專利名稱：電腦智能閥門控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于閥門行業(yè)，具體涉及用于開(kāi)關(guān)閥門的電動(dòng)裝置。
在本實(shí)用新型作出以前現(xiàn)有的閥門控制裝置是用于控制大中型閥門開(kāi)合用的。它分成機(jī)械執(zhí)行部分和電器控制部分。其中電器控制部分都是利用各種開(kāi)關(guān)等硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣的裝置在使用時(shí)非常不便。主要是由于控制不靈活、準(zhǔn)確性不高；不能得到被控制閥門的實(shí)際位置。在使用時(shí)，通常是用一組復(fù)雜的齒輪結(jié)構(gòu)來(lái)帶動(dòng)一個(gè)電位器得到一個(gè)變化的電位值。通過(guò)電流(或電壓)表來(lái)指示被控閥門的相應(yīng)位置。這樣的結(jié)構(gòu)有以下幾個(gè)缺點(diǎn)1.電位器是機(jī)械滑動(dòng)接觸，易損壞，可靠性不高。
2.由于電位器信號(hào)是模擬信號(hào)傳輸，不同的導(dǎo)線和距離對(duì)信號(hào)都能產(chǎn)生較大的影響，需要經(jīng)常調(diào)試和調(diào)整，維修和更換。也給油田等需要遠(yuǎn)距離控制的用戶帶來(lái)極大的不便。且不適合遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)。
3.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不利于實(shí)現(xiàn)智能化的集中控制。
4.因采用機(jī)械觸點(diǎn)，在使用當(dāng)中易產(chǎn)生電火花。若所控制的閥門輸送易燃、易爆的物品如油類等容易出現(xiàn)危險(xiǎn)。
5.工作環(huán)境，如溫度、濕度等的變化也會(huì)對(duì)所檢測(cè)的信號(hào)和元器件的參數(shù)產(chǎn)生較大的波動(dòng)，影響信號(hào)的輸出。
6.抗干擾能力差。
也有的用確定通電時(shí)間來(lái)推算出閥門具體的開(kāi)合角度；關(guān)閉時(shí)采用相同的步驟。這樣的裝置除包括上述缺點(diǎn)外還增加了操作人員的工作強(qiáng)度，即每操作一次都要記清所操作的時(shí)間。交班時(shí)要講清楚前次操作所用的時(shí)間。尤其是遇到特殊的情況如緊急停電等，就無(wú)從知道現(xiàn)在該閥門控制裝置所控制閥門具體的開(kāi)合角度。需要操作人員到被控閥門現(xiàn)場(chǎng)來(lái)確定開(kāi)合角度。而有些現(xiàn)場(chǎng)是不易接近的，如化工業(yè)的有毒氣體、液體。增加了閥門控制角度數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性。
本實(shí)用新型的目的是，為解決上述問(wèn)題提供一種利用單片機(jī)來(lái)控制的電腦智能閥門控制裝置。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種電腦智能閥門控制裝置，包括電子控制部分、檢測(cè)部分和機(jī)械執(zhí)行部分，其中機(jī)械執(zhí)行部分包括電動(dòng)機(jī)和與電動(dòng)機(jī)連接的自身減速器，所述的電子控制部分設(shè)置單片機(jī)，該單片機(jī)的輸入端連接檢測(cè)部分的輸出，該單片機(jī)的輸出端連接所述電動(dòng)機(jī)的電源開(kāi)關(guān)和電子控制部分的操作按鍵。
所述的電腦智能閥門控制裝置，自身減速器的輸出軸連接二級(jí)減速器，該二級(jí)減速器的減速比是1/28～1/1008所述的電腦智能閥門控制裝置，上述檢測(cè)部分是二級(jí)減速器的輸出軸連接的光電位移檢測(cè)裝置。
所述電腦智能閥門控制裝置，所述的光電位移檢測(cè)裝置是若干發(fā)光二極管串聯(lián)于電源兩端，對(duì)應(yīng)所述的發(fā)光二極管設(shè)置若干光敏管，所述的光敏管并聯(lián)于電源兩端，其輸出端分別連接取樣電阻，取樣電阻連接電子控制部分；所述的發(fā)光二極管和光敏管之間置有碼盤，所述碼盤與上述減速器的輸出軸連接。
所述的電腦智能閥門控制裝置，上述電腦智能閥門控制裝置的碼盤承圓形，其圓心固定連接上述減速器的輸出軸；該碼盤設(shè)置透光孔。
