專利名稱：一種電動閥門集散控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥門技術(shù)領(lǐng)域，特別與一種電動閥門集散控制系統(tǒng)有關(guān)。
背景技術(shù)：
電動閥門是閥門系列中應(yīng)用最廣泛、用量最大的一個品種。長期以來，國內(nèi)閥門電動裝置一直沿用20世紀(jì)50、60年代的傳統(tǒng)技術(shù)，產(chǎn)品機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適合遠(yuǎn)距離集中控制，很難滿足生產(chǎn)自動化的需要。操作使用中很多弊端無法克服，極易產(chǎn)生控制失靈。而且在很多場合下只能人工現(xiàn)場控制，如果是在有毒、易爆或易燃介質(zhì)的生產(chǎn)現(xiàn)場，人工操作就極為危險。為此我國每年從國外進(jìn)口大量價格昂貴的閥門，以解決閥門運轉(zhuǎn)的自動化問題。當(dāng)今世界工業(yè)高速發(fā)展，向自動化邁進(jìn)。在現(xiàn)代過程控制領(lǐng)域中，執(zhí)行機構(gòu)是必不可少的部分，從早先的手動、氣動執(zhí)行器到現(xiàn)在的電動執(zhí)行器，在不同的控制場所都得到了廣泛的應(yīng)用。目前，電動閥門得到了越來越廣泛的應(yīng)用，所以對電動閥門控制器的要求越來越高。閥門電動裝置動力參數(shù)選擇不當(dāng)會使電動閥門出現(xiàn)兩種情況一種是因輸出轉(zhuǎn)矩選擇過小而使被控閥門啟閉困難，這時容易使電動機燒毀；另一種則是輸出轉(zhuǎn)矩選擇過大，一旦電動裝置的控制失靈則極易造成閥門局部結(jié)構(gòu)破壞，尤其是多回轉(zhuǎn)閥門更是如此。電動閥門產(chǎn)生問題的因素較多，主要在產(chǎn)品選型、閥門與電動裝置成套、閥門與電動裝置的制造等方面，這些都應(yīng)引起注意。值得指出的是，目前我國僅有各類閥門的分項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和閥門電動裝置的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并無組合成套后電動閥門的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這使得電動閥門在成套、驗收上依據(jù)不足。因而，必須盡快根據(jù)實際情況制訂出相應(yīng)的電動閥門技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，制訂電動閥門的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)涉及到不同工業(yè)門類的使用情況和要求，需要做大量的工作，但對保證和提高電動閥門的質(zhì)量是需要的。因此，設(shè)計一種高效穩(wěn)定的閥門系統(tǒng)是十分必要的，本發(fā)明人設(shè)計出一種閥門電動控制裝置，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電動閥門集散控制系統(tǒng)，采用上位機和下位機的通信，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制電動閥門運行。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種電動閥門集散控制系統(tǒng)，包括上位機和下位機，兩者通過RS-485通信接口連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；其中下位機包括電動機、多級減速器、閥門、控制箱；電動機輸出依次通過多級減速器連接到閥門上，閥門上安裝有扭矩傳感器和光電傳感器，控制箱的輸入端連接扭矩傳感器和光電傳感器，輸出端連接電動機。所述的多級減速器包括6級直齒傳動減速器，其速比分別為4、3. 8,3. 67、3、57、3、43、3. 25。
所述的控制箱為單片機單元。所述的單片機單元為P87LPC767單片機。所述的上位機包括主控單片機和為主控單片機供電的電源。所述的主控單片機為P87LPC767單片機。采用上述方案后，本發(fā)明具有諸多有益效果本發(fā)明通過上位機可對管網(wǎng)中的各個下位機上的電動閥門進(jìn)行實時控制和編程控制(遠(yuǎn)程)，并實時顯示電動閥門的工作狀況。本發(fā)明結(jié)合了機械與電子控制技術(shù)，尤其是計算機技術(shù)，使得閥門驅(qū)動裝置由原來的諸多零部件集中在幾個零部件就可實現(xiàn)并超過原來的功能，這項技術(shù)是閥門行業(yè)的一項技術(shù)創(chuàng)新。這項成果預(yù)示著在其他領(lǐng)域中一些電 動裝置也將有著廣泛的應(yīng)用前景。


圖I為本發(fā)明較佳實施例的功能模塊示意圖；圖2為本發(fā)明較佳實施例中下位機的功能模塊示意圖。
