劉瑤 譚松玲 陳濤濤 邢琳琳 蘇崢

摘? ?要：在工業(yè)和民用領(lǐng)域手動(dòng)閥門由于其價(jià)格適中及方便使用的特點(diǎn)，被得到廣泛應(yīng)用。在工業(yè)領(lǐng)域，手動(dòng)閥門的狀態(tài)大多數(shù)為“開”、“關(guān)”兩種狀態(tài)。手動(dòng)閥門由于不具備在線閥位識(shí)別功能，不能遠(yuǎn)程自動(dòng)判斷開關(guān)狀態(tài)。目前，存在無線或有線的閥門狀態(tài)監(jiān)測裝置。但無線裝置需要布設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)、有線裝置需要鋪設(shè)信號(hào)線，這兩種模式在在役化工裝置中都不是很好的解決方案。此外，閥門狀態(tài)監(jiān)測裝置的電源問題也需要解決：有線電源方式布線繁瑣，而電池方式不持久。因此，本文主要論述手動(dòng)閥門閥位識(shí)別裝置，在解決布線、布網(wǎng)及供電問題的前提下，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)閥門閥位自動(dòng)識(shí)別并上傳。

關(guān)鍵詞：手動(dòng)閥門? 閥門閥位監(jiān)測? 閥門閥位裝置

中圖分類號(hào)：TP273? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）01（b）-0037-02

手動(dòng)閥門每時(shí)每刻都在工作的“盲閥”，遠(yuǎn)程控制中心或工廠管理層無法實(shí)時(shí)監(jiān)測其工作狀態(tài)，需人工檢查、記錄并上報(bào)。這些“盲閥”已成為裝置管道介質(zhì)傳送的一大隱患。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球50%的閥門事故來自于閥門的無閥位監(jiān)測功能。本文研究現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，以達(dá)到實(shí)施便捷、造價(jià)較低，無需考慮通訊信號(hào)的布線，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)閥門的電子化監(jiān)管，解決手動(dòng)閥門的“盲操”問題。

1? 手動(dòng)閥門閥位監(jiān)測識(shí)別裝置特征

閥位識(shí)別裝置包括有主體部分、鎖止卡扣以及鑰匙，主體部分固定在閥門手輪上，主體部分上設(shè)置有鑰匙孔以及鎖桿，用鑰匙插入鎖眼以驅(qū)動(dòng)鎖桿。鎖桿上設(shè)置有兩個(gè)觸點(diǎn)，分別是鎖桿上觸點(diǎn)和鎖桿下觸點(diǎn)，鎖桿上觸點(diǎn)和鎖桿下觸點(diǎn)上分別設(shè)置有RFID帶。鎖止卡扣的凹槽里分布有RFID帶，與鎖桿上的RFID帶配合使用。

鎖止卡扣由螺栓固定在閥門閥桿上，鑰匙上設(shè)置有RFID信號(hào)讀取裝置，RFID信號(hào)讀取裝置內(nèi)置電池，可進(jìn)行充電或更換電池。讀取并儲(chǔ)存當(dāng)前閥位識(shí)別裝置的開關(guān)狀態(tài)，監(jiān)測手動(dòng)閥門狀態(tài)信息的監(jiān)測軟件安裝在計(jì)算機(jī)終端，讀取并監(jiān)測鑰匙內(nèi)的信息。在監(jiān)測軟件里可以繪制管道閥門分布圖，顯示每個(gè)閥門的開關(guān)和鎖定狀態(tài)。鎖桿上的上下兩個(gè)觸點(diǎn)的距離可調(diào)整，以在一定范圍內(nèi)適應(yīng)不同長度的閥桿。有識(shí)別閥位的閥位識(shí)別裝置由工程塑料制成。

2? 手動(dòng)閥門閥位監(jiān)測識(shí)別裝置益處分析

研究手動(dòng)閥門閥位監(jiān)測識(shí)別裝置，鑒于它可以為實(shí)際企業(yè)生產(chǎn)帶來實(shí)際的益處，具體表現(xiàn)為：（1）手動(dòng)閥門狀態(tài)讀取裝置，無需電源、無需考慮通訊信號(hào)的布線;（2）RFID對(duì)水、油和化學(xué)藥品等物質(zhì)具有很強(qiáng)抵抗性，因此采用的RFID通訊方式，抗污染能力和耐久性好，非常適用于惡劣的化工現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境。而且具有體積小型化、形狀多樣化，以及數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由密碼保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。（3）手動(dòng)閥門狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)軟件，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)閥門的電子化監(jiān)管，解決手動(dòng)閥門的“盲操”問題，填補(bǔ)相關(guān)領(lǐng)域的空白。（4）整體實(shí)施方案，造價(jià)較低。（5）重量輕，易于安裝。（6）工程塑料制作，在緊急情況下易破壞，不會(huì)影響應(yīng)急操作。