所述的電腦智能閥門控制裝置，上述單片機(jī)的倒向輸出端連接三極管的基極，該三極管的集電極連接電源正極，其發(fā)射極通過(guò)倒向繼電器接地；該單片機(jī)的控制輸出端連接三極管的基極，該三極管的集電極連接電源正極，其發(fā)射極分別連接兩個(gè)繼電器控制的倒向二選一開(kāi)關(guān)的不對(duì)應(yīng)位置，所述兩個(gè)繼電器控制的倒向二選一開(kāi)關(guān)的另兩個(gè)位置并聯(lián)接地；所述的兩個(gè)繼電器控制的倒向二選一開(kāi)關(guān)通過(guò)兩個(gè)正轉(zhuǎn)繼電器串聯(lián)后和兩個(gè)反轉(zhuǎn)繼電器串聯(lián)后再并聯(lián)組成的回路連接，其中所述回路中，正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器分別串聯(lián)方向相反的二極管。
所述電腦智能閥門控制裝置，上述與單片機(jī)的控制輸出端連接三極管與兩個(gè)繼電器控制的倒向二選一開(kāi)關(guān)之間分別連接保護(hù)三極管的集電極和發(fā)射極；該保護(hù)三極管的基極通過(guò)上述一路光敏管的輸出接地。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是，采用單片機(jī)控制可以定量的控制所要具體開(kāi)合所控閥門的角度，以及提供其他靈活的控制；同時(shí)由于單片機(jī)所要求輸入的信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，便于遠(yuǎn)距離傳送的數(shù)字信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，非常適合大型企業(yè)如油田等的應(yīng)用。電腦智能閥門控制裝置的機(jī)械執(zhí)行部分的電動(dòng)機(jī)減速器的減速后輸出的轉(zhuǎn)速小于每分鐘1轉(zhuǎn)，這樣閥門全部打開(kāi)或全部關(guān)閉，反映在二級(jí)減速器輸出軸上就是小于一周的轉(zhuǎn)動(dòng)。所以很容易的可以將這段角度進(jìn)行平均劃分或者將角位移轉(zhuǎn)換成直線位移平均劃分，通過(guò)電子控制裝置來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度或移動(dòng)的位移，來(lái)獲知閥門的開(kāi)合角度。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)將要控制的閥門進(jìn)行開(kāi)合角度的同步控制。給實(shí)現(xiàn)電腦控制提供了控制的輸入信號(hào)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例電腦智能閥門控制裝置的總體結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例二級(jí)減速部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例檢測(cè)部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型圖3碼盤的主視圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例電路示意圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例電機(jī)控制的電路圖。
如圖1所示，一種電腦智能閥門控制裝置，包括電子控制部分1、檢測(cè)部分20和機(jī)械執(zhí)行部分，其中機(jī)械執(zhí)行部分包括電動(dòng)機(jī)2和與電動(dòng)機(jī)連接的自身減速器3，其中電子控制部分1設(shè)置單片機(jī)T；該單片機(jī)的選擇范圍很廣，本實(shí)施例的單片機(jī)以2051為例，該單片機(jī)的輸入端連接檢測(cè)部分20的輸出，該單片機(jī)的輸出端連接所述電動(dòng)機(jī)的電源開(kāi)關(guān)和電子控制部分的操作按鍵5。
如圖2所示，自身減速器3的輸出軸8連接二級(jí)減速器4，要求二級(jí)轉(zhuǎn)速器的輸出軸的轉(zhuǎn)速1轉(zhuǎn)/分～10度/分，由于現(xiàn)有的閥門控制裝置自身減速器的輸出軸的轉(zhuǎn)速是28轉(zhuǎn)/分，為了在改進(jìn)現(xiàn)有閥門控制裝置時(shí)盡量少的更換構(gòu)件，所以該二級(jí)減速器的減速比是1/28～1/1008。當(dāng)然根據(jù)電機(jī)選擇的不同或者自身減速器的減速比不同輸出的轉(zhuǎn)速完全可能不是28轉(zhuǎn)/分，或者完全可以將兩個(gè)減速器合并成一個(gè)。經(jīng)過(guò)上述的改進(jìn)所形成的減速比超出本專利所述的范圍。這些變化都是本專利顯而易見(jiàn)的變化，都在本專利的保護(hù)之內(nèi)。
