一种基于NB-IoT的管道流体检测控制系统的制作方法

本实用新型涉及电动执行器技术领域，特别是一种基于nb-iot的管道流体检测控制系统。

背景技术：

目前，普通的电动执行器不能根据生产的实际要求通过网络实现远程控制。具有远程控制功能的电动执行器，通信方式分为两种，一是基于wifi网络通信，但不适用于野外的工作环境；二是基于通用的手机通信网络，但其信号穿透性不强，且采用传统的gps定位方案，存在终端续航能力差的缺点。另外，大多数电动执行器缺乏完善的故障处理和报警机制，存在控制精度低，可靠性不高的问题。

近年来，物联网技术在不断发展。因此可以通过利用窄带物联网（narrowbandinternetofthings,nb-iot）技术应用到电动执行器中以解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型一种基于nb-iot的管道流体检测控制系统，克服了现有技术存在的不足，提供一种具有远程智能控制和完善的故障预警、处理机制的管道流体检测控制系统。

本实用新型采用的技术方案为：一种基于nb-iot的管道流体检测控制系统，包括电动执行器，还包括云服务器，中央处理模块以及均与中央处理模块相连的电源模块，电机控制模块、检测模块、系统保护模块和nb-iot模块，nb-iot模块与云服务器无线相连；

检测模块用于测量电动执行器的驱动轴的旋转角度，并采集管道流体的流速、温度和压力。

优选的，还包括人机接口模块，人机接口模块与所述中央处理模块相连，人机接口模块由按键和液晶显示屏组成。

优选的，还包括报警模块，报警模块与所述中央处理模块相连。

优选的，所述检测模块包括开度测量装置、流速传感器、温度传感器和压力传感器，流速传感器、温度传感器和压力传感器都设置在管道内，并与所述中央处理模块的输入端相连，开度测量装置包括角度传感器和扇形齿轮，角度传感器的转轴上固定有一个齿轮，扇形齿轮固定在所述驱动轴上，扇形齿轮与齿轮啮合，角度传感器与所述中央处理模块的输入端相连。

优选的，所述nb-iot模块内设有定位模块，定位模块利用移动通信基站定位技术获取所述电动执行器的位置信息。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

1.本实用新型中的中央处理模块可以实时监控阀门状态及管道内流体的信息并通过比较所述状态数据与预设状态参数，智能控制电动执行器门的开度，增强了控制的精度；

2.本实用新型中的nb-iot模块将所述状态数据通过nb-iot网络上传至物联网云服务器，并可以通过远程监控平台实时监控阀门状态数据，实现了远程智能监测与控制，增强了控制方式的灵活性和可靠性；

3.与常规的无线网络传输方式相比，nb-iot模块功耗低、成本低，且信号可以覆盖到地下管道，增强了控制的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图。

图2为本实用新型提供的开度测量装置的安装示意图。

图中，1-中央处理模块，2-电源模块，3-电机控制模块，4-检测模块，5-系统保护模块，6-人机接口模块，7-报警模块，8-nb-iot模块，9-云服务器，10-驱动轴，11-电机，41-开度测量装置，42-流速传感器，43-温度传感器，44-压力传感器，411-角度传感器，412-齿轮，413-扇形齿轮，81-定位模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示，本实用新型一种基于nb-iot的管道流体检测控制系统，包括电动执行器，还包括人机接口模块6，报警模块7，云服务器9，中央处理模块1以及均与中央处理模块1相连的电源模块2，电机控制模块3、检测模块4、系统保护模块5和nb-iot模块8，nb-iot模块8与云服务器9无线相连。

检测模块4用于测量电动执行器的驱动轴10的旋转角度，并采集管道流体的流速、温度和压力。电源模块2用于给中央处理模块1和电机控制模块3供电。电机控制模块3用于控制电机11，接收中央处理模块1的控制指令获取装有电动执行器的阀门的上下限位信息以及实时阀门的开度；出现故障时，可通过接收中央处理模块中预设的故障处理指令控制阀门的打开与关闭，提高电动执行器开度控制的稳定性、精确性。系统保护模块5用于过力矩保护、控制信号丢失保护等，电机堵转时的过力矩保护和控制信号丢失保护，并发送堵转信息或控制信号状态信息给中央处理模块。

