具自動檢測及故障排除功能的智能閥的制作方法
【專利摘要】一種具自動檢測修復功能的智能閥，含：一閥件連接一管路；該閥件內包含一閥片，該閥片連接一閥門開關，該閥門開關連接一閥門驅動器；該閥件上設有一位置傳感器；一現場控制器，與該閥門驅動器及位置傳感器連接，且具有一邏輯處理單元及一信號比對單元；該邏輯處理單元內建有邏輯判斷庫；該信號比對單元具有一位置信號資料庫；該位置信號資料庫依照該閥門驅動器的啟動次別，依次記錄位置信號及信號時間，并將其儲存成一位置時間軌跡；該信號比對單元尚內建有一標準軌跡；一遠控制端；以及一故障排除單元，能針對事故指揮該現場控制器來操作該閥件排除故障，或通過該遠控制端向遠場人員回報，以人為判斷、處理。本實用新型能自動檢測、修復閥故障。
【專利說明】具自動檢測及故障排除功能的智能閥
【技術領域】
[0001]本實用新型是有關于閥體控制及監控系統，尤其是一種具自動檢測修復功能的智能閥。
【背景技術】
[0002]在現今社會中，在許多有使用到流體管路的地方，大多在其特定位置處設置有一個閥件，用以控制其管內流體的流動狀況。
[0003]尤其是對于在工業上的使用，對于流量的控制大多都是在管路內的特定位置處設置流量計，并且以電控的方式控制閥體內的開關大小，以控制管體內的流量。只是此種方式，大多都是將所有資訊傳送至控制室內由專人監控后，監控人再把所需要的流量以控制信號方式傳送至閥體控制器以控制管體內流量。但上述的監控方式，大多需要仰賴監控人本身對于資訊的判斷而發出相關控制信號，而無法由系統自動判定，此種方式常常會因為人為的失誤而造成安全事故。
[0004]如能有一種閥體的控制系統，能夠自動判斷閥體的相關狀態，并且能自動排除一些簡單的閥體障礙事故，相信能使閥體的監控及使用更為安全及便利。
[0005]因此，本實用新型的發明人亟需構思一種新技術以改善其問題。
【發明內容】
[0006]所以本實用新型的目的是為解決上述現有技術上的問題，本實用新型中提出一種具自動檢測修復功能的智能閥，能夠監視閥體的相關信息，并能達到對閥體狀態和即時及近端的自動控制，可以節省人力及成本。
[0007]可以在閥體近端建立一個現場控制器，以監視閥體開關程度與時間的關系，并由此所建立的位置時間軌跡與系統的標準軌跡或內建的判斷邏輯進行比對以了解閥體的狀態，并由一個故障排除單元在現場排除故障，不需經由人員的遠端控制，可達到對閥體狀態的即時及近端的自動控制，且可節省人力及成本。
[0008]為達到上述的目的，本實用新型提出一種具自動檢測修復功能的智能閥，包含:一個閥件，連接一個管路；該閥件內包含一個閥片，該閥片用以控制流經該閥件流體的流量，該閥片連接該閥件上的一個閥門開關，該閥門開關連接一個閥門驅動器；該閥件上設置有一個位置傳感器；一個現場控制器，與該閥門驅動器及該位置傳感器連接，具有一個邏輯處理單元及一個信號比對單元；該邏輯處理單元內具有內建對應所接收的信號的邏輯判斷庫；該信號比對單元內具有一個位置信號資料庫；該位置信號資料庫依照該閥門驅動器的啟動次別，依次記錄由該位置傳感器接收的位置信號及信號時間，并將所接收的資料儲存成一個位置時間軌跡；該信號比對單元內建有一個標準軌跡；一個遠控制端，與該現場控制器連接，用以接收該現場控制器所接收的閥件相關資訊(閥件相關資訊可以是該現場控制器接收自位置傳感器、邏輯處理單元和/或信號比對單元的信號，表示閥件的各種信息)以及下指令至該現場控制器的邏輯處理單元驅動該閥門驅動器，達到控制閥件的目的；以及一個故障排除單元，其內包含各種排除邏輯，能夠對所有可能的事故，指揮該現場控制器以操作該閥件排除故障，或者通過該遠控制端向遠場人員回報，以人為判斷閥件的狀況以進行必需要的處理。
[0009]本實用新型的有益效果是:
[0010]通過在閥體近端建立一個現場控制器，以監視閥體開關程度與時間的關系，并由此所建立的位置時間軌跡與系統的標準軌跡或內建的判斷邏輯進行比對以了解閥體的狀態，并由一個故障排除單元在現場排除故障，不需經由人員的遠端控制，可達到對閥體狀態的即時及近端的自動控制，且可節省人力及成本。
[0011]由下文的說明可更進一步了解本實用新型的特征及其優點，閱讀時并請參考附圖。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的示意圖。
[0013]圖2為本實用新型的結構方塊示意圖。
