隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，智慧物聯(lián)網(wǎng)逐漸普及，無(wú)線閥門(mén)控制系統(tǒng)作為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）和智能水務(wù)系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，正在改變傳統(tǒng)流體控制的方式。它將無(wú)線通信技術(shù)與閥門(mén)控制功能相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)閥門(mén)的遠(yuǎn)程、自動(dòng)化和精準(zhǔn)操作，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、市政、農(nóng)業(yè)、樓宇等多個(gè)領(lǐng)域。
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智能閥門(mén)無(wú)線控制系統(tǒng)主要技術(shù)介紹：
一、工作原理
當(dāng)遠(yuǎn)程控制終端（如手機(jī) APP、電腦軟件或云平臺(tái)）發(fā)出閥門(mén)控制指令后，無(wú)線通信模塊接收該信號(hào)，并將其傳輸給主控單元。主控單元對(duì)指令進(jìn)行解析和處理，生成相應(yīng)的控制信號(hào)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)單元。驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)執(zhí)行（電機(jī)或氣動(dòng)裝置），使閥門(mén)實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟、關(guān)閉或開(kāi)度調(diào)節(jié)動(dòng)作。同時(shí)，信號(hào)反饋單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)閥門(mén)狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)反饋給主控單元，再由主控單元通過(guò)無(wú)線通信模塊將閥門(mén)狀態(tài)信息回傳給控制終端。例如，在農(nóng)業(yè)灌溉中，農(nóng)戶(hù)可通過(guò)手機(jī) APP 遠(yuǎn)程下達(dá)開(kāi)啟灌溉閥門(mén)的指令，無(wú)線閥門(mén)控制器接收到指令后迅速執(zhí)行操作，并將閥門(mén)的開(kāi)啟狀態(tài)反饋給農(nóng)戶(hù)的手機(jī)，讓農(nóng)戶(hù)實(shí)時(shí)掌握灌溉情況。
二、控制模塊
1，無(wú)線通信模塊：這是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的關(guān)鍵部件，可根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和需求，搭載 ZigBee、藍(lán)牙、Wi-Fi、LoRa、4G/5G 或 NB-IoT 等模塊。以 LoRa 模塊為例，它具有低功耗、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，適用于大面積農(nóng)田灌溉中閥門(mén)的遠(yuǎn)程控制，即使在偏遠(yuǎn)地區(qū)也能保證穩(wěn)定的信號(hào)傳輸。考慮到不同工況不同協(xié)議的兼容性，必要時(shí)可加載協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊。在控制系統(tǒng)布網(wǎng)中，可根據(jù)不同協(xié)議選擇不同的無(wú)線網(wǎng)關(guān)，目前較為普及的如LoRa網(wǎng)關(guān)、4G/5G網(wǎng)關(guān)等。
2，閥門(mén)執(zhí)行器：針對(duì)電動(dòng)閥門(mén)或氣動(dòng)閥門(mén)，配備相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路。對(duì)于電動(dòng)閥門(mén)，驅(qū)動(dòng)單元能夠輸出合適的電壓和電流來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，從而控制閥門(mén)的開(kāi)啟、關(guān)閉和開(kāi)度調(diào)節(jié)；對(duì)于氣動(dòng)閥門(mén)，則能控制氣壓信號(hào)來(lái)操縱閥門(mén)動(dòng)作。帶無(wú)通信模塊的執(zhí)行器可以集成蓄電池，太陽(yáng)能等供電單元，以確保各閥位的穩(wěn)定運(yùn)行和應(yīng)急控制。本公司系統(tǒng)采用的蓄電池壽命設(shè)計(jì)可達(dá)3-5年。
3，供電方式及電壓：供電方式包括交流供電（AC）和直流供電（DC）。交流供電電壓范圍常見(jiàn)的有 110V - 240V，直流供電電壓常見(jiàn)的有 12V、24V、36V 等。必要是可選雙電源供電，并可自動(dòng)切換。在一些需要不間斷供電的場(chǎng)所，如醫(yī)院的氧氣供應(yīng)系統(tǒng)，雙電源供電的無(wú)線閥門(mén)控制器可保證閥門(mén)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
