隨著工業(yè)自動化程度的提高，智慧物聯(lián)網(wǎng)逐漸普及，無線閥門控制系統(tǒng)作為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）和智能水務系統(tǒng)中的關鍵環(huán)節(jié)，正在改變傳統(tǒng)流體控制的方式。它將無線通信技術與閥門控制功能相結合，實現(xiàn)了對閥門的遠程、自動化和精準操作，廣泛應用于工業(yè)、市政、農(nóng)業(yè)、樓宇等多個領域。
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智能閥門無線控制系統(tǒng)主要技術介紹：
一、工作原理
當遠程控制終端（如手機 APP、電腦軟件或云平臺）發(fā)出閥門控制指令后，無線通信模塊接收該信號，并將其傳輸給主控單元。主控單元對指令進行解析和處理，生成相應的控制信號發(fā)送給驅動單元。驅動單元根據(jù)控制信號驅動閥門執(zhí)行（電機或氣動裝置），使閥門實現(xiàn)開啟、關閉或開度調節(jié)動作。同時，信號反饋單元實時監(jiān)測閥門狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)反饋給主控單元，再由主控單元通過無線通信模塊將閥門狀態(tài)信息回傳給控制終端。例如，在農(nóng)業(yè)灌溉中，農(nóng)戶可通過手機 APP 遠程下達開啟灌溉閥門的指令，無線閥門控制器接收到指令后迅速執(zhí)行操作，并將閥門的開啟狀態(tài)反饋給農(nóng)戶的手機，讓農(nóng)戶實時掌握灌溉情況。
二、控制模塊
1，無線通信模塊：這是實現(xiàn)遠程控制的關鍵部件，可根據(jù)不同的應用場景和需求，搭載 ZigBee、藍牙、Wi-Fi、LoRa、4G/5G 或 NB-IoT 等模塊。以 LoRa 模塊為例，它具有低功耗、遠距離傳輸?shù)奶攸c，適用于大面積農(nóng)田灌溉中閥門的遠程控制，即使在偏遠地區(qū)也能保證穩(wěn)定的信號傳輸。考慮到不同工況不同協(xié)議的兼容性，必要時可加載協(xié)議轉換模塊。在控制系統(tǒng)布網(wǎng)中，可根據(jù)不同協(xié)議選擇不同的無線網(wǎng)關，目前較為普及的如LoRa網(wǎng)關、4G/5G網(wǎng)關等。
2，閥門執(zhí)行器：針對電動閥門或氣動閥門，配備相應的驅動電路。對于電動閥門，驅動單元能夠輸出合適的電壓和電流來驅動電機，從而控制閥門的開啟、關閉和開度調節(jié)；對于氣動閥門，則能控制氣壓信號來操縱閥門動作。帶無通信模塊的執(zhí)行器可以集成蓄電池，太陽能等供電單元，以確保各閥位的穩(wěn)定運行和應急控制。本公司系統(tǒng)采用的蓄電池壽命設計可達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的有 110V - 240V，直流供電電壓常見的有 12V、24V、36V 等。必要是可選雙電源供電，并可自動切換。在一些需要不間斷供電的場所，如醫(yī)院的氧氣供應系統(tǒng)，雙電源供電的無線閥門控制器可保證閥門的持續(xù)穩(wěn)定運行。
4，無線通信參數(shù)：通信標準與頻段：藍牙采用藍牙 4.0 及以上標準，工作頻段為 2.4GHz；Wi-Fi 可遵循 IEEE 802.11 標準，頻段有 2.4GHz 和 5GHz；ZigBee 基于 IEEE 802.15.4 標準，頻段為 2.4GHz；LoRa 工作頻段在不同地區(qū)和應用場景有所不同，常見的有 433MHz、868MHz（歐洲）、915MHz（美國）；4G/5G 則依據(jù)運營商網(wǎng)絡頻段標準。不同的通信標準和頻段適用于不同的應用場景，例如藍牙適用于短距離、低功耗的設備連接，如ai家居中的閥門控制；而 4G/5G 則適用于需要高速、大范圍通信的工業(yè)場景。
5，通信距離與速率：藍牙通信距離一般在 10 - 100 米（取決于功率和環(huán)境），速率約 1 - 3Mbps；Wi-Fi 室內(nèi)通信距離可達幾十米到上百米，速率可達幾十 Mbps 到幾百 Mbps；ZigBee 通信距離在無障礙環(huán)境下可達 100 - 200 米，速率約 20 - 250Kbps；LoRa 通信距離可達數(shù)公里（具體取決于環(huán)境和發(fā)射功率），速率較低，側重于長距離傳輸；4G/5G 實現(xiàn)廣域覆蓋，速率根據(jù)網(wǎng)絡套餐和信號質量而定。在大型工廠中，若需要對分布在不同區(qū)域的閥門進行控制，可根據(jù)閥門的分布范圍和數(shù)據(jù)傳輸需求選擇合適的通信方式，如對于距離較遠且對數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的閥門，可采用 LoRa 通信。
