CN105508694A - 电动阀门开度控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动阀门开度控制系统及方法，属于电动阀门开度控制技术领域，系统包括PLC、执行机构和人机交互单元，执行机构的驱动端连接电动阀门的开限位开关和关限位开关，PLC连接控制执行机构，执行机构通过开限位开关和关限位开关连接到PLC并送入开到位信号和关到位检测信号到PLC。PLC内设有两个计数器和阀门位置控制单元，阀门位置控制单元连接在PLC上用来设置阀门位置标定，计数器连接在PLC上随着电动阀门的开启或关闭指令计数。本发明通过设置计数器，对开阀关阀指令进行加计数，计算阀门的实际开度值，与设定值进行比较，调节阀门开度，解决了在没有阀门位置反馈的情况下，不能实现阀门位置的准确控制的问题。
Description
技术领域
本发明属于电动阀门开度控制技术领域，涉及无阀门位置反馈的电动阀门开度控制方向，具体涉及一种电动阀门开度控制系统及方法。
背景技术
为实现电动阀门开度的准确控制，一般在阀门执行机构上安装阀门位置传感器，实时检测电动阀门的开度。通过对阀门开度设定值和实际值的比较，实现对电动阀门开度的准确控制。
对于未安装阀门位置传感器的电动阀门，其控制方式：1.全程开阀或关阀控制：开阀指令发出后，全程开阀；通过阀门开限位开关的连锁，当阀门开到限位后，停止开阀。关阀指令发出后，全程关阀；通过阀门关限位开关的连锁，当阀门关到限位后，停止关阀。2.手动阀位控制：根据阀门执行机构上的机械位置指针，现场手动控制阀门开度。
目前，在没有阀门位置反馈的情况下，均不能实现阀门位置的准确控制。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种电动阀门开度控制系统及方法，通过设置计数器，对开阀关阀指令进行加计数，计算阀门的实际开度值，与设定值进行比较，调节阀门开度，解决了在没有阀门位置反馈的情况下，不能实现阀门位置的准确控制的问题，具有在没有阀门位置反馈的情况下，能够实现电动阀门位置的显示和控制的优点，方法简单，成本低，符合市场需求。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电动阀门开度控制系统，所述电动阀门开度控制系统包括PLC、执行机构和人机交互单元，执行机构的驱动端连接电动阀门的开限位开关和关限位开关，PLC连接控制执行机构，执行机构通过开限位开关和关限位开关连接到PLC并送入阀门的开到位信号和关到位检测信号到PLC。
上述系统中，所述PLC内设有两个计数器和阀门位置控制单元，阀门位置控制单元连接在PLC上用来设置阀门位置标定，计数器连接在PLC上随着电动阀门的开启或关闭指令计数。所述阀门位置控制单元中设有脉冲信号发生器，阀门控制精度达到0.5％。所述执行机构包括三相交流异步电动机和保护电路，三相交流异步电动机连接保护电路，电动阀门通过保护电路连接到三相交流异步电动机，利用三相交流异步电动机驱动电动阀门开阀或关阀。所述人机交互单元中包括有触摸显示屏，触摸显示屏连接在PLC上，触摸显示屏上设有开发按钮、关阀按钮、风机启动按钮和确认按钮。
一种电动阀门开度控制方法，所述方法步骤包括：步骤一、电动阀门开度控制系统的PLC中设置两个计数器和阀门位置控制单元；步骤二、阀门位置标定时，确认点击阀门位置标定按钮，阀门打开，计数器1和计数器2开始加计数，阀门打开到位，计数器计数停止；步骤三、阀门位置标定结束，计数器2的数值作为常数；步骤四、阀门位置控制与显示时，设定阀门开度，阀门打开到设定值，阀门位置控制单元利用计数器的数据计算阀门实际开度值，公式为θ＝(ADD1/ADD2)*100，式中θ表示阀门开度的实际开度值，ADD1表示计数器1，ADD2表示计数器2。
所述方法步骤二中，阀门位置标定的条件是风机停止运行、高压开关柜分闸。所述方法步骤二中，阀门位置标定的具体步骤为：步骤1.将现场机旁操作箱上的模式开关选择到远程集中控制模式；步骤2.手动将电动阀门关到位；步骤3.点击阀门位置标定按钮，点击确认；步骤4.电动阀门开始打开，计数器1和计数器2开始加计数；步骤5.电动阀门开到位，计数器1和计数器2停止计数，标定结束。
所述方法步骤四中，阀门位置控制与显示的具体步骤为：步骤1.点击关阀按钮，点击确认；步骤2.阀门开始关闭至完全关闭，计数器1开始减计数；步骤3.确认风机启动条件，启动风机；步骤4.设定阀门开度，阀门打开到设定值；步骤5.计算阀门开度值并显示出来。所述方法步骤四中，阀门位置控制单元会比较阀门开度的实际值与设定值，实际值等于设定值时，开阀命令、关阀命令复位，计数器1停止计数；实际值小于设定值时，开阀命令置位，计数器1每0.1秒加1；实际值大于设定值时，关阀命令置位，计数器1每0.1秒减1。