4，無(wú)線通信參數(shù)：通信標(biāo)準(zhǔn)與頻段：藍(lán)牙采用藍(lán)牙 4.0 及以上標(biāo)準(zhǔn)，工作頻段為 2.4GHz；Wi-Fi 可遵循 IEEE 802.11 標(biāo)準(zhǔn)，頻段有 2.4GHz 和 5GHz；ZigBee 基于 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)，頻段為 2.4GHz；LoRa 工作頻段在不同地區(qū)和應(yīng)用場(chǎng)景有所不同，常見(jiàn)的有 433MHz、868MHz（歐洲）、915MHz（美國(guó)）；4G/5G 則依據(jù)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)頻段標(biāo)準(zhǔn)。不同的通信標(biāo)準(zhǔn)和頻段適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景，例如藍(lán)牙適用于短距離、低功耗的設(shè)備連接，如ai家居中的閥門(mén)控制；而 4G/5G 則適用于需要高速、大范圍通信的工業(yè)場(chǎng)景。
5，通信距離與速率：藍(lán)牙通信距離一般在 10 - 100 米（取決于功率和環(huán)境），速率約 1 - 3Mbps；Wi-Fi 室內(nèi)通信距離可達(dá)幾十米到上百米，速率可達(dá)幾十 Mbps 到幾百 Mbps；ZigBee 通信距離在無(wú)障礙環(huán)境下可達(dá) 100 - 200 米，速率約 20 - 250Kbps；LoRa 通信距離可達(dá)數(shù)公里（具體取決于環(huán)境和發(fā)射功率），速率較低，側(cè)重于長(zhǎng)距離傳輸；4G/5G 實(shí)現(xiàn)廣域覆蓋，速率根據(jù)網(wǎng)絡(luò)套餐和信號(hào)質(zhì)量而定。在大型工廠中，若需要對(duì)分布在不同區(qū)域的閥門(mén)進(jìn)行控制，可根據(jù)閥門(mén)的分布范圍和數(shù)據(jù)傳輸需求選擇合適的通信方式，如對(duì)于距離較遠(yuǎn)且對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的閥門(mén)，可采用 LoRa 通信。
6，信號(hào)反饋單元：用于采集閥門(mén)的狀態(tài)信息，包括開(kāi)度值、開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及是否存在故障信號(hào)等，并將這些信息反饋給主控單元，進(jìn)而通過(guò)無(wú)線通信模塊傳輸給遠(yuǎn)程控制終端。在ai建筑的暖通系統(tǒng)中，信號(hào)反饋單元可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)暖氣或空調(diào)水閥的開(kāi)度，以便根據(jù)室內(nèi)溫度需求及時(shí)調(diào)整閥門(mén)狀態(tài)。在閥門(mén)無(wú)線控制系統(tǒng)中，可根據(jù)需要配套液位計(jì)、溫度計(jì)、流量計(jì)、壓力表等監(jiān)測(cè)反饋模塊。
三，閥門(mén)參數(shù)
1，閥門(mén)類(lèi)型：可選多種閥門(mén)類(lèi)型，如球閥、蝶閥、閘閥、截止閥、隔膜閥等。對(duì)于不同類(lèi)型閥門(mén)，在控制方式、扭矩要求、連接方式等方面有相應(yīng)的設(shè)計(jì)和適配。在石油化工行業(yè)，根據(jù)不同管道的介質(zhì)特性和流量要求，可選擇不同類(lèi)型的閥門(mén)與無(wú)線閥門(mén)控制器配合使用，確保生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行。
2，開(kāi)度范圍與精度：閥門(mén)開(kāi)度范圍通常為 0 - 95%，精度可達(dá) 0.1% - 1%，部分高精度產(chǎn)品可更高。開(kāi)度精度的實(shí)現(xiàn)取決于驅(qū)動(dòng)單元的性能、控制算法以及閥門(mén)本身的機(jī)械特性。在食品飲料生產(chǎn)中，為保證流量的一致性，需要對(duì)物料輸送閥門(mén)的開(kāi)度進(jìn)行高精度控制，無(wú)線閥門(mén)控制系統(tǒng)可滿(mǎn)足這一需求。
3，響應(yīng)時(shí)間：從接收到控制指令到閥門(mén)開(kāi)始動(dòng)作的響應(yīng)時(shí)間一般在 1 - 10 秒，完全開(kāi)啟或關(guān)閉閥門(mén)的時(shí)間取決于閥門(mén)尺寸、類(lèi)型和驅(qū)動(dòng)功率，可從幾秒到幾分鐘不等。在緊急情況下，如消防系統(tǒng)中，要求閥門(mén)能夠快速響應(yīng)并開(kāi)啟，無(wú)線閥門(mén)控制器的快速響應(yīng)特性可確保消防系統(tǒng)的及時(shí)啟動(dòng)。本公司的產(chǎn)品根據(jù)客戶(hù)需求，響應(yīng)時(shí)間可以達(dá)到3秒以?xún)?nèi)。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
1，工業(yè)領(lǐng)域
