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電動閥門遠傳控制怎麼實現

發布時間:2023-09-05 07:44:50

⑴ 求一個煙氣管道電動閥門控制電路圖,要求接遠程scs系統,謝謝啦

0引言 在現代工業自動控制中,調節閥是最主要的執行器件之一,在石油、化工、電力、水利等行業發揮著重要的作用。但國內電動調節閥技術與國外相比還有很大差距,國內電動調節閥普遍具有結構不合理,控制精度低,安全性能差,不能很好地進行人機通話、難於現場標定和維修等缺陷。隨著電子技術、控制技術及通訊技術的發展,國內閥門廠家紛紛對電動調節閥進行研究,各項指標和性能都有所提高,但是相應的成本也提高不少,價格比較昂貴的。為此研究一款價格實惠、結構簡單、功能齊全、便於現場操作和集中控制的電動調節閥。 1硬體結構 1.1總體結構 系統的硬體電路主要由閥門的位置反饋信號檢測、遠端控制信號的轉換和現場參數整定與靈敏度調整電路所構成的模擬量輸入通道、A/D轉換、伺服電機驅動及減速運行的輸出電路、D/A轉換和外圍鍵盤顯示等電路以及上位機遠程通訊等組成,如圖1所示。控制中心信號、現場實際開度的反饋信號、現場參數整定和靈敏度信號調整通過TL2543進行A/D轉換後送到AT89C2051微控制器,微控制器根據這些信號進行運算處理,以控制電動閥門執行機構的正反運轉和全開全關運行,使得閥門快速達到設定開度。採用LCD實時顯示閥門實際開度值,通過RS-485通訊直接將閥門現場反饋信號傳輸到監控中心的上位機,在上位機的組態界面上進行顯示,以記錄閥門開度的調節情況。同時中控中心的工作人員可以通過組態監控,對現場閥門實際開度進行設定,信號通過RS-485直接送回給控制器進行操作。在電動閥門出現故障時,現場可以及時地做出報警,同時控制中心組態監控也會發出報警,以採取相應的保護措施。通過D/A將閥的開度轉換為4~20mA的電流信號,傳輸給遠程式控制制中心的模擬量採集模塊,以進行遠程操作與顯示。 1.2輸入通道電路設計 輸入通道主要由閥門位置檢測信號、遠端控制中心信號、現場參數整定與靈敏度調整電路與A/D轉換電路組成。 用安裝在閥門電動機執行機構上的位置變送器來檢測實際開度反饋信號,位置變送器是高性能的導電塑料精密旋轉電位器,具有較高分辨力的、高性能的經濟類型產品。電位器旋轉角度和閥門開度有線性關系,旋轉電位器將閥門開度情況轉換成對應的角度信號,進而轉換成系統所接收1~5V的DC電壓信號,因此可以依據電壓和角度的線性關系得到相應的位置信號。閥門實際開度反饋信號閥門實際開度經過位置檢測機構轉換成相應的電壓信號MA2,經過射級跟隨器進行阻抗處理變化之後的信號送到A/D轉換晶元TL2543的IN1口。電路如圖2所示,其中VD3、VD45起到鉗位作用。 圖1系統結構圖 圖2控制端信號轉換電路圖 工業生產中傳送的標準的電信號可能是4~20mA的直流電流,也可能是1~5V的直流電壓,控制中心的信號為4~20mA的電流信號,當來自控制中心的信號MA1經過圖3所示的信號轉換電路時,預先應當將MK2閉合,此時電流輸入信號經電阻R2、GND形成迴路,4~20mA的電流信號經過轉換電阻R2流向地,此時的輸入電流信號就被轉換成1~5V的電壓信號,即A/D轉化器TL2543的IN0口的電位。亦即信號的最小值4mA或1V對應精密電位器的最小值,也相當於閥門的起點位置。信號最大值20mA或5V對應精密電位器的最大值,也相當於閥門滿度位置。 圖3位置採集信號轉化電路 為使閥門執行器能夠適應工業生產中不同型號與口徑閥門,滿足各種的閥門裝置具有不同的初始位置和滿度位置,提高系統的靈敏度,增強通用性,做到測量的精確性,採用3個滑動電阻RP1、RP2、RP3構成調零、調滿和調靈敏度電路,使閥門電動執行機構的零點和最大角位移都在一定范圍內可調,減小誤差。調零(ZERO)、調滿(SPAN)、靈敏度(PROP)電路如圖4所示。IN2、IN3、IN4端的電壓就為傳輸到A/D轉換TL2543的調滿、調零和靈敏度信號。閥門在運行之前要將這些信號進行A/D轉換反饋到為微控制器中進行處理,來控制電動執行機構下一步的轉向。 