6，信號反饋單元：用于采集閥門的狀態(tài)信息，包括開度值、開關狀態(tài)以及是否存在故障信號等，并將這些信息反饋給主控單元，進而通過無線通信模塊傳輸給遠程控制終端。在ai建筑的暖通系統(tǒng)中，信號反饋單元可實時監(jiān)測暖氣或空調水閥的開度，以便根據(jù)室內(nèi)溫度需求及時調整閥門狀態(tài)。在閥門無線控制系統(tǒng)中，可根據(jù)需要配套液位計、溫度計、流量計、壓力表等監(jiān)測反饋模塊。
三，閥門參數(shù)
1，閥門類型：可選多種閥門類型，如球閥、蝶閥、閘閥、截止閥、隔膜閥等。對于不同類型閥門，在控制方式、扭矩要求、連接方式等方面有相應的設計和適配。在石油化工行業(yè)，根據(jù)不同管道的介質特性和流量要求，可選擇不同類型的閥門與無線閥門控制器配合使用，確保生產(chǎn)過程的順利進行。
2，開度范圍與精度：閥門開度范圍通常為 0 - 95%，精度可達 0.1% - 1%，部分高精度產(chǎn)品可更高。開度精度的實現(xiàn)取決于驅動單元的性能、控制算法以及閥門本身的機械特性。在食品飲料生產(chǎn)中，為保證流量的一致性，需要對物料輸送閥門的開度進行高精度控制，無線閥門控制系統(tǒng)可滿足這一需求。
3，響應時間：從接收到控制指令到閥門開始動作的響應時間一般在 1 - 10 秒，完全開啟或關閉閥門的時間取決于閥門尺寸、類型和驅動功率，可從幾秒到幾分鐘不等。在緊急情況下，如消防系統(tǒng)中，要求閥門能夠快速響應并開啟，無線閥門控制器的快速響應特性可確保消防系統(tǒng)的及時啟動。本公司的產(chǎn)品根據(jù)客戶需求，響應時間可以達到3秒以內(nèi)。
四、應用領域
1，工業(yè)領域
化工生產(chǎn)：精確控制各種化學原料在管道中的流量，通過與液位、流量、溫度等傳感器聯(lián)動，保證化學反應的條件穩(wěn)定，提高產(chǎn)品和生產(chǎn)效率。在化工合成過程中，無線閥門控制器可根據(jù)反應釜內(nèi)的溫度和壓力變化，實時調整原料進料閥門的開度，確保反應在條件下進行。
石油氣：用于控制石油氣的輸送，保障管道系統(tǒng)的運行。在石油管道輸送過程中，無線閥門控制器可根據(jù)管道壓力和流量的變化，及時調整閥門開度，管道堵塞或泄漏，確保石油輸送的穩(wěn)定。
電力行業(yè)：對發(fā)電設備的冷卻系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)等中的閥門進行遠程控制和監(jiān)測，提高電力生產(chǎn)的可靠性和自動化水平。在火力發(fā)電廠中，無線閥門控制器可遠程控制蒸汽閥門的開度，調節(jié)汽輪機的轉速，實現(xiàn)發(fā)電功率的穩(wěn)定輸出。
2，市政領域
供水系統(tǒng)：實現(xiàn)對城市供水管網(wǎng)中閥門的遠程監(jiān)控和管理，及時調整閥門開度以平衡水壓，保障供水的穩(wěn)定性。在城市供水高峰期，通過無線閥門控制器可遠程調節(jié)供水管道上閥門的開度，確保各區(qū)域的水壓穩(wěn)定，滿足居民用水需求。
排水系統(tǒng)：控制排水管道中的閥門，根據(jù)降雨量和水位變化自動調節(jié)排水流量，有效應對城市內(nèi)澇問題。在暴雨天氣，無線閥門控制器可根據(jù)水位傳感器的信號，自動打開排水閥門，加大排水流量，減少城市內(nèi)澇的發(fā)生。
污水處理：對污水處理廠的進出水閥門、曝氣閥門等進行自動化控制，提高污水處理效率和質量。在污水處理過程中，無線閥門控制器可根據(jù)水質監(jiān)測數(shù)據(jù)，自動調節(jié)曝氣閥門的開度，控制曝氣量，確保污水得到有效處理。
3，農(nóng)業(yè)領域
ai灌溉：根據(jù)土壤濕度、氣象條件等信息，通過無線閥門控制器自動控制灌溉閥門的開啟和關閉，實現(xiàn)精準灌溉，節(jié)約用水。在大面積農(nóng)田灌溉中，農(nóng)戶可通過手機 APP 遠程控制灌溉閥門，根據(jù)不同地塊的土壤墑情和作物需水情況，合理安排灌溉時間和水量，提高灌溉效率。
溫室大棚：控制大棚內(nèi)的通風、遮陽、灌溉等系統(tǒng)中的閥門，為作物生長創(chuàng)造適宜的環(huán)境。在溫室大棚中，無線閥門控制器可根據(jù)溫度、濕度傳感器的數(shù)據(jù)，自動調節(jié)通風閥門和灌溉閥門的開度，保持大棚內(nèi)的溫濕度適宜，促進作物生長。
4，建筑樓宇
學校、醫(yī)院、寫字樓等的中央空調末端的閥門也適用于無線控制，多采用lora無線集控系統(tǒng)，但是建筑樓宇的控制系統(tǒng)通常單獨采購布網(wǎng)，本公司以供應與系統(tǒng)協(xié)議相配套的自控閥門為主。
注意：由于本公司主要生產(chǎn)蝶閥、球閥等工業(yè)閥門產(chǎn)品，目前沒有涉及AI家居領域。
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五、常見拓撲及特點
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