TWI611127B - 智能閥的控制方法 - Google Patents

Abstract

本發明之一實施例提供一種智能閥的控制方法。智能閥包含一閥件及一閥門驅動器，閥件連接一管路且具有一閥片，閥門驅動器驅動閥片以變化閥片的位置俾控制閥件的開度，藉以控制流經該閥件的流體的流量。該方法包含如下步驟：由閥門驅動器啟動時所產生的位置時間軌跡，判斷閥片是否出現鏽蝕或周圍有異物卡堵而對閥片產生阻礙的狀況，以及當位置時間軌跡顯示出阻礙狀況時，往復運動閥件以排除阻礙狀況。

Description

智能閥的控制方法

本發明係有關於閥體控制及監控系統，尤其是一種具自動檢測修復功能之智能閥及智能閥的控制方法。

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閥件，用以控制其管內流體的流動狀況。

尤其是對於在工業上的使用，對於流量的管制大多都是在管路內的特定位置處設置流量計，並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。唯此種方式，大多都是將所有資訊傳送至一控制室內由專人監控後，監控人再把所需要的流量以控制訊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於資訊的判斷而發出相關控制訊號，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公安事故。

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，並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能更為安全及便利。

因此，本發明之發明人亟需構思一種新技術以改善其問題。

所以本發明的目的係為解決上述習知技術上的問題，本發明中提出一種具自動檢測修復功能之智能閥，在閥體近端建立一現場控制器，以監視閥體開關程度與時間的關係，並由此所建立的 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，並由一故障排除單元在現場排處除故障，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。

本發明之一實施例提供一種智能閥的控制方法。智能閥包含一閥件及一閥門驅動器，閥件連接一管路且具有一閥片，閥門驅動器驅動閥片以變化閥片的位置俾控制閥件的開度，藉以控制流經該閥件的流體的流量。該方法包含如下步驟：由閥門驅動器啟動時所產生的位置時間軌跡，判斷閥片是否出現鏽蝕或周圍有異物卡堵而對閥片產生阻礙的狀況，以及當位置時間軌跡顯示出阻礙狀況時，往復運動閥件以排除阻礙狀況。

由下文的說明可更進一步瞭解本發明的特徵及其優點，閱讀時並請參考附圖。

10‧‧‧閥件

12‧‧‧閥片

14‧‧‧閥門開關

16‧‧‧閥門驅動器

20‧‧‧位置偵測器

40‧‧‧現場控制器

42‧‧‧邏輯處理單元

44‧‧‧訊號比對單元

50‧‧‧遠控制端

60‧‧‧故障排除單元

65‧‧‧閥***

441‧‧‧位置訊號資料庫

圖一為本發明之示意圖。

圖二為本發明之結構方塊示意圖。

圖三為本發明之另一結構方塊示意圖。

圖四A至四E示本新型之各種故障型態的軌跡狀態。

茲謹就本案的結構組成，及所能產生的功效與優點，配合圖式，舉本案之一較佳實施例詳細說明如下。

請參考圖一，本發明之具自動檢測修復功能之智能閥，包含：一閥件10，連接一管路60，並可對於該管路60內的流體進行流量控管；該閥件10內包含一閥片12，該閥片12用以控制流經該閥件10流體之流量，該閥片12連接該閥件10上之一閥門開關14，該閥門開關14連接一閥門驅動器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可採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。

該閥門開關14在特定位置處設置有一位置偵測器20，用以記錄各時間內閥門開關14相對於特定位置之位置資訊，並將偵測結果傳送至特定裝置，使得閥件10內的閥片12開合之程度得到偵測及控制，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有一電阻(圖中沒有顯示)，可經由量測該電阻值而得之閥片12的開度。

請參考圖一及二，本發明尚包含：一現場控制器40，與該閥門驅動器16及該位置偵測器20連結，具有一邏輯處理單元42及一訊號比對單元44；該邏輯處理單元42內具有內建對應所接收之訊號的邏輯判斷庫，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所連接之閥片12的開合程度。

該訊號比對單元44與該邏輯處理單元42連接，該訊號比對單元44內具有一位置訊號資料庫441；該位置訊號資料庫441依照該閥門驅動器16的啟動次別，依次記錄由該位置偵測器20 接收的位置訊號及訊號時間，並將所接收的資料儲存成一位置時間軌跡(如圖四所示)；該訊號比對單元44根據內建一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，並將每次比對過後的結果依據內建的條件規則發出訊號予所連結之裝置。

一遠控制端50位在遠離閥件的位置，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，並由監控人員下指令至該現場控制器40之邏輯處理單元42驅動該閥門驅動器16，達到控制閥件10的目的。

該現場控制器40尚包含一故障排除單元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，或者透過該遠控制端50向遠場人員回報，以人為判斷閥件的狀況以進行必需要的處理。