如圖3所示，檢測(cè)部分20是二級(jí)減速器4的輸出軸7連接的光電位移檢測(cè)裝置5。
如圖5所示，光電位移檢測(cè)裝置5是一組發(fā)光二極管，本實(shí)施例采用5個(gè)即A0～A5串聯(lián)，并且串聯(lián)保護(hù)電阻Z6連接電源兩端，對(duì)應(yīng)這些發(fā)光二極管，在它們的對(duì)面合適距離設(shè)置6個(gè)光敏管Y0～V5，其中光敏管的集電極并聯(lián)于電源一端，其發(fā)射極分別連接取樣電阻Z0～Z4后并聯(lián)于電源另一端，同時(shí)取樣電阻連接電子控制部分1。為了使輸出的信號(hào)更好，它們分別連接整形芯片40106的輸入端1、3、5、9、13腳，該芯片的輸出端2、4、6、8、12腳連接電平轉(zhuǎn)換芯片4010的輸入端3、5、7、9、14腳其輸出端連接單片機(jī)2051的輸入端T10、T11、T12、T13。該單片機(jī)T的倒向輸出端P32通過(guò)電阻Z7連接三極管S2的基極，該三極管S2的集電極連接+5V電源的正極，其發(fā)射極通過(guò)倒向繼電器J1接地，該繼電器設(shè)置保護(hù)二極管Q3；該單片機(jī)T的控制輸出端P31通過(guò)電阻Z8和穩(wěn)壓管Q4連接三極管S1的基極，該三極管S1的集電極連接+15V電源的正極，其發(fā)射極分別連接兩個(gè)繼電器J1控制的倒向二選一開(kāi)關(guān)K1、K2的不對(duì)應(yīng)位置，也就是如圖所示連接繼電器J1控制的倒向二選一開(kāi)關(guān)K1的2腳、連接繼電器J1控制的倒向二選一開(kāi)關(guān)K2的1腳，或相反連接。所述兩個(gè)繼電器J1控制的倒向二選一開(kāi)關(guān)K1、K2的另兩個(gè)位置即繼電器J1控制的倒向二選一開(kāi)關(guān)K1的1腳、連接繼電器J1控制的倒向二選一開(kāi)關(guān)K2的2腳并聯(lián)接地；所述的兩個(gè)繼電器J1控制的倒向二選一開(kāi)關(guān)K1、K2通過(guò)兩個(gè)正轉(zhuǎn)繼電器J2、J3串聯(lián)后和兩個(gè)反轉(zhuǎn)繼電器J4、J5串聯(lián)后再并聯(lián)組成的回路連接，其中所述回路中，正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器分別串聯(lián)方向相反的二極管Q1、Q2。為了上述繼電器的安全，上述繼電器都連接保護(hù)二極管。該電路不在于前面開(kāi)關(guān)電路或倒向電路的設(shè)計(jì)，而是正轉(zhuǎn)繼電器J2、J3和反轉(zhuǎn)繼電器J4、J5以及它們分別串聯(lián)的方向相反的二極管Q1、Q2所組成的回路。它可以保證在某一點(diǎn)時(shí)間置有一組繼電器接通，不會(huì)出現(xiàn)同時(shí)接通相線短路的事故。為了安全的要求，與單片機(jī)T的控制輸出端 連接三極管S1與兩個(gè)繼電器J1控制的倒向二選一開(kāi)關(guān)K1、K2之間要連接一個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)，即它們分別連接保護(hù)三極管J3的集電極和發(fā)射極；該保護(hù)三極管的基極通過(guò)上述剩余的一路光敏管的輸出接地。這個(gè)電路也可以外加一些如圖5所示的那樣類似的手動(dòng)控制電路或其它電路。在使用時(shí)，單片機(jī)的控制端為高電平，三極管S1導(dǎo)通，如圖示位置接通反轉(zhuǎn)繼電器S4、S5。如圖6所示，開(kāi)關(guān)到圖示位置控制電機(jī)反轉(zhuǎn)即關(guān)閥門。若單片機(jī)的倒向輸出端輸出高電平時(shí)三極管S2導(dǎo)通繼電器S1控制開(kāi)關(guān)變換位置，接通正轉(zhuǎn)繼電器S2、S3導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)即開(kāi)閥門。
如圖4所示，發(fā)光二極管和光敏管之間置有碼盤6，碼盤與上述減速器3的輸出軸7連接。具體的是將碼盤6制成圓形，其圓心固定連接在減速器3的輸出軸7上。
使用時(shí)，該電腦智能閥門控制裝置的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，碼盤開(kāi)始產(chǎn)生位移，遮住相應(yīng)的發(fā)光二極管，使光敏管輸出不同的信號(hào)，這些信號(hào)代表不同的位移點(diǎn)；將這些信號(hào)輸送給電子控制部分處理后控制閥門的開(kāi)或關(guān)。