化工生產(chǎn)：精確控制各種化學(xué)原料在管道中的流量，通過(guò)與液位、流量、溫度等傳感器聯(lián)動(dòng)，保證化學(xué)反應(yīng)的條件穩(wěn)定，提高產(chǎn)品和生產(chǎn)效率。在化工合成過(guò)程中，無(wú)線閥門(mén)控制器可根據(jù)反應(yīng)釜內(nèi)的溫度和壓力變化，實(shí)時(shí)調(diào)整原料進(jìn)料閥門(mén)的開(kāi)度，確保反應(yīng)在條件下進(jìn)行。
石油氣：用于控制石油氣的輸送，保障管道系統(tǒng)的運(yùn)行。在石油管道輸送過(guò)程中，無(wú)線閥門(mén)控制器可根據(jù)管道壓力和流量的變化，及時(shí)調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度，管道堵塞或泄漏，確保石油輸送的穩(wěn)定。
電力行業(yè)：對(duì)發(fā)電設(shè)備的冷卻系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)等中的閥門(mén)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測(cè)，提高電力生產(chǎn)的可靠性和自動(dòng)化水平。在火力發(fā)電廠中，無(wú)線閥門(mén)控制器可遠(yuǎn)程控制蒸汽閥門(mén)的開(kāi)度，調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)發(fā)電功率的穩(wěn)定輸出。
2，市政領(lǐng)域
供水系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)對(duì)城市供水管網(wǎng)中閥門(mén)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，及時(shí)調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度以平衡水壓，保障供水的穩(wěn)定性。在城市供水高峰期，通過(guò)無(wú)線閥門(mén)控制器可遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)供水管道上閥門(mén)的開(kāi)度，確保各區(qū)域的水壓穩(wěn)定，滿(mǎn)足居民用水需求。
排水系統(tǒng)：控制排水管道中的閥門(mén)，根據(jù)降雨量和水位變化自動(dòng)調(diào)節(jié)排水流量，有效應(yīng)對(duì)城市內(nèi)澇問(wèn)題。在暴雨天氣，無(wú)線閥門(mén)控制器可根據(jù)水位傳感器的信號(hào)，自動(dòng)打開(kāi)排水閥門(mén)，加大排水流量，減少城市內(nèi)澇的發(fā)生。
污水處理：對(duì)污水處理廠的進(jìn)出水閥門(mén)、曝氣閥門(mén)等進(jìn)行自動(dòng)化控制，提高污水處理效率和質(zhì)量。在污水處理過(guò)程中，無(wú)線閥門(mén)控制器可根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)曝氣閥門(mén)的開(kāi)度，控制曝氣量，確保污水得到有效處理。
3，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域
ai灌溉：根據(jù)土壤濕度、氣象條件等信息，通過(guò)無(wú)線閥門(mén)控制器自動(dòng)控制灌溉閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉，節(jié)約用水。在大面積農(nóng)田灌溉中，農(nóng)戶(hù)可通過(guò)手機(jī) APP 遠(yuǎn)程控制灌溉閥門(mén)，根據(jù)不同地塊的土壤墑情和作物需水情況，合理安排灌溉時(shí)間和水量，提高灌溉效率。
溫室大棚：控制大棚內(nèi)的通風(fēng)、遮陽(yáng)、灌溉等系統(tǒng)中的閥門(mén)，為作物生長(zhǎng)創(chuàng)造適宜的環(huán)境。在溫室大棚中，無(wú)線閥門(mén)控制器可根據(jù)溫度、濕度傳感器的數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)閥門(mén)和灌溉閥門(mén)的開(kāi)度，保持大棚內(nèi)的溫濕度適宜，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。
4，建筑樓宇
學(xué)校、醫(yī)院、寫(xiě)字樓等的中央空調(diào)末端的閥門(mén)也適用于無(wú)線控制，多采用lora無(wú)線集控系統(tǒng)，但是建筑樓宇的控制系統(tǒng)通常單獨(dú)采購(gòu)布網(wǎng)，本公司以供應(yīng)與系統(tǒng)協(xié)議相配套的自控閥門(mén)為主。
注意：由于本公司主要生產(chǎn)蝶閥、球閥等工業(yè)閥門(mén)產(chǎn)品，目前沒(méi)有涉及AI家居領(lǐng)域。
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五、常見(jiàn)拓?fù)浼疤攸c(diǎn)
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如何通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)力換擋實(shí)現(xiàn)由“大”向“強(qiáng)”的轉(zhuǎn)變? 陶瓷耐磨閥進(jìn)入制造業(yè)爭(zhēng)奪時(shí)代
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