CN102840371B - 一种cdma网络的远程电阀门控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明主要公开了一种CDMA网络的远程电阀门控制系统，包括若干下位机，CDMA的网络、上位机；CDMA网络覆盖在所有下位机所处的区域范围内，下位机与CDMA网络进行数据交换；上位机与CDMA网络连接，进行数据访问和交换。本发明采用单片机技术以及CDMA网络技术，实现对电阀门的远程控制。

Description

一种CDMA网络的远程电阀门控制系统

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，特别与一种基于CDMA网络的远程电阀门控制系统有关。

背景技术

近年来，国内部分阀门公司也对电动阀进行了大量的研究和开发，前景一片光明，但与世界先进水平相比，还有很大的差距。全球的阀门生产企业已经超过了5000家，由于阀门产品中的通用产品制造简单，需求量大，全球的竞争也非常激烈，全球最大的五家阀门公司：TYCO、FLOWSERVE、EMERSON、DRESSER、COOPER，全部销售额只占全球市场的12%。最近，ARC咨询集团对执行器和阀门定位器的市场进行了调查，认为智能阀门定位器和智能执行器将是整个控制阀市场中增长最快的部分，年增长率估计会超过50%。

虽然传统电动阀门的阀体和专用电机经过多年的改进优化，基本能适应各类实际需要，一些特殊用途如高温、高压、耐腐蚀冲刷等阀门的性能已达到较高的水平，但制约整体性能提高的关键是阀位（开度）检测机构不准、扭矩控制失灵以及不能远程监控，这些技术亟待解决。鉴于此本发明人设计出一种基于CDMA网络的远程电阀门控制系统，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于CDMA网络的远程电阀门控制系统，采用单片机技术以及CDMA网络技术，实现对电阀门的远程控制。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种CDMA网络的远程电阀门控制系统，包括若干下位机，CDMA的网络、上位机；CDMA网络覆盖在所有下位机所处的区域范围内，下位机与CDMA网络进行数据交换；上位机与CDMA网络连接，进行数据访问和交换。

所述的下位机为电阀门控制子系统，包括电动机、一级减速器、二级减速器、三级减速器、阀门、阀门同步跟踪器、单片机、缺相检测单元；电动机输出依次通过一级减速器、二级减速器、三级减速器上连接到阀门上，阀门同步跟踪器检测阀门的开度，并将该开度信号输送至单片机中，单片机通过缺相检测单元得出电动机所需的步进脉冲信号，并将该信号输送至电动机中进行调整；单片机通过通信端口与CDMA网络实现无线通信。

所述的电动机直接带动蜗轮蜗杆转动输出，经过一级减速器、二级减速器、三级减速器传动，最终总传动比达到1000。

所述的蜗轮蜗杆传动比为25，一级减速器传动比为3，二级减速器传动比为3.33，三级减速器传动比为4。

所述的单片机采用P87LPC76x系列单片机。

所述的单片机连接有显示单元。

所述的单片机连接有语音单元。

采用上述方案后，本发明具有诸多有益效果：

本发明结合了机械与电子网络控制技术，将电驱动阀门远程控制通过无线的方式实现，利用CDMA技术，可以在CDMA网络覆盖范围内，不受环境、地理位置的限制，进行无线方式控制。

本发明的阀门驱动装置由原来的诸多零部件集中在几个零部件就可实现并超过原来的功能，这项技术是阀门行业的一项技术创新。这项成果预示着在其他领域中一些电动装置也将有着广泛的应用前景。本发明具有先进的力矩检测，可以准确进行阀门位置控制。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的功能模块示意图；

图2为本发明较佳实施例的电阀门控制子系统示意图。

具体实施方式

结合附图，对本发明较佳实施例做进一步详细说明。

一种CDMA网络的远程电阀门控制系统，包括若干下位机11，CDMA网络20、上位机30。CDMA网络覆盖在所有下位机所处的区域范围内，下位机11与CDMA网络进行数据交换。上位机30与CDMA网络20连接，进行数据访问和交换。

下位机11实时监测阀门驱动电机的参数变化，利用CDMA网络技术向上位机30发送，上位机30根据其所传送有关电量信息的变化下达各种指令，透明传输到下位机11，相应的输出有关指令给控制器进行开关阀门，以达到本系统所需实现的功能。

本发明中利用CDMA网络技术所特有的分组数据交换技术，信息达到实时传输和处理。同时由于语音信息和数据信息的分隔传输，实现了系统的高可靠和高稳定性，避免了由于信息的混合传输而造成的干扰、延误和出错。