3? 手動(dòng)閥門閥位監(jiān)測識(shí)別裝置實(shí)施方式

手動(dòng)閥門閥位監(jiān)測識(shí)別裝置（如圖1），包括有識(shí)別閥位的閥位識(shí)別裝置以及監(jiān)測手動(dòng)閥門狀態(tài)信息的監(jiān)測軟件，閥位識(shí)別裝置包括主體部分1、鎖止卡扣5、鑰匙三個(gè)部分。閥位識(shí)別裝置與手動(dòng)閥門是獨(dú)立的，其主體部分1由螺栓固定在閥門手輪6上，鎖止卡扣5由螺栓固定在閥門閥桿7上，均可方便拆卸。另外配有一把鑰匙，鑰匙本質(zhì)上是一個(gè)RFID信號(hào)讀取裝置，有兩個(gè)功能，一是讀取閥位識(shí)別裝置的編碼，確定當(dāng)前閥位識(shí)別裝置是否可解鎖操作;二是讀取并存儲(chǔ)當(dāng)前閥位識(shí)別裝置的開關(guān)狀態(tài)。該便攜式閥位信號(hào)讀取裝置內(nèi)置電池，可進(jìn)行充電或更換電池。由操作人員攜帶鑰匙對(duì)手動(dòng)閥門進(jìn)行操作，既可以防止閥門被無關(guān)人員誤操作，又可以得到手動(dòng)閥門的狀態(tài)（即閥位）信息。然后由閥位信息收集終端讀取電子里的閥位信息，并自動(dòng)傳入手動(dòng)閥門狀態(tài)監(jiān)測軟件，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)閥門的在線監(jiān)管。

鎖止卡扣5的凹槽里分布有RFID帶，其與鎖桿上的RFID帶配合使用。主體部分1帶有鑰匙孔2即鎖眼，用鑰匙插入鎖眼以驅(qū)動(dòng)鎖桿;鎖桿的水平行程較長，以在一定范圍內(nèi)適應(yīng)不同直徑的手輪;鎖桿的上下兩個(gè)觸點(diǎn)，分別是鎖桿上觸點(diǎn)、鎖桿下觸點(diǎn) ，并且兩個(gè)觸點(diǎn)分別帶有RFID帶，以提供位置信息。鎖桿上下兩個(gè)觸點(diǎn)的距離可調(diào)整，以在一定范圍內(nèi)適應(yīng)不同長度的閥門閥桿7。當(dāng)鎖定時(shí)，鎖桿的上下兩個(gè)觸點(diǎn)，分別與鎖止卡扣5上的RFID帶接觸，實(shí)現(xiàn)信號(hào)帶的閉合，從而實(shí)現(xiàn)“開”、“關(guān)”狀態(tài)的定位。

在監(jiān)測軟件里可以繪制廠區(qū)閥門分布圖，顯示每個(gè)閥門的開關(guān)和鎖定狀態(tài)。進(jìn)一步地，可以每次開關(guān)閥門時(shí)，為鑰匙指定使用人，故在軟件里可以查看每個(gè)閥門的歷史操作記錄及操作人，便于監(jiān)管。

安裝手動(dòng)閥門閥位識(shí)別裝置時(shí)，使用兩顆螺栓穿過閥位識(shí)別裝置的主體部分，在閥門手輪6的背面擰緊，將裝置主體部分1固定在閥門手輪6上;使用三顆螺栓將鎖止卡扣6固定在閥門閥桿7上;調(diào)整鎖桿上上下兩個(gè)觸點(diǎn)的距離，以使其在閥門開、關(guān)到位時(shí)，分別能正好卡到鎖止卡扣里。

將閥門手輪6擰到開或者關(guān)的狀態(tài)，鑰匙插入鎖眼，當(dāng)鑰匙與閥位識(shí)別裝置的信息匹配時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙，將鎖桿推出，鎖桿上的觸點(diǎn)與卡扣上的RFID帶接觸，鑰匙即可讀取“開”、“關(guān)”狀態(tài)信息。讀取后的信息放入鑰匙的內(nèi)存，通過USB接口與電腦相連，鑰匙內(nèi)存中的信息被上傳到手動(dòng)閥門狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，在辦公室內(nèi)就能了解現(xiàn)場手動(dòng)閥門的狀態(tài)，方便監(jiān)控。

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