中央处理模块1用于将检测模块4检测到的数据通过nb-iot模块8上传至云服务器9；接收云服务器9下发的信息处理后发送给电机控制模块3；还用来检测和判断状态数据，若与预设状态参数不符，则发送命令给报警模块7并通过nb-iot8模块上传至云服务器9。

人机接口模块6与所述中央处理模块1相连，人机接口模块6由按键和液晶显示屏组成。

报警模块7与所述中央处理模块1相连。报警模块7接收中央处理模块1发出的报警命令并执行报警动作，可以采用蜂鸣器报警。

检测模块4包括开度测量装置41、流速传感器42、温度传感器43和压力传感器44，流速传感器42、温度传感器43和压力传感器44都设置在管道内，并与中央处理模块1的输入端相连。如图2所示，开度测量装置41包括角度传感器411和扇形齿轮413，角度传感器411的转轴上固定有一个齿轮412，扇形齿轮413固定在驱动轴10上，扇形齿轮413与齿轮412啮合，角度传感器411与中央处理模块1的输入端相连。

nb-iot模块8内设有定位模块81，定位模块81利用移动通信基站定位技术获取电动执行器的位置信息。定位模块81采用nb网关可以为用户提供基站级定位。

具体实施时，中央处理模块1可以采用常规的控制器，例如stm32系列单片机。nb-iot模块8采用bc35-g模组。人机接口模块采用单点硅胶按键和lcd12864液晶屏。

上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：

1.一种基于nb-iot的管道流体检测控制系统，包括电动执行器，其特征在于：还包括云服务器（9），中央处理模块（1）以及均与中央处理模块（1）相连的电源模块（2），电机控制模块（3）、检测模块（4）、系统保护模块（5）和nb-iot模块（8），nb-iot模块（8）与云服务器（9）无线相连；

检测模块（4）用于测量电动执行器的驱动轴（10）的旋转角度，并采集管道流体的流速、温度和压力。

2.根据权利要求1所述的一种基于nb-iot的管道流体检测控制系统，其特征在于：还包括人机接口模块（6），人机接口模块（6）与所述中央处理模块（1）相连，人机接口模块（6）由按键和液晶显示屏组成。

3.根据权利要求2所述的一种基于nb-iot的管道流体检测控制系统，其特征在于：还包括报警模块（7），报警模块（7）与所述中央处理模块（1）相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于nb-iot的管道流体检测控制系统，其特征在于：所述检测模块（4）包括开度测量装置（41）、流速传感器（42）、温度传感器（43）和压力传感器（44），流速传感器（42）、温度传感器（43）和压力传感器（44）都设置在管道内，并与所述中央处理模块（1）的输入端相连，开度测量装置（41）包括角度传感器（411）和扇形齿轮（413），角度传感器（411）的转轴上固定有一个齿轮（412），扇形齿轮（413）固定在所述驱动轴（10）上，扇形齿轮（413）与齿轮（412）啮合，角度传感器（411）与所述中央处理模块（1）的输入端相连。

5.根据权利要求1所述的一种基于nb-iot的管道流体检测控制系统，其特征在于：所述nb-iot模块（8）内设有定位模块（81），定位模块（81）利用移动通信基站定位技术获取所述电动执行器的位置信息。

技术总结
本实用新型提供了一种基于NB‑IoT的管道流体检测控制系统，包括电动执行器，云服务器，中央处理模块以及均与中央处理模块相连的电源模块，电机控制模块、检测模块、系统保护模块和NB‑IoT模块，NB‑IoT模块与云服务器无线相连；检测模块用于测量电动执行器的驱动轴的旋转角度，并采集管道流体的流速、温度和压力；本实用新型提高了阀门控制的精度，实现了远程控制，信号覆盖面广，增强了控制的可靠性。

技术研发人员：李云山;徐善智;张晓荣;乔凌霄;蒋卫东;李红伟;翟卓峰;王文冬;魏从军;王金策
受保护的技术使用者：山西好利阀机械制造有限公司;山西能源学院
技术研发日：2020.01.13
技术公布日：2020.07.31