本發(fā)明涉及一種電動閥門執(zhí)行裝置，更具體地說，涉及一種具有遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)功能的電動閥門執(zhí)行裝置。

背景技術(shù)：

閥門是電力、水利、石油化工、自動化生產(chǎn)等國民經(jīng)濟(jì)各部門不可缺少的關(guān)鍵控制器件，在發(fā)電廠、供電線路和污水處理等工業(yè)現(xiàn)場發(fā)揮著重要作用。隨著我國工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的變化和自動化水平的提高，近年來智能電動執(zhí)行器在閥門控制領(lǐng)域得到了大力發(fā)展和應(yīng)用，但是目前還存在很多亟待解決的問題，如控制精度較低、結(jié)構(gòu)不合理、穩(wěn)定性差等。國外電動執(zhí)行器在智能化、機(jī)電一體化以及網(wǎng)絡(luò)化方面處于領(lǐng)先地位，這些電動執(zhí)行器結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定可靠。但大多仍未脫離傳統(tǒng)制造模式，缺乏網(wǎng)絡(luò)化功能，不利于系統(tǒng)的遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，智能化程度受限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服已有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明目的是提供一種具有遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)功能的電動閥門執(zhí)行裝置。該裝置是通過兩種遠(yuǎn)程通信方式對閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，一是，云端服務(wù)器遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，二是，移動終端局域網(wǎng)調(diào)節(jié)。閥門通過功率執(zhí)行單元驅(qū)動電機(jī)，實(shí)現(xiàn)兩種反饋控制，一是，力矩反饋控制，二是，編碼器位置開度反饋控制。從而提升了閥門產(chǎn)品的自動化技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)對閥門遠(yuǎn)程控制的自動化和信息化管理。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，解決已有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種具有遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)功能的電動閥門執(zhí)行裝置，包括云端服務(wù)器、CPU嵌入式處理器、通信模塊、力矩檢測模塊、編碼器、LED模塊、功率模塊及終端移動設(shè)備，所述云端服務(wù)器通過無線方式與通信模塊相連，所述終端移動設(shè)備通過局域網(wǎng)與通信模塊相連，所述通信模塊分別與CPU嵌入式處理器中的RS485、RJ45接口相連，所述力矩檢測模塊與CPU嵌入式處理器中的第1路模擬量通道AI₀接口相連，所述編碼器與CPU嵌入式處理器中的編碼器接口相連，所述LED模塊與CPU嵌入式處理器中的LED接口相連，所述功率模塊與CPU嵌入式處理器中的功率輸出接口相連。

所述通信模塊主要包括一個(gè)T260S模塊，所述T260S模塊又包括串口轉(zhuǎn)3G信號DTU及工業(yè)無線路由器，其中，所述云端服務(wù)器通過無線方式與串口轉(zhuǎn)3G信號DTU相連，串口轉(zhuǎn)3G信號DTU又與RS485接口相連，用于數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)現(xiàn)對云端服務(wù)器的遠(yuǎn)程監(jiān)控；另外，所述工業(yè)無線路由器分別與RJ45接口及終端移動設(shè)備相連并接入局域網(wǎng)內(nèi)，再通過終端移動設(shè)備連接WIFI進(jìn)行局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸。

所述力矩檢測模塊，包括分別安裝在閥門的全開、全閉位置上的兩個(gè)力矩傳感器及一個(gè)電位器，并與CPU嵌入式處理器中的第1路模擬量通道AI0接口相連，用于采集到力矩信號，所述電位器分別與10V電源及地線連接。

所編碼器對閥門從全閉到全開共記錄175圈，并通過CPU嵌入式處理器中的FLASH對編碼器反饋當(dāng)前閥門的開度值信息進(jìn)行保存，用于實(shí)現(xiàn)對閥門下一步開或者關(guān)多大角度動作的判斷。