[0014]圖3為本實用新型的另一種結構方塊示意圖。
[0015]圖4A至圖4E為本實用新型的各種故障型態的軌跡狀態。
[0016]【主要元件符號說明】
[0017]10 閥件
[0018]12 閥片`
[0019]14 閥門開關
[0020]16 閥門驅動器
[0021]20 位置傳感器
[0022]40 現場控制器
[0023]42 邏輯處理單元
[0024]44 信號比對單元
[0025]50 遠控制端
[0026]60 故障排除單元
[0027]65 閥定位器
[0028]441 位置信號資料庫。
【具體實施方式】
[0029]茲謹就本實用新型的結構組成，及所能產生的功效與優點，配合附圖，舉本實用新型的較佳實施例詳細說明如下。
[0030]請參考圖1，本實用新型的具自動檢測修復功能的智能閥，包含:
[0031]一個閥件10，連接一個管路60，并可對于該管路60內的流體進行流量控管；該閥件10內包含一個閥片12，該閥片12用以控制流經該閥件10流體的流量，該閥片12連接該閥件10上的一個閥門開關14，該閥門開關14連接一個閥門驅動器16，該閥門驅動器16為電動或氣動裝置等動力輸出裝置。其中電動的閥門驅動器16可采用電磁閥或馬達驅動。因此該閥門開關14可以運用近端全自動或遠端半自動的方式控制閥片12的開合狀態，使得流經該閥件10的流體流量受到控制。
[0032]該閥門開關14在特定位置處設置有一個位置傳感器20，用以記錄各時間內閥門開關14相對于特定位置的位置資訊，并將傳感結果傳送至特定裝置，使得閥件10內的閥片12開合的程度得到傳感及控制，間接控制流經該閥件10的流體流量；一般閥體設計中，該閥門開關14有一個電阻(圖中沒有顯示)，可經由量測該電阻值而得知閥片12的開度。
[0033]請參考圖1和圖2，本實用新型尚包含:
[0034]一個現場控制器40，與該閥門驅動器16及該位置傳感器20連接，具有一個邏輯處理單元42及一個信號比對單元44 ；
[0035]該邏輯處理單元42內具有內建對應所接收的信號的邏輯判斷庫，且對該閥門驅動器16具有控制功能，因此除了能判斷該閥體的使用狀況外，也可以根據所偵測的數據直接進行該閥門驅動器16的控制，間接控制該閥門開關14所連接的閥片12的開合程度。
[0036]該信號比對單元44與該邏輯處理單元42連接，該信號比對單元44內具有一個位置信號資料庫441 ;該位置信號資料庫441依照該閥門驅動器16的啟動次別，依次記錄由該位置傳感器20接收的位置信號及信號時間，并將所接收的資料儲存成位置時間軌跡(如圖4所示)；該信號比對單元44根據內建的一個標準軌跡比對每次該閥門驅動器16啟動時所產生的位置時間軌跡，并將每次比對過后的結果依據內建的條件規則發出信號至所連接的裝置(如下述的故障排除單元60)。
[0037]—個遠控制端50位于遠離閥件的位置，與該現場控制器40連接，用以接收該現場控制器40所接收的閥件10相關資訊，且遠控制端50可以為人員所監控，并由監控人員下指令至該現場控制器40的邏輯處理單元42驅動該閥門驅動器16，達到控制閥件10的目的。
[0038]該現場控制器40尚包含一個故障排除單元60，其內包含各種故障排除邏輯，可以對所有可能的事故，指揮該現場控制器40以操作該閥件排除故障，或者通過該遠控制端50向遠場人員回報，以人為判斷閥件的狀況以進行必要的處理。
[0039]本實用新型除適用于圖2所示沒有定位器的系統，也適用于圖3所示有定位器的系統。其中該閥門驅動器16可以另外附加一個閥定位器65，以輔助閥門驅動器16使得閥的開度可以被更精確的定位。
[0040]本實用新型的操作包含三種控制模式。第一控制模式中，利用上述的位置時間軌跡對該閥件10進行必要的控制。其說明如下:
[0041]該現場控制器40在該閥門驅動器16啟動后，該信號比對單元44便會將該閥門開關14上的位置傳感器20傳回的信號所形成的位置時間軌跡與該信號比對單元44內的該標準軌跡進行比對，將兩個軌跡以特定規則進行閥件10狀況的判定。并且以兩個曲線之間的差異做為老化或故障程度的預估。如該信號比對單元44判定該位置時間軌跡與該標準軌跡相同或極近似，如圖4A所示，意指該閥件10狀況良好。如果該位置時間軌跡與該標準軌跡有偏差，開啟至定位的時間軸比內建的標準軌跡開啟至定位的時間較長，如圖4B所示，則該信號比對單元44判定該閥件10的特定部件產生老化或有些微尼阻物件的現象，可將閥件10老化的相關訊息傳送至該遠控制端50，讓使用者了解閥件10狀況。其中兩條線之間的差異可作為事故嚴重性的評估。
