具有遠(yuǎn)程運(yùn)行控制功能的計(jì)量泵電動行程調(diào)節(jié)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具有遠(yuǎn)程運(yùn)行控制功能的計(jì)量泵行程調(diào)節(jié)裝置，可克服現(xiàn)有計(jì)量泵行程調(diào)節(jié)器只能調(diào)節(jié)行程而不能對計(jì)量泵的運(yùn)行進(jìn)行控制的不足，通過電控接觸器隔離板，在微控制器的控制下，可接通或斷開三相交流電，從而實(shí)現(xiàn)泵的啟、停。本專利還可在微控制器的控制下，使計(jì)量泵按定時(shí)投加、定量投加及周期投加模式工作。在定時(shí)模式下，當(dāng)設(shè)定時(shí)間到時(shí)，微控制器控制電控接觸器隔離板斷開交流電，使計(jì)量泵自動停止工作。在定量模式下，當(dāng)達(dá)到設(shè)定投加量時(shí)，微控制器控制電控接觸器隔離板斷開交流電，使計(jì)量泵自動停止工作。在周期模式，到達(dá)工作時(shí)間，則自動啟動泵工作；到達(dá)待機(jī)時(shí)間，則自動停止泵工作，從而按設(shè)定周期周而復(fù)始的運(yùn)行。
【專利說明】具有遠(yuǎn)程運(yùn)行控制功能的計(jì)量泵電動行程調(diào)節(jié)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉計(jì)量泵流量調(diào)節(jié)與運(yùn)行控制領(lǐng)域，特別是涉及一種具有遠(yuǎn)程運(yùn)行控制功能的計(jì)量泵行程調(diào)節(jié)裝置。
技術(shù)背景
[0002]計(jì)量泵廣泛應(yīng)用于石油、化工、污水處理、熱電廠、環(huán)保及制藥等行業(yè)的流體定量投加和比例投加。計(jì)量泵流量調(diào)節(jié)方式分為變頻調(diào)節(jié)和行程調(diào)節(jié)兩種。變頻調(diào)節(jié)方式中，行程大小是固定的，而行程頻率是可變的。行程調(diào)節(jié)中行程頻率是固定的，而行程大小是可變的。兩種方式各有千秋，變頻調(diào)節(jié)方式，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)能效果顯著，動態(tài)響應(yīng)特性好，可滿足自動化生產(chǎn)系統(tǒng)在線實(shí)時(shí)控制的情況；主要缺點(diǎn)是調(diào)節(jié)范圍比行程調(diào)節(jié)方式小，通常為30?100%，只要設(shè)計(jì)合理，對絕大多數(shù)流體投加過程都能滿足要求。行程調(diào)節(jié)方式的主要優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)范圍在O?100%之間；主要缺點(diǎn)是機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高,動態(tài)響應(yīng)響特性差，小流量工作時(shí)，精度比較差，但在流量要求寬泛圍的場合仍在使用。對于柱塞泵和隔膜泵可分別通過調(diào)節(jié)柱塞行程和隔膜行程來調(diào)節(jié)流量的大小。
[0003]行程控制方式又分為手動控制和電動控制兩種。手動方式需人工到達(dá)現(xiàn)場用專用手輪來調(diào)節(jié)行程，因現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣，一般不便人工操作。電動控制方式通過電動調(diào)節(jié)器代替手輪調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，但其傳動機(jī)構(gòu)比手動調(diào)節(jié)復(fù)雜得多，成本也很高。
[0004]本專利針對現(xiàn)有電動行程調(diào)節(jié)器只能調(diào)節(jié)流量，不能遠(yuǎn)程控制計(jì)量泵啟、停，不能按生產(chǎn)工藝要求的工作模式運(yùn)行的不足，在現(xiàn)有公知的行程調(diào)節(jié)裝置的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種具有遠(yuǎn)程運(yùn)行控制功能的計(jì)量泵電動調(diào)節(jié)裝置。
[0005]現(xiàn)有計(jì)量泵的電動行程調(diào)節(jié)裝置可接收4_20mA控制信號或通過數(shù)據(jù)總線(如RS485總線、CAN總線等)接收數(shù)字控制信號，并按接收到的控制信號調(diào)節(jié)行程范圍，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的?，F(xiàn)有的行程調(diào)節(jié)裝置存在如下問題:
[0006]1.即使行程為零(相應(yīng)的流量也為零)，沖程頻率仍按固有的頻率變化，即驅(qū)動電機(jī)仍按額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，處于做無用功的狀態(tài)，這不利于節(jié)能和減少機(jī)械傳動部件的磨損。