本發(fā)明有益效果是：一種具有遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)功能的電動閥門執(zhí)行裝置，包括云端服務(wù)器、CPU嵌入式處理器、通信模塊、力矩檢測模塊、編碼器、LED模塊、功率模塊及終端移動設(shè)備，所述云端服務(wù)器通過無線方式與通信模塊相連，所述終端移動設(shè)備通過局域網(wǎng)與通信模塊相連，所述通信模塊分別與CPU嵌入式處理器中的RS485、RJ45接口相連，所述力矩檢測模塊與CPU嵌入式處理器中的第1路模擬量通道AI₀接口相連，所述編碼器與CPU嵌入式處理器中的編碼器接口相連，所述LED模塊與CPU嵌入式處理器中的LED接口相連，所述功率模塊與CPU嵌入式處理器中的功率輸出接口相連。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明通過云端服務(wù)器遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)和移動終端局域網(wǎng)調(diào)節(jié)兩種方式進(jìn)行監(jiān)控，使得技術(shù)人員無需親臨現(xiàn)場或惡劣的環(huán)境就可以監(jiān)視并控制現(xiàn)場閥門設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及各種參數(shù)，從而減少值守工作人員，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端的無人或少人值守，達(dá)到減員增效的目的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明原理框圖。

圖2是本發(fā)明中的通信模塊原理框圖。

圖3是本發(fā)明的控制流程圖。

圖4是本發(fā)明中的云端服務(wù)器調(diào)節(jié)交互界面圖。

圖5是本發(fā)明中的移動終端交互界面圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1，2所示，一種具有遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)功能的電動閥門執(zhí)行裝置，包括云端服務(wù)器、CPU嵌入式處理器、通信模塊、力矩檢測模塊、編碼器、LED模塊、功率模塊及終端移動設(shè)備，所述云端服務(wù)器通過無線方式與通信模塊相連，所述終端移動設(shè)備通過局域網(wǎng)與通信模塊相連，所述通信模塊分別與CPU嵌入式處理器中的RS485、RJ45接口相連，所述力矩檢測模塊與CPU嵌入式處理器中的第1路模擬量通道AI₀接口相連，所述編碼器與CPU嵌入式處理器中的編碼器接口相連，所述LED模塊與CPU嵌入式處理器中的LED接口相連，所述功率模塊與CPU嵌入式處理器中的功率輸出接口相連。所述通信模塊主要包括一個(gè)T260S模塊，所述T260S模塊又包括串口轉(zhuǎn)3G信號DTU及工業(yè)無線路由器，其中，所述云端服務(wù)器通過無線方式與串口轉(zhuǎn)3G信號DTU相連，串口轉(zhuǎn)3G信號DTU又與RS485接口相連，用于數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)現(xiàn)對云端服務(wù)器的遠(yuǎn)程監(jiān)控；另外，所述工業(yè)無線路由器分別與RJ45接口及終端移動設(shè)備相連并接入局域網(wǎng)內(nèi)，再通過終端移動設(shè)備連接WIFI進(jìn)行局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸。所述力矩檢測模塊，包括分別安裝在閥門的全開、全閉位置上的兩個(gè)力矩傳感器及一個(gè)電位器，并與CPU嵌入式處理器中的第1路模擬量通道AI0接口相連，用于采集到力矩信號，所述電位器分別與10V電源及地線連接。所編碼器對閥門從全閉到全開共記錄175圈，并通過CPU嵌入式處理器中的FLASH對編碼器反饋當(dāng)前閥門的開度值信息進(jìn)行保存，用于實(shí)現(xiàn)對閥門下一步開或者關(guān)多大角度動作的判斷。

電動閥門上電時(shí)，首先對位置變量初始化賦值，編碼器的位置反饋根據(jù)初始位置進(jìn)行變化。首先，設(shè)置開度SP，與實(shí)際PV相比較，若SP>PV，電動閥門執(zhí)行開啟動；若SP<PV，電動閥門執(zhí)行關(guān)啟動，直至SP＝PV，電動閥門停止運(yùn)行。其次，若開度有變，則重新設(shè)定開度SP，再次執(zhí)行上一步動作。最后，當(dāng)開度達(dá)到使用需求后，進(jìn)行位置信息的保存。至此，一次電動閥門使用流程完全結(jié)束。