圖4零點、滿量程、靈敏度調整電路 1.3閥門電機驅動電路設計 微控制器將轉換之後的控制信號、閥門實際開度反饋信號、靈敏度信號等進行相應的運算,判斷閥門執行機構該向哪個方向運行,從而向對應的I/O口送出相應的TTL觸發信號,信號經過2個或門互鎖正反轉觸發和轉換電路與固態繼電器的觸發控制電路轉換成可以驅動伺服電機運動的交流控制電平,圖5中單片機控制器發出2個TTL觸發信號,運用與非門的功能,將電機的正轉、反轉、停用工作狀態用P3.2、P3.3電平狀態來控制,P3.2、P3.3的TTL觸發信號經過與非門傳輸到固態繼電器38D05的DC-上,為防止兩個觸發器信號同時為低電平導通,在固態繼電器的DC+處分別接上拉電阻,已在初始化的時候把觸發信號拉成高電平,避免誤導通,從而達到閥門的正反、停止控制。同時電路中接入極限位置行程開關,當閥門運轉至極限位置,電機停止運轉,起到保護的作用。為了准確及時平穩控制閥門的位置,在伺服電機驅動增加減速器,減速器採用諧波齒輪傳動,把伺服電機高速轉矩、小力矩的輸出功率轉換成執行機構輸出軸的低轉速、大力矩的輸出功率,以推動調節結構,使閥門運行平緩、承載能力強、傳動精度高。 圖5閥門電機驅動電路 2系統控制演算法與模擬 2.1系統建模 閥門控制屬於典型的位置隨動控制系統,由位置檢測機構檢測到的信號與實際信號相比較產生誤差信號,經過控制器進行A/D轉換後進行PID運算,參數調整等輸出電壓與測速發電機反饋電壓形成的誤差電壓作為伺服電機驅動電壓,通過減速器後輸出實際角度。控制系統結構框圖如圖6所示。 圖6閥門控制系統結構圖 伺服電機部分的傳遞函數可以表示為: (1) 式中:電機增益kt=2;Ra=6Ω;La=12mH;轉動慣量J=0.006kg·m2;Ce=Cm=0.3N·m/A;黏性摩擦系數f=0.2N·m/s;減速比i=0.1。減速器部分可以看出以純積分環節。 2.2PID控制與模擬 採用PID控制演算法,通過臨界比例度法與湊試法整定PID控制器的參數,得到Kp=10,Ti=0.01,Td=0.5,其正弦輸入下跟隨曲線如圖7所示。 圖7電動閥門跟隨曲線 從圖7可以看出輸入輸出曲線基本一致,跟隨特性好,調節速度快,能夠滿足設計要求。 3系統軟體設計 開機初始化,由上電復位後的主程序執行,用來初始化系統的硬體資源和軟體資源,對串列口、定時器、內部寄存器初始化;完成開機電信號故障檢測,如果有電信號故障則亮紅燈報警,沒有故障則進行鍵盤掃描,判斷是否有強制執行設置,有則執行相應動作,沒有則採集檢測的位置信號,與設定值和控制中心命令值比較,以調整參數,開啟A/D轉換並數字濾波,經過PID運算後,驅動閥門動作,控制電機轉動的方向與角度,並顯示相應閥門實際開度。同時向上位機實時提供實際開度數據信息,顯示閥門開度,故障報警等。 4試驗調試 遠程監控中心PC採用組態進行程序設計,通過PC的串列介面傳輸和接收數據,在該界面中預設閥門的開度以及實時開度顯示,歷史數據報表的查閱。 表1為從組態界面上讀取的電動閥預設開度和實際開度之間的實時數據。 從表1中可以看出閥門實際開度值與預設開度值基本一致,最大誤差僅0.25%,符合設計要求達到的精度。 組態運行下閥門開度值K與相應出口流量Q間測得的數據報表如表2所示。 表1預設開度與實際開度對比 表2系統歷史數據報表 對以上數據利用MATLAB進行多項式擬合,擬合曲線如圖8所示。 圖8閥門輸出曲線 從圖8中可以看出出口流量和閥門開度成正比的線性關系,其關系式為:Q=0.0983K-1.8621,線性關系理想。 由圖表分析可知,在相同變化行程情況下,閥門開度較小時,相對流量變化值小,比較緩和;閥門開度較大時,控制靈敏有效。所以在實際中用控制閥門開度來控制流量大小。 5結束語 以單片微機為控制器設計了電動閥門控制器,能夠接收控制中心命令信號和鍵盤控制命令,根據閥門實際反饋信號實現正轉、反轉、停轉的閉環控制;能夠根據實際運行狀況做出判斷,進行故障報告、應急處理、顯示等工作;具備遠程通信功能,能夠在組態環境下進行監控運行,實現儀表控制的數字化,智能化、網路化與遠程化,拓寬了電動閥門的使用環境的范圍,節約了成本。實驗調試的結果表明:該裝置線性關系較好,動作時間斷,誤差在0.3%以內,具有較高的精度。