本发明有益效果是:本发明中提供的电动阀门开度控制系统，提供一种简单的系统结构，并配合良好的控制方法，采用本发明的系统及控制方法后，在没有阀门位置反馈的情况下，能够实现电动阀门位置的显示和精确控制，并且能够标定阀门位置。
附图说明
下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1是本发明的具体实施方式的电动阀门开度控制图。
图2是本发明的具体实施方式的电动阀门位置标定流程图。
图3是本发明的具体实施方式的电动阀门位置控制与显示流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
电动阀门开度控制系统，如图1所示，电动阀门开度控制系统包括PLC、执行机构和人机交互单元，执行机构的驱动端连接电动阀门的开限位开关和关限位开关，PLC连接控制执行机构，执行机构通过开限位开关和关限位开关连接到PLC并送入开到位信号和关到位检测信号到PLC。PLC内设有两个计数器和阀门位置控制单元，阀门位置控制单元连接在PLC上用来设置阀门位置标定，计数器连接在PLC上随着电动阀门的开启或关闭指令计数。
执行机构包括三相交流异步电动机和保护电路，三相交流异步电动机连接保护电路，电动阀门通过保护电路连接到三相交流异步电动机，保护电路中设有减速箱，电动阀门通过减速相连接三相交流异步电动机，利用三相交流异步电动机驱动电动阀门开阀或关阀。如图1所示，保护电路中设有热继电器RJ、交流接触器KM和断路器QF，三相交流异步电动机和热继电器RJ、交流接触器KM、断路器QF依次电连接，保护电路中设有两个交流接触器KM1和KM2，KM1和KM2并联在热继电器RJ和断路器QF之间，保护电路对电动机进行过载保护，过载、短路及欠压等故障时自动切断电路。交流接触器KM1连接开限位开关的一端，开限位开关的另一端连接到PLC，KM2连接关限位开关的一端，关限位开关的另一端连接到PLC。人机交互单元中包括有触摸显示屏，触摸显示屏连接在PLC上，触摸显示屏上设有开发按钮、关阀按钮、风机启动按钮和确认按钮，通过触摸显示屏上控制阀门位置控制单元。
电动阀门开度控制方法，利用电动阀门开度控制系统，方法步骤包括：
步骤一、电动阀门开度控制系统的PLC中设置两个计数器和阀门位置控制单元。
步骤二、阀门位置标定时，确认点击阀门位置标定按钮，阀门打开，计数器1和计数器2开始加计数，阀门打开到位，计数器计数停止。
步骤三、阀门位置标定结束，计数器2的数值作为常数。
步骤四、阀门位置控制与显示时，设定阀门开度，阀门打开到设定值，阀门位置控制单元利用计数器的数据计算阀门实际开度值，公式为θ＝(ADD1/ADD2)*100，式中θ表示阀门开度的实际开度值，ADD1表示计数器1，ADD2表示计数器2。
为实现无阀门位置反馈信号的电动阀门开度的精确控制和显示，在电动阀门检修后或PLC重新上电后，需对电动阀门开度进行标定。阀门位置标定的条件是风机停止运行、高压开关柜已分闸，阀门位置标定的具体步骤为：
步骤1.将现场机旁操作箱上的模式开关选择到远程集中控制模式。
步骤2.在人机交互单元的触摸显示屏上，手动将电动阀门关到位。
步骤3.在人机交互单元的触摸显示屏上，点击阀门位置标定按钮，点击确认。
步骤4.电动阀门开始打开，计数器1和计数器2开始加计数。
步骤5.电动阀门开到位，计数器1和计数器2停止计数，标定结束。
如图2所示，选择阀门开度标定按钮，关阀门，关限位开关判断阀门是否关闭，如果阀门没有关闭继续关闭阀门，如果阀门关闭，计数器1、计数器2清零，开始标定，开阀命令置位，判断阀门是否开到限位，如果没有开到限位，则计数器1、计数器2每0.1秒加1，如果阀门开到限位，开阀命令复位，计数器1和计数器2停止加计数。
阀门位置标定结束后，在阀门位置控制功能块中，计数器2(ADD2)中的数值做为常数。在阀门位置调节过程中，开阀命令置位时，计数器1(ADD1)每0.1秒加1；当关阀命令置位时，ADD1每0.1秒减1。
阀门位置控制与显示的具体步骤为：
步骤1.在人机交互单元的触摸显示屏上，点击关阀按钮，点击确认。
步骤2.电动阀门开始关闭至完全关闭，计数器1开始减计数。
步骤3.电动阀门关到位，ADD1减计数到零。
步骤4.确认风机启动条件。
步骤5.在人机交互单元的触摸显示屏上，点击风机启动按钮，点击确认。
步骤6.高压柜合闸，风机运行。
步骤7.在人机交互单元的触摸显示屏上，设定阀门开度，点击确认。