[0042]本實用新型的第二控制模式中，該邏輯處理單元以內建的獨立邏輯對該閥件的狀況監測并通過該故障排除單元排除故障。如該位置傳感器20傳回的信號所形成的位置時間軌跡顯示該軌跡產生抖動(扭力不穩，有細小的異物)，停滯(卡死，可能有較大的異物)，停滯后再在啟動(閥座損壞)的狀況，如圖4C，圖4D及圖4E所示，意指在閥片12開啟時產生特定程度的阻礙，該信號比對單元44判定該閥件10的閥片12周圍具有異物造成卡住、堵塞的情形，并將閥件10堵塞的相關訊息傳送至該遠控制端50，讓使用者了解閥件10狀況。
[0043]本實用新型的第三操作模式，是結合該第一操作模式及該第二操作模式，即該信號比對單元44將該閥門開關14上的位置傳感器20傳回的信號所形成的位置時間軌跡與該信號比對單元44內的該標準軌跡進行比對，將兩個軌跡以特定規則進行閥件10狀況的判定；另外經該信號比對單元44判定該閥件10的閥片12周圍具有異物造成卡住、堵塞的情形發生時，此時故障排除單元60會驅動該閥門驅動器16，使得該閥門開關14產生反復開關的動作，借此排除閥片12被異物堵塞或生銹的狀況，若持續無法改善，則傳送特定訊息至該遠控制端50，使使用者了解該閥件10情況。閥門開關14產生反復開關的振幅可視實際情況改變。如需要且實際情況許可，可再作一次閥件開啟的動作，以得到閥件開啟時的時間位移曲線，并與標準曲線作比對。
[0044]本實用新型使用時在閥體近端建立一個現場控制器，以監視閥體開關程度與時間的關系，并由此所建立的位置時間軌跡與系統的標準軌跡或內建的判斷邏輯進行比對以了解閥體的狀態，并由一個故障排除單元在現場排除故障，不需經由人員的遠端控制，可達到對閥體狀態的即時及近端的自動控制，且可節省人力及成本。
[0045]綜上所述，本實用新型人性化的體貼設計，相當符合實際需求。其具體改進現有缺失，相較于現有技術明顯具有突破性的進步優點，確實具有功效的增進，且非易于達成。本實用新型未曾公開或揭露于國內與國外的文獻與市場上，已符合專利法規定。
[0046]上列詳細說明是針對本實用新型的一種可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本實用新型的專利范圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施或變更，均應包含于本發明的專利范圍中。
【權利要求】
1.一種具自動檢測修復功能的智能閥，其特征在于，包含:一個閥件，連接一個管路；該閥件內包含一個閥片，該閥片用以控制流經該閥件流體的流量，該閥片連接該閥件上的一個閥門開關，該閥門開關連接一個閥門驅動器；該閥件上設置有一個位置傳感器；一個現場控制器，與該閥門驅動器及該位置傳感器連接，具有一個邏輯處理單元及一個信號比對單元；該邏輯處理單元內具有內建對應所接收的信號的邏輯判斷庫；該信號比對單元內具有一個位置信號資料庫；該位置信號資料庫儲存有依照該閥門驅動器的啟動次別依次記錄的由該位置傳感器接收的位置信號及信號時間生成的位置時間軌跡；該信號比對單元內建有一個標準軌跡；一個遠控制端，與該現場控制器連接并接收該現場控制器所接收的閥件相關資訊以及下指令至該現場控制器的邏輯處理單元驅動該閥門驅動器來達到控制閥件的目的；以及一個故障排除單元，其內包含各種排除邏輯，該故障排除單元與該現場控制器連接并針對各種事故指揮該現場控制器來操作該閥件排除故障，或者該故障排除單元與該遠控制端連接并通過該遠控制端向遠場人員回報，以人為判斷閥件的狀況來進行必要的處理。
2.如權利要求1所述的具自動檢測修復功能的智能閥，其特征在于:該閥門驅動器為電動或氣動裝置。
3.如權利要求1所述的具自動檢測修復功能的智能閥，其特征在于:該閥門驅動器附加有一個輔助閥門驅動器使得閥的開度能夠被更精確定位的閥定位器。
【文檔編號】F16K31/00GK203516968SQ201320437002
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年7月22日 優先權日:2013年7月22日
【發明者】范義明 申請人:進典工業股份有限公司