權(quán)利要求1.一種電腦智能閥門控制裝置，包括電子控制部分(1)、檢測(cè)部分(20)和機(jī)械執(zhí)行部分，其中機(jī)械執(zhí)行部分包括電動(dòng)機(jī)(2)和與電動(dòng)機(jī)連接的自身減速器(3)，其特征在于所述的電子控制部分(1)設(shè)置單片機(jī)(T)，該單片機(jī)的輸入端連接檢測(cè)部分(20)的輸出，該單片機(jī)的輸出端連接所述電動(dòng)機(jī)的電源開(kāi)關(guān)和電子控制部分的操作按鍵(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電腦智能閥門控制裝置，其特征在于上述自身減速器(3)的輸出軸(8)連接二級(jí)減速器(4)，該二級(jí)減速器的減速比是1/28～1/1008。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電腦智能閥門控制裝置，其特征在于上述檢測(cè)部分(20)是二級(jí)減速器(4)的輸出軸(7)連接的光電位移檢測(cè)裝置(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電腦智能閥門控制裝置，其特征在于所述的光電位移檢測(cè)裝置(5)是若干發(fā)光二極管(A)串聯(lián)于電源兩端，對(duì)應(yīng)所述的發(fā)光二極管設(shè)置若干光敏管(Y)，所述的光敏管并聯(lián)于電源兩端，其輸出端分別連接取樣電阻(Z)，取樣電阻連接電子控制部分(1)；所述的發(fā)光二極管和光敏管之間置有碼盤(6)，所述碼盤與上述減速器(3)的輸出軸(7)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電腦智能閥門控制裝置，其特征在于上述電腦智能閥門控制裝置的碼盤(6)承圓形，其圓心固定連接上述減速器(3)的輸出軸(4)；該碼盤設(shè)置透光孔(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電腦智能閥門控制裝置，其特征在于上述單片機(jī)(T)的倒向輸出端(P32)連接三極管(S2)的基極，該三極管(S2)的集電極連接電源正極，其發(fā)射極通過(guò)倒向繼電器(J1)接地；該單片機(jī)(T)的控制輸出端(P31)連接三極管(S1)的基極，該三極管(S1)的集電極連接電源正極，其發(fā)射極分別連接兩個(gè)繼電器(J1)控制的倒向二選一開(kāi)關(guān)(K1、K2)的不對(duì)應(yīng)位置，所述兩個(gè)繼電器(J1)控制的倒向二選一開(kāi)關(guān)(K1、K2)的另兩個(gè)位置并聯(lián)接地；所述的兩個(gè)繼電器(J1)控制的倒向二選一開(kāi)關(guān)(K1、K2)通過(guò)兩個(gè)正轉(zhuǎn)繼電器(J2、J3)串聯(lián)后和兩個(gè)反轉(zhuǎn)繼電器(J4、J5)串聯(lián)后再并聯(lián)組成的回路連接，其中所述回路中，正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器分別串聯(lián)方向相反的二極管(Q1、Q2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電腦智能閥門控制裝置，其特征在于上述與單片機(jī)(T)的控制輸出端(P31)連接三極管(S1)與兩個(gè)繼電器(J1)控制的倒向二選一開(kāi)關(guān)(K1、K2)之間分別連接保護(hù)三極管(J3)的集電極和發(fā)射極；該保護(hù)三極管的基極通過(guò)上述一路光敏管的輸出接地。
專利摘要本實(shí)用新型是一種電腦智能閥門控制裝置,它的電子控制部分設(shè)置單片機(jī),該單片機(jī)的輸入端連接檢測(cè)部分的輸出,該單片機(jī)的輸出端連接所述電動(dòng)機(jī)的電源開(kāi)關(guān)和電子控制部分的操作按鍵。采用單片機(jī)控制后可以定量的控制所要具體開(kāi)合所控閥門的角度,以及提供其他靈活的控制;同時(shí)由于單片機(jī)所要求輸入的信號(hào)抗干擾能力強(qiáng),便于遠(yuǎn)距離傳送的數(shù)字信號(hào),可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制非常適合大型企業(yè)如油田等的應(yīng)用。
文檔編號(hào)G05D3/00GK2395108SQ9924677
公開(kāi)日2000年9月6日 申請(qǐng)日期1999年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月19日
發(fā)明者郭志根, 國(guó)成軍, 潘進(jìn), 董云珠, 劉偉路 申請(qǐng)人:劉偉路