本案除適用於圖二所示沒有***的系統，也適用於圖三所示有***的系統。其中該閥門驅動器16可以另外附加一閥***65，以輔助閥門驅動器16使的閥的開度可以被更精確的定位。

本案的操作包含三種控制模式。第一控制模式中，係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：該現場控制器40在該閥門驅動器16啟動後，該訊號比對單元44便會將該閥門開關14上之位置偵測器20傳回的訊號所形成的一位置時間軌跡與該訊號比對單元44內的該標準軌跡進行比對，將兩軌跡以特定規則進行閥件10狀況的判定，並且比較兩曲線之間的差異做為老化或故障程度的預估。如該訊號比對單元 44判定該位置時間軌跡與該標準軌跡相同或極近似，如圖四A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之標準軌跡開啟至定位的時間較長，如圖四B所示，則該訊號比對單元44判定該閥件10之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。

本案的第二控制模式中，該邏輯處理單元以內建的獨立邏輯對該閥件的狀況監測並透過該故障排除單元排除故障。如該位置偵測器20傳回的訊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)，停滯後再啟動(閥座損壞)的的狀況，如圖4C,4D及4E所示，意指在閥片12開啟時產生特定程度的阻礙，該訊號比對單元44判定該閥件10之閥片12周圍具有異物造成卡住、堵塞的情形，並將閥件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。

本案的第三操作模式係結合該第一操作模式及該第二操作模式，即該訊號比對單元44將該閥門開關14上之位置偵測器20傳回的訊號所形成的位置時間軌跡與該訊號比對單元44內的該標準軌跡進行比對，將兩軌跡以特定規則進行閥件10狀況的判定；另外經該訊號比對單元44判定該閥件10之閥片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產生反覆開關的動作，藉此排除閥片12被異物堵塞或生鏽的狀況，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產生反覆開關的振幅可視實際情況改變。如須要且實際情況許可，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，並與標準曲線作比對。

本發明使用在閥體近端建立一現場控制器，以監視閥體開關程度與時間的關係，並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，並由一故障排除單元在現場排處除故障，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。

綜上所述，本案人性化之體貼設計，相當符合實際需求。其具體改進現有缺失，相較於習知技術明顯具有突破性之進步優點，確實具有功效之增進，且非易於達成。本案未曾公開或揭露於國內與國外之文獻與市場上，已符合專利法規定。

上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

10‧‧‧閥件

12‧‧‧閥片

14‧‧‧閥門開關

16‧‧‧閥門驅動器

20‧‧‧位置偵測器

40‧‧‧現場控制器

50‧‧‧遠控制端

60‧‧‧故障排除單元

Claims (9)

1. 一種智能閥的控制方法，該智能閥包含一閥件及一閥門驅動器，該閥件連接一管路且具有一閥片，該閥門驅動器驅動該閥片以變化該閥片的位置俾控制該閥件的開度，藉以控制流經該閥件的流體的流量，該方法包含如下步驟：由該閥門驅動器啟動時所產生的位置時間軌跡，判斷該閥片是否出現鏽蝕或周圍有異物卡堵而對該閥片產生阻礙的狀況；以及當該位置時間軌跡顯示出該阻礙狀況時，往復運動該閥件以排除該阻礙狀況。
2. 如申請專利範圍第1項所述之智能閥的控制方法，更包含：以內建的獨立邏輯監測該閥件的運作狀況。
3. 如申請專利範圍第1項所述之智能閥的控制方法，其中該閥門驅動器為電動或氣動裝置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之智能閥的控制方法，其中該閥門驅動器包含一閥***以精確定位該閥件的開度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之智能閥的控制方法，更包含：將該阻礙狀況通知一遠控制端。
6. 一種智能閥的控制方法，該智能閥包含一閥件及一閥門驅動器，該閥件連接一管路且具有一閥片，該閥片連接一閥門開關，該閥 門驅動器驅動該閥片以變化該閥片的位置俾控制該閥件的開度，藉以控制流經該閥件的流體的流量，該方法包含如下步驟：依照該閥門驅動器的啟動次別，依次記錄由一位置偵測器接收的位置訊號及訊號時間，並將所接收的資料儲存成一位置時間軌跡；由該位置時間軌跡之走向特徵，判斷該閥片是否出現鏽蝕或周圍有異物卡堵而對該閥片產生阻礙的狀況；以及當該位置時間軌跡顯示出該阻礙狀況時，該閥門開關產生反覆開關的動作以排除該阻礙狀況。
7. 如申請專利範圍第6項所述之智能閥的控制方法，更包含：以內建的獨立邏輯監測該閥件的運作狀況。
8. 如申請專利範圍第6項所述之智能閥的控制方法，其中顯示出該阻礙狀況的走向特徵，包含該位置時間軌跡出現抖動、停滯或停滯後再啟動的狀況。
9. 如申請專利範圍第6項所述之智能閥的控制方法，更包含：將該阻礙狀況通知一遠控制端。