具體實施例方式結(jié)合附圖，對本發(fā)明較佳實施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。一種電動閥門集散控制系統(tǒng)，包括上位機20和下位機10，兩者通過RS-485通信接口連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。本實施例中下位機10包括的模塊有電動機I、多級減速器2、閥門3、控制箱4。電動機I是本發(fā)明的動力部件，本實施例中為步進(jìn)電機，整個系統(tǒng)功率為6W，輸出轉(zhuǎn)數(shù)為0. 67r/min,預(yù)設(shè)電動機I的轉(zhuǎn)速為1500r/min。由于工作功率P = 6W轉(zhuǎn)速N = O. 67r/min因此選小電機功率10W,轉(zhuǎn)速Nm = 1500r/min電動機I輸出后，通過6級直齒傳動減速器實現(xiàn)依次為電動機I齒輪與第一級齒輪組合，第一級齒輪組合與第二級齒輪組合，第二級齒輪組合與第三級齒輪組合，第三級齒輪組合與第四級齒輪組合，第四級齒輪組合與第五級齒輪組合，第五級齒輪組合與輸出軸齒輪?？倐鲃颖菾 = f= 2238.8其中Nm :步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)速，N :輸出軸的轉(zhuǎn)數(shù)。采用直齒輪結(jié)構(gòu)，傳動比分配如下I!=4I1:第一級傳動比I2=3. 8 I2:第二級傳動比I3 = 3. 67 I3:第三級傳動比
I4 = 3. 57 I4:第四級傳動比I5=3. 43 I5:第五級傳動比I6=3. 25 I6:第六級傳動比電動機I的動力經(jīng)過傳動后，最終連接到閥門3上，閥門3上分別連接扭矩傳感器5和光電傳感器6,分別用來檢測閥門3的扭矩和開度。扭矩傳感器5和光電傳感器6是本行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中已有的部件，這里不做贅述。扭矩傳感器5和光電傳感器6，將采集到的開度信號連接到控制箱4上，本實施例中控制箱4實際是采用P87LPC767系列單片機，具有高速和低速的晶振和RC振蕩方式，可編程選擇。具有較寬的操作電壓范圍?？删幊蘄/O 口線輸出模式選擇，可選擇施密特觸發(fā)輸入，LED驅(qū)動輸出。有內(nèi)部看門狗定時器?？垢蓴_能力強?？刂葡?時刻檢測閥門中的信號，并通過內(nèi)部程序?qū)π盘栠M(jìn)行分析和處理，并得出控制信號反饋連接至電動機I上，對電動機I進(jìn)行精準(zhǔn)控制。同時控制箱4通過其通信端口與RS-485通信接口，實現(xiàn)與上位機20的數(shù)據(jù)交換。上位機20由兩部分組成，一是電源部分21 ;二是主控單片機22，本實施例中主控單片機22同樣采用P87LPC767系列單片機，其通信端口與RS-485通信接口連接?！ど衔粰C20可對各個下位機10中的電動閥門進(jìn)行實時數(shù)據(jù)訪問和控制，同時可將相應(yīng)程序下載到對應(yīng)的下位機10中的控制箱4中，進(jìn)行編程控制(遠(yuǎn)程)。上位機20可顯示電動閥門的工作狀況電動閥門可以設(shè)置為自動、點動、手動工作方式，能顯示系統(tǒng)設(shè)置的參數(shù)、輸出軸轉(zhuǎn)矩和閥門開度數(shù)據(jù)，具有系統(tǒng)故障報警和故障狀態(tài)顯示功能。上述實施例僅用于解釋說明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，而非對本發(fā)明權(quán)利保護(hù)的限定，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進(jìn)行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電動閥門集散控制系統(tǒng)，其特征在于包括上位機和下位機，兩者通過RS-485通信接口連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；其中下位機包括電動機、多級減速器、閥門、控制箱；電動機輸出依次通過多級減速器連接到閥門上，閥門上安裝有扭矩傳感器和光電傳感器，控制箱的輸入端連接扭矩傳感器和光電傳感器，輸出端連接電動機。
2.如權(quán)利要求I所述的一種電動閥門集散控制系統(tǒng)，其特征在于所述的多級減速器包括6級直齒傳動減速器，其速比分別為4、3. 8、3. 67、3、57、3、43、3. 25。
3.如權(quán)利要求I所述的一種電動閥門集散控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制箱為單片機單元。
4.如權(quán)利要求3所述的一種電動閥門集散控制系統(tǒng)，其特征在于所述的單片機單元為P87LPC767單片機。
5.如權(quán)利要求I所述的一種電動閥門集散控制系統(tǒng)，其特征在于所述的上位機包括主控單片機和為主控單片機供電的電源。
6.如權(quán)利要求5所述的一種電動閥門集散控制系統(tǒng)，其特征在于所述的主控單片機為P87LPC767單片機。
全文摘要
本發(fā)明主要公開了一種電動閥門集散控制系統(tǒng)，包括上位機和下位機，兩者通過RS-485通信接口連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；其中下位機包括電動機、多級減速器、閥門、控制箱；電動機輸出依次通過多級減速器連接到閥門上，閥門上安裝有扭矩傳感器和光電傳感器，控制箱的輸入端連接扭矩傳感器和光電傳感器，輸出端連接電動機。本發(fā)明經(jīng)過對閥門動力的傳動優(yōu)化設(shè)計，同時采用電子技術(shù)，采用上位機和下位機的通信，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制電動閥門運行。
文檔編號F16K31/04GK102954268SQ20121032185
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者張新華, 張若煜 申請人:紹興文理學(xué)院