上位机上位机30工作原理如下：

通过CDMA网络所传送上来的有关数据，输入数据库。经过数据进行处理，在业务处理终端上显示相应位置的阀门情况，对超过所设定数据的范围进行声光等实时报警。根据登录者所拥有的权限范围内进行相应的处理，如开关阀门、进行智能调压节能，报警数据浏览等相应功能。

本实施例中下位机11可视为一个独立的电阀门控制子系统，主要包括的模块有电动机1、一级减速器2、二级减速器3、三级减速器4、阀门5、阀门同步跟踪器6、单片机7、缺相检测单元8，同时还可以包括显示单元9和语音单元10。

电动机1是动力部件，本实施例中为步进电机，整个系统功率为100W，输出转数为1r/min,预设电动机1的转速为1000r/min。步进电机根据系统条件，P=100W，得到：

根据转矩选择步进电机，步进电机的参数如下表1所示：

 

 本实施例中传动方面主要依靠电动机1、一级减速器2、二级减速器3、三级减速器4四者进行配合实现总的传动比1000，具体由步进电机直接带动蜗轮蜗杆转动，经蜗轮蜗杆后，再经一级减速器2、二级减速器3、三级减速器4传动后输出。本实施例中的一级减速器2、二级减速器3、三级减速器4均为直齿传动。

由于总的传动比：

。

其中，N:步进电机的转速，n：输出轴的转数。

为提高蜗轮蜗杆的传动效率，取蜗杆的头数为2。传动比分配如下：

                 

:蜗轮蜗杆的传动比

         

:一级减速器2传动比

       

:二级减速器3传动比

         

:三级减速器4传动比

电动机1的动力经过传动后，最终连接到阀门5上，阀门同步跟踪器6连接阀门5，检测阀门5的开度，阀门同步跟踪器6是本行业技术领域中已有的部件，用于检测阀门开度的装置，这里不做赘述。

阀门同步跟踪器6将采集到的开度信号连接到单片机7上，本实施例中采用的是P87LPC767系列单片机，其中采用P87LPC76x，具有高速和低速的晶振和RC振荡方式，可编程选择。具有较宽的操作电压范围。可编程I/O口线输出模式选择，可选择施密特触发输入，LED驱动输出。有内部看门狗定时器。抗干扰能力强。

单片机7首先内部预先进行阀位设置，将获得的阀门5的开度信号经过内部程序计算，得到输出值并输入到缺相检测单元8中，缺相检测单元8根据单片机7中输出的参数值，得到调整脉冲数，输入到电动机1中来调整步进的脉冲数，从而调整阀门的开度，如此循环，直至阀门5的开度达到一定的精度。

为了丰富本发明的功能，在单片机7上还连接有显示单元9和语音单元10，可以直观显示整个系统的数据，同时还能通过声音进行提示以及报警。

上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种CDMA网络的远程电阀门控制系统，其特征在于：包括若干下位机，CDMA的网络、上位机；CDMA网络覆盖在所有下位机所处的区域范围内，下位机与CDMA网络进行数据交换；上位机与CDMA网络连接，进行数据访问和交换；所述的下位机为电阀门控制子系统，包括电动机、一级减速器、二级减速器、三级减速器、阀门、阀门同步跟踪器、单片机、缺相检测单元；电动机输出依次通过一级减速器、二级减速器、三级减速器上连接到阀门上，阀门同步跟踪器检测阀门的开度，并将该开度信号输送至单片机中，单片机通过缺相检测单元得出电动机所需的步进脉冲信号，并将该信号输送至电动机中进行调整；单片机通过通信端口与CDMA网络实现无线通信；所述的电动机直接带动蜗轮蜗杆转动输出，经过一级减速器、二级减速器、三级减速器传动，最终总传动比达到1000；所述的蜗轮蜗杆传动比为25，一级减速器传动比为3，二级减速器传动比为3.33，三级减速器传动比为4。

2.如权利要求1所述的一种CDMA网络的远程电阀门控制系统，其特征在于：所述的单片机采用P87LPC76x系列单片机。

3.如权利要求2所述的一种CDMA网络的远程电阀门控制系统，其特征在于：所述的单片机连接有显示单元。

4.如权利要求2所述的一种CDMA网络的远程电阀门控制系统，其特征在于：所述的单片机连接有语音单元。