本發(fā)明的兩種控制方式，具體如下：

1、遠(yuǎn)程云端控制方式：

(1)通過云端服務(wù)器編寫組態(tài)工程，在設(shè)備拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，T260S中的DTU作為主站，電動閥門控制單元作為從站，進(jìn)入HMI，設(shè)計(jì)交互界面，如圖4所示。

(2)配置T260S中的DTU的目的IP為123.206.58.198(云端服務(wù)器IP)，TCP端口為11000，配置心跳報(bào)文內(nèi)容為DTU的主站號，串口波特率、校驗(yàn)位，數(shù)據(jù)位、停止位均與電動閥門控制單元設(shè)置相同。

(3)云端服務(wù)器與閥門控制單元之間的數(shù)據(jù)傳輸方式為透明傳輸，傳輸?shù)膬?nèi)容均為Modbus RTU報(bào)文?？刂茀^(qū)中控制報(bào)文包括硬件地址、寫命令號、控制變量的Modbus地址、控制變量的具體數(shù)值(分別映射開、關(guān)、停三種運(yùn)行模式)和CRC校驗(yàn)值；設(shè)置報(bào)文包括硬件地址、寫命令號、設(shè)置變量的Modbus地址(開度與位置)、設(shè)置變量的具體數(shù)值(開度值與位置標(biāo)志)和CRC校驗(yàn)值。監(jiān)視區(qū)中讀取運(yùn)行開度值報(bào)文包括硬件地址、讀命令號、開度值變量的Modbus地址、讀取變量的字節(jié)數(shù)和CRC校驗(yàn)值。

2、移動終端局域網(wǎng)控制方式：

(1)通過移動終端編寫Android APP軟件，目的IP為192.168.1.76，UDP端口號為11000，交互界面如圖5所示。

(2)移動終端與閥門控制單元之間的傳輸內(nèi)容為Modbus UDP報(bào)文，控制區(qū)報(bào)文包括報(bào)文頭、報(bào)文長度、硬件地址、寫命令號、控制變量的Modbus地址與控制變量的具體數(shù)值(分別映射開、關(guān)、停三種運(yùn)行模式)；設(shè)置報(bào)文包括報(bào)文頭、報(bào)文長度、硬件地址、寫命令號、設(shè)置變量的Modbus地址(開度與位置)與設(shè)置變量的具體數(shù)值(開度值與位置標(biāo)志)。監(jiān)視區(qū)中讀取運(yùn)行開度值報(bào)文包括報(bào)文頭、報(bào)文長度、硬件地址、讀命令號、開度值變量的Modbus地址與讀取變量的字節(jié)數(shù)。

本發(fā)明具體控制過程為：通過通信模塊接收來自云端服務(wù)器或者局域網(wǎng)的控制指令，并通過編碼器模塊獲得當(dāng)前閥門所處的位置，然后解析遠(yuǎn)程控制指令，并結(jié)合當(dāng)前的位置信息對閥門做出開/關(guān)動作命令；當(dāng)閥門上電時(shí)，先對位置變量初始化賦值，編碼器的位置反饋根據(jù)初始位置進(jìn)行變化。首先，設(shè)置開度SP，與實(shí)際PV相比較，若SP>PV，電動閥門執(zhí)行開啟動；若SP<PV，電動閥門執(zhí)行關(guān)啟動，直至SP＝PV，電動閥門停止運(yùn)行。其次，若開度有變，則重新設(shè)定開度SP，再次執(zhí)行上一步動作。最后，當(dāng)開度達(dá)到使用需求后，進(jìn)行位置信息的保存。至此，一次電動閥門使用流程完全結(jié)束。