[0007]2.只能調(diào)節(jié)流量的大小，不能控制計(jì)量泵的啟、停，若要控制啟、停，需采取兩種方式，其一是到達(dá)現(xiàn)場通過啟、停按鈕控制，這將使得電動行程調(diào)節(jié)的優(yōu)勢大打折扣；其二是另外配置控制裝置和相應(yīng)的控制線路來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟、停，這將導(dǎo)致成本增加，給安裝和使用帶來不便。
[0008]3.實(shí)際計(jì)量泵工作時(shí)，除了連續(xù)工作外，經(jīng)常要求定時(shí)投加、定量投加、間歇式周期投加等多種工作方式，而現(xiàn)有的電動行程調(diào)節(jié)器不具備這些功能，要達(dá)到這些功能，需另外配置其他控制器和相應(yīng)的控制線路，這將與第2中情形一樣，也會導(dǎo)致成本增加，給安裝和使用帶來不便。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種具有遠(yuǎn)程運(yùn)行控制功能的計(jì)量泵行程調(diào)節(jié)裝置，多個(gè)計(jì)量泵行程調(diào)節(jié)裝置通過通信網(wǎng)絡(luò)總線和遠(yuǎn)程控制器連接，所述計(jì)量泵行程調(diào)節(jié)裝置具有微控制器核心板、人機(jī)接口和通信接口，通信接口與遠(yuǎn)程控制器連接通信，微控制器核心板控制電動行程調(diào)節(jié)器的步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動，所述步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)與調(diào)節(jié)計(jì)量泵行程的絲桿相連，所述微控制器核心板通過電控接觸器隔離板與計(jì)量泵的驅(qū)動電機(jī)相連。
[0010]進(jìn)一步的，所述電控接觸器隔離板是機(jī)械觸點(diǎn)式繼電器或固態(tài)繼電器。
[0011]進(jìn)一步的，所述電控接觸器隔離板是獨(dú)立的線路板，或者與其他線路板集成在一起。
[0012]進(jìn)一步的，所述通信網(wǎng)絡(luò)總線可以是CAN總線，也可以是RS-485，Profibus, FF,Modbus工業(yè)現(xiàn)場總線。
[0013]本實(shí)用新型的具有遠(yuǎn)程運(yùn)行控制功能的計(jì)量泵行程調(diào)節(jié)裝置不僅具有行程調(diào)節(jié)功能，更重要的是具有運(yùn)行控制功能，可根據(jù)實(shí)際需要控制計(jì)量泵的啟、停，可控制計(jì)量泵在連續(xù)、定量、定時(shí)及周期等多種方式下運(yùn)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2是現(xiàn)有的計(jì)量泵電動行程控制結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖3是本申請計(jì)量泵電動行程調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0018]控制結(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示，本申請的計(jì)量泵電動行程調(diào)節(jié)裝置不僅可以根據(jù)安裝在控制室內(nèi)的遠(yuǎn)程控制器的控制指令，控制計(jì)量泵的行程在O?100%之間變化，而且還可以遠(yuǎn)程控制計(jì)量泵的啟、停，使計(jì)量泵根據(jù)實(shí)際工作需要，在連續(xù)、定時(shí)、定量、周期等模式下運(yùn)行。計(jì)量泵的各種運(yùn)行狀態(tài)(例如，瞬時(shí)流量、累積量、故障信息)也可反饋給遠(yuǎn)程控制器。遠(yuǎn)程控制器還可根據(jù)每個(gè)計(jì)量泵行程調(diào)節(jié)裝置的ID號，查詢其參數(shù)和工作模式設(shè)定情況。圖1中通信網(wǎng)絡(luò)總線可以CAN總線，也可以是RS-485，，Profibus, FF, Modbus等任何工業(yè)現(xiàn)場總線。
[0019]現(xiàn)有的電動行程調(diào)節(jié)器控制結(jié)構(gòu)如圖2所示，通過手動接觸器接通或斷開三相交流電來實(shí)現(xiàn)計(jì)量泵的啟、停。微控制器核心板發(fā)出脈沖控制信號使電動行程調(diào)節(jié)器的步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動，再通過與此驅(qū)動電機(jī)相連的絲桿調(diào)節(jié)計(jì)量泵行程，最終達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。微控制器核心板具有人機(jī)接口和通信接口，可實(shí)現(xiàn)行程的遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。這種裝置只能控制計(jì)量泵的行程，不能自動控制泵的啟、停，更不能自動控制計(jì)量泵在定量投加、定時(shí)投加、周期投加等多種工作模式下運(yùn)行。
