算机对海量参数的hpi指标进行不间断地扫描分析，并将hpi指标的异常结果进行有效的呈现，实现参数异常事件的早发现、早处理，将运行中可能出现的事故处理前置，变传统运行的事后处理为事前模型分析、偏离预计、提前防范。
5.在上述智慧监盘系统中，需要对系统运行中的各个参数实现及时的上报和采集，以与系统模型做比对；但传统火电厂设备中，大量的阀门是采用传统结构和工艺的设计，且为电厂直接采购部件；而智慧监盘系统通常是过程控制开发研制单位为电厂所做“软件”升级服务；阀门的“硬件”设计往往无法直接满足“软件”升级的要求，从而在这一环节造成很多困扰，增加了三方的工作量。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种基于智慧监盘系统的智能阀门结构，以解决现有技术中对于传统电厂的阀门结构无数据采集装置，无法适应智慧监盘系统改造升级的问题。
7.为解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种基于智慧监盘系统的智能阀门结构，所述的阀门包括有阀门本体，其特征在于：所述的阀门进一步包括有数据采集装置，该数据采集装置包括有：通讯模块、开关指令模块、模拟指令模块、位置反馈模块、编码器、温
度监测模块、电压监测模块、预警模块及设备生命周期模块；其中，所述的开关指令模块、模拟指令模块、位置反馈模块、编码器、温度监测模块、电压监测模块、预警模块及设备生命周期模块分别与通讯模块连接，发送各自采集的数据至通讯模块；所述的通讯模块通过总线协议与总线执行机构的控制模块连接通信；
8.其中，所述的开关指令模块用于检测执行机构是否接收到上位控制设备和系统如dcs发送的开关指令信号；
9.其中，所述的模拟指令模块用于检测执行机构是否接收到上位控制设备和系统如dcs发送的模拟指令信号；
10.其中，所述的位置反馈模块用于比较指令及反馈的状态；
11.其中，所述的编码器用于实施监测阀位的变化，每一个机器位置对应的编码是唯一的；
12.其中，所述的温度监测模块进一步包括有用于实时检测电机线圈温度的电机温度监测模块、用于实时检测执行机构工作环境温度的控制单元温度监测模块；
13.其中，所述的电压监测模块进一步包括有用于实时检测执行机构供电电压的交流电压监测模块、用于实时检测变频器工作的直流电压监测模块；
14.其中，所述的预警模块用于在设备工作电压、温度、扭矩超过设定阈值时，将预警信号通过通讯模块传送到dcs系统中进行故障预警。
15.其中，所述的设备生命周期模块用于测量所述阀门的开关时间、开关次数等信息，并通过通讯模块上传给dcs系统，用做对设备检修更换的依据。
16.所述的阀门包括但不限于应用于电厂系统中的各种闸阀、截止阀、蝶阀和球阀等。
17.所述的总线协议为profibus
‑
bus。
18.本实用新型一种基于智慧监盘系统的智能阀门结构，其优点及功效在于：阀门设备厂家可在研发生产阶段，通过加装阀门结构的数据采集装置，使得该阀门实现智能化，从而适应整个电厂实现智慧监盘系统的改造和升级。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，可以理解地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
20.图1是本实用新型一种基于智慧监盘系统的智能阀门结构框图
21.图2是本实用新型实施例中开关指令模块接受指令信号流程图。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本实用新型而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本实用新型所要求保护的技术方案。
23.本实用新型实施例提供一种基于智慧监盘系统的智能阀门结构，该阀门包括但不限于应用于电厂系统中的各种闸阀、截止阀、蝶阀和球阀等；如图1所示，所述的阀门包括有阀门本体2及数据采集装置1；
24.该数据采集装置1包括有：通讯模块100、开关指令模块101、模拟指令模块102、位置反馈模块103、编码器104、温度监测模块105、电压监测模块106、预警模块107及设备生命周期模块108；其中，所述的开关指令模块101、模拟指令模块102、位置反馈模块103、编码器104、温度监测模块105、电压监测模块106、预警模块107及设备生命周期模块108分别与通讯模块100连接，发送各自采集的数据至通讯模块；所述的通讯模块通过profibus
‑
bus总线协议与总线执行机构的控制模块连接通信；
25.其中，所述的开关指令模块用于检测执行机构是否接收到上位控制设备和系统如dcs发送的开关指令信号；其具体的指令信号包括：开/关/停/esd(electro
‑
static discharge，静电释放)。
26.其中，所述的模拟指令模块用于检测执行机构是否接收到上位控制设备和系统如dcs发送的模拟指令信号；其正常数值范围在0
‑
100.0％。
27.其中，所述的位置反馈模块用于比较指令及反馈的状态。
28.其中，所述的编码器用于实施监测阀位的变化，每一个机器位置对应的编码是唯一的；所述的编码范围为0
‑
1048575(20位绝对值编码)。
29.其中，所述的温度监测模块进一步包括有用于实时检测电机线圈温度的电机温度监测模块、用于实时检测执行机构工作环境温度的控制单元温度监测模块；其中，电机温度的正常数值范围为
‑
32.0～160.0摄氏度；控制单元温度正常数值范围为
‑
55.0～125.0摄氏度。
30.其中，所述的电压监测模块进一步包括有用于实时检测执行机构供电电压的交流电压监测模块、用于实时检测变频器工作的直流电压监测模块；其中，所述的交流电压的正常范围为0
‑
500v；所述的直流电压的正常范围为0
‑
75v。
31.其中，所述的预警模块用于在设备工作电压、温度、扭矩超过设定阈值时，将预警信号通过通讯模块传送到dcs系统中进行故障预警。
32.其中，所述的设备生命周期模块用于测量所述阀门的开关时间、开关次数等信息，并通过通讯模块上传给dcs系统，用做对设备检修更换的依据。
33.本实用新型实施例中的数据采集装置的各个组成模块，均可采用现有技术中市售功能部件，以其中的开关指令模块为例，如图2所示，通过该模块收集并检测执行机构是否接收到上位控制设备和系统如dcs发送的开关指令信号，并通过数据采集装置的通讯模块通过总线协议发送给执行机构，再进一步传送至上位控制设备和系统。数据采集装置的其他组成模块与此类似，不再赘述。
34.本实用新型的新型阀门结构，通过增设了数据收集装置，在阀门研发及生产环节增加硬件结构，使得使该阀门“智能化”，从而可以直接应用于电厂等系统进行智能化过程的改造和升级，大大节约了生产成本，提高了生产效率。