⑵ 閥門是怎麼實現閥位遠傳的

通過機械行程開關或機械電阻計,將機械信號通過電信號轉變到控制儀表或指示燈。

⑶ 閥門電動裝置的工作原理

閥門電動裝置是實現閥門程式控制、自控和遙控不可缺少的驅動設備,其運動過程可由行程、轉矩或軸向推力的大小來控制。

由於閥門電動裝置的工作特性和利用率取決於閥門的種類、裝置工作規范及閥門在管線或設備上的位置。
電動裝置一般由下列部分組成:
專用電動機,特點是過載能力強﹑起動轉矩大﹑轉動慣量小,短時﹑斷續工作。減速機構,用以減低電動機的輸出轉速。
行程式控制制機構,用以調節和准確控制閥門的啟閉位置。
轉矩限制機構,用以調節轉矩(或推力)並使之不超過預定值。
手動﹑電動切換機構,進行手動或電動操作的聯鎖機構。
開度指示器,用以顯示閥門在啟閉過程中所處的位置。
5.1電動機:戶外型採用YDF型,隔爆型採用YBDF型閥門專用三相非同步電動機。
5.2減速機構:由一對直齒輪和蝸輪副兩級傳動組成。電動機的動力經減速機構傳遞給輸出軸。
5.3力矩控制機構:當輸出軸上受到一定轉矩後,蝸桿除旋轉外還產生軸向位移,帶動曲拐,曲拐直接(或通過撞塊)帶動支架產生角位移。當輸出軸上的轉矩增大到整定轉矩時,則支架產生的位移量使微動開關動作,從而切斷電機電源,電動機停轉。以此實現對電動裝置輸出轉矩的控制,達到保護電動閥門的目的。
5.4行程式控制制機構:
採用十進制計數器原理,又稱為計數器,控制精度高,結構見圖7。其工作原理為:由減速箱內的一對大小傘齒輪帶動中傳小齒輪,再帶動行程式控制制機構工作。如果行程式控制制器按閥門開、關的位置已調整好,當控制器隨輸出軸轉動到預先調整好的位置(圈數)時,則凸輪將轉動90°,迫使微動開關動作,切斷電動機電源,電動機停轉,從而實現對電動裝置行程(轉圈數)的控制。
注1:為了控制較多轉圈數的閥門,可調整凸輪轉180°或270°再壓迫微動開關動作。
5.5開度指示機構:結構見圖8。輸入齒輪由計數器個位齒輪帶動,經減速後,指示盤隨閥門的開關過程同時轉動,以指示閥門的開關量,電位器軸和指示盤同步轉動,供遠傳開度指示用。移動轉圈數調整齒輪可以改變轉圈數。開度指示機構內設一微動開關和凸輪,當電動裝置運轉時,旋轉凸輪周期性地使微動開關動作,其頻率為輸出軸轉動一圈動作一次或二次,可供閃光信號等使用。
5.6手—電動切換機構:為半自動切換,手動時需扳動手柄切換,手動狀態轉變為電動時則自動運行。其結構見圖9。它由手柄、切換件、直立桿、離合器、壓簧等組成。需手輪操作時,將手柄向手動方向推動,切換件使離合器抬高,並壓迫壓簧。當手柄推到一定位置時,離合器即脫離蝸輪而與手輪嚙合,同時直立桿在扭簧作用下直立於蝸輪端面,支撐住離合器不致下落,切換完成即可放開手柄,使用手輪進行操作。而需電動操作時,電動機將帶動蝸輪轉動,支承於蝸輪端面的直立桿即倒下,在壓簧作用下離合器迅速向蝸輪方向移動,並與蝸輪嚙合,同時與手輪脫開,自動實現手動到電動狀態的轉換。
注意:1.電動運行時切勿扳動切換手柄!
2.切換時按箭頭方向推(或拉)動手柄,若推不到位時應邊轉動手輪邊推動手柄!

⑷ 電動閥如何控制

一般採用7#樓方法較為方便——液位控制線至閥門控制箱,再送聯動控制線至水泵控制箱。但採用3#樓方法也是可以的——液位控制線分別送閥門控制箱和水泵控制箱,同樣能滿足水專業的控制要求。

⑸ 如何對一個閥門進行PLC遠程式控制制

唔,你這個工程可來就自有點大了。理論上來講,這並不是做不到,只不過有點麻煩,而且,估計效果也不理想。首先,PLC必須與一台可以上網的計算機通訊,並且可以在電腦上控制PLC的動作,其次,兩台遠程計算機之間建立遠程協助(比如說,QQ就可以辦到……),然後,操縱的計算機獲得被控制的計算機的操縱權,最後,基本上就可以實現你要的效果了.....

⑹ 電動蝶閥如何遠程式控制制

電動蝶閥上有電動頭的,電動頭標准叫:電動執行機構。控制器和電動執行機構直接是信號聯系的,最可能是4~20ma直流信號,也可能是電壓信號,也可能是數字通訊。一般控制器和電動頭直接是4線的,也可能是3線的,如果數字的話,就是光纖的了。

電動蝶閥屬於電動閥門和電動調節閥中的一個品種。電動蝶閥連接方式主要有:法蘭式和對夾式;電動蝶閥密封形式主要有:橡膠密封和金屬密封。電動蝶閥通過電源信號來控制蝶閥的開關。該產品可用做管道系統的切斷閥,控制閥和止回閥。附帶手動控制裝置,一旦出現電源故障,可以臨時用手動操作,不至於影響使用。

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