[0020]本發(fā)明的計(jì)量泵電動行程調(diào)節(jié)裝置如圖3所示，以微控制器核心板為核心，具有人機(jī)接口和通信接口，通信接口可與遠(yuǎn)程控制器實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)字通信。與現(xiàn)有的電動行程調(diào)節(jié)器一樣，微控制器核心板通過發(fā)出脈沖控制信號使電動行程調(diào)節(jié)器的步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動，再通過與此驅(qū)動電機(jī)相連的絲桿調(diào)節(jié)計(jì)量泵行程，最終達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。不同于圖2所示的現(xiàn)有電動行程調(diào)節(jié)器，本專利所述的電動行程調(diào)節(jié)裝置，在微控制器核心板的控制下通過電控接觸器隔離板接通計(jì)量泵的驅(qū)動電機(jī)的三相交流電來啟動計(jì)量泵工作，同理在微控制器核心板的控制下關(guān)斷三相交流電可使計(jì)量泵停止工作。因此，本申請的計(jì)量泵調(diào)節(jié)裝置不僅可以調(diào)節(jié)流量，還可遠(yuǎn)程控制計(jì)量泵的啟、停。該裝置可通過人機(jī)接口，設(shè)定連續(xù)投加、定量投加、定時(shí)投加、周期投加等多種工作模式，這些設(shè)定也可通過遠(yuǎn)程控制器完成。通過通信接口和網(wǎng)絡(luò)通信總線，所有的控制均可遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)。
[0021]在定時(shí)模式下，當(dāng)設(shè)定時(shí)間到時(shí)，微控制器核心板控制電控接觸器隔離板斷開交流電，使計(jì)量泵自動停止工作。在定量模式下，當(dāng)達(dá)到設(shè)定投加量時(shí)，微控制器核心板控制電控接觸器隔離板斷開交流電，使計(jì)量泵自動停止工作。在周期模式，達(dá)到工作時(shí)間，則自動啟動泵工作；達(dá)到待機(jī)時(shí)間，則自動停止泵工作，從而按設(shè)定周期周而復(fù)始的運(yùn)行。
[0022]電控接觸器隔離板具有交、直流隔離作用，用直流來控制交流的通斷，可用任何型類型的電控接觸器來實(shí)現(xiàn)，例如，用三相交流固態(tài)繼電器可實(shí)現(xiàn)這一功能。在計(jì)量泵電動行程調(diào)節(jié)器領(lǐng)域，如不改變連接結(jié)構(gòu)，僅改變電控接觸器類型也屬于本專利的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具有遠(yuǎn)程運(yùn)行控制功能的計(jì)量泵行程調(diào)節(jié)裝置，多個(gè)計(jì)量泵行程調(diào)節(jié)裝置通過通信網(wǎng)絡(luò)總線和遠(yuǎn)程控制器連接，所述計(jì)量泵行程調(diào)節(jié)裝置具有微控制器核心板、人機(jī)接口和通信接口，通信接口與遠(yuǎn)程控制器連接通信，微控制器核心板控制電動行程調(diào)節(jié)器的步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動，所述步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)與調(diào)節(jié)計(jì)量泵行程的絲桿相連，其特征在于:所述微控制器核心板通過電控接觸器隔離板與計(jì)量泵的驅(qū)動電機(jī)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的具有遠(yuǎn)程運(yùn)行控制功能的計(jì)量泵行程調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:所述電控接觸器隔離板是機(jī)械觸點(diǎn)式繼電器或固態(tài)繼電器。
3.如權(quán)利要求1所述的具有遠(yuǎn)程運(yùn)行控制功能的計(jì)量泵行程調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:所述電控接觸器隔離板是獨(dú)立的線路板，或者與其他線路板集成在一起。
4.如權(quán)利要求1所述的具有遠(yuǎn)程運(yùn)行控制功能的計(jì)量泵行程調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:所述通信網(wǎng)絡(luò)總線可以是CAN總線，也可以是RS-485，Profibus, FF, Modbus工業(yè)現(xiàn)場總線。
【文檔編號】G05B19/418GK204028676SQ201420443272
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】余世明 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)