步骤8.电动阀门打开到设定值。
步骤9.计算阀门开度值并显示出来，阀门开度值θ＝(ADD1/ADD2)*100％。
阀门位置控制单元会比较阀门开度的实际值与设定值，并对实际值和设定值不想等的情况下做出修正调节：
设定值大于实际值，开阀命令置位，KM1得电。ADD1每0.1秒加1。
设定值等于实际值，开阀命令复位，KM1失电。ADD1停止计数。
设定值小于实际值，关阀命令置位，KM2得电。ADD1每0.1秒减1。
设定值等于实际值，关阀命令复位，KM2失电。ADD1停止计数。
阀门调节结束。
阀门位置控制与显示的步骤流程如图3所示，设定阀门开度值，利用公式θ＝(ADD1/ADD2)*100％计算实际开度值，判断设定开度是否等于实际开度，如果设定开度值等于实际开度值，开阀/关阀命令复位，计数器1停止计数，如果设定值不等于实际开度值，判断设定开度值是否大于实际开度值，如果设定开度值大于实际开度值，开阀命令置位，关阀命令复位，计数器1每0.1秒加1，如果设定开度值小于实际开度值，关阀命令置位，开阀命令复位，计数器1每0.1秒减1。
实施例1：马钢新区6#干熄焦运焦除尘风机入口电动阀门。
6#干熄焦运焦除尘风机电机功率1120KW、额定转速985RPM。原除尘风机入口电动阀门是在除尘风机启动后直接开到极限位。在人机交互单元的显示屏上设有入口电动阀门开度显示。
采用现电动阀门开度控制方法后，在PLC的阀门位置控制单元中设置一个0.1秒的脉冲信号发生器，使阀门控制精度为0.5％。
在人机交互单元的显示屏上可根据除尘生产工艺的需要，随时设定入口电动阀门的开度，并实时显示。
相关参数如表1。
本发明实现了无阀门位置反馈信号的电动阀门开度的精确控制和显示，在电动阀门检修后或PLC重新上电后，需对电动阀门开度进行标定。利用PLC中的计数器1、计数器2，对阀门的开度进行加计数，计算显示出阀门的实际开度，与阀门的开度设定值进行比较，自动调节，实现精确控制和显示，配置了触摸显示屏，人机交流简单。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种电动阀门开度控制系统，其特征在于，所述电动阀门开度控制系统包括PLC、执行机构和人机交互单元，执行机构的驱动端连接电动阀门的开限位开关和关限位开关，PLC连接控制执行机构，执行机构通过开限位开关和关限位开关连接到PLC并送入阀门的开到位信号和关到位检测信号到PLC。
2.根据权利要求1所述的电动阀门开度控制系统，其特征在于，所述PLC内设有两个计数器和阀门位置控制单元，阀门位置控制单元连接在PLC上用来设置阀门位置标定，计数器连接在PLC上随着电动阀门的开启或关闭指令计数。
3.根据权利要求2所述的电动阀门开度控制系统，其特征在于，所述阀门位置控制单元中设有脉冲信号发生器，阀门控制精度达到0.5％。
4.根据权利要求1所述的电动阀门开度控制系统，其特征在于，所述执行机构包括三相交流异步电动机和保护电路，三相交流异步电动机连接保护电路，电动阀门通过保护电路连接到三相交流异步电动机，利用三相交流异步电动机驱动电动阀门开阀或关阀。
5.根据权利要求1所述的电动阀门开度控制系统，其特征在于，所述人机交互单元中包括有触摸显示屏，触摸显示屏连接在PLC上，触摸显示屏上设有开阀按钮、关阀按钮、风机启动按钮和确认按钮。
6.一种电动阀门开度控制方法，其特征在于，所述方法步骤包括：
步骤一、电动阀门开度控制系统的PLC中设置两个计数器和阀门位置控制单元；
步骤二、阀门位置标定时，确认点击阀门位置标定按钮，阀门打开，计数器1和计数器2开始加计数，阀门打开到位，计数器计数停止；
步骤三、阀门位置标定结束，计数器2的数值作为常数；
步骤四、阀门位置控制与显示时，设定阀门开度，阀门打开到设定值，阀门位置控制单元利用计数器的数据计算阀门实际开度值，公式为θ＝(ADD1/ADD2)*100，式中θ表示阀门开度的实际开度值，ADD1表示计数器1，ADD2表示计数器2。
7.根据权利要求6所述的电动阀门开度控制方法，其特征在于，所述方法步骤二中，阀门位置标定的条件是风机停止运行、高压开关柜分闸。
8.根据权利要求6所述的电动阀门开度控制方法，其特征在于，所述方法步骤二中，阀门位置标定的具体步骤为：
步骤1.将现场机旁操作箱上的模式开关选择到远程集中控制模式；
步骤2.手动将电动阀门关到位；
步骤3.点击阀门位置标定按钮，点击确认；
步骤4.电动阀门开始打开，计数器1和计数器2开始加计数；
步骤5.电动阀门开到位，计数器1和计数器2停止计数，标定结束。
9.根据权利要求6所述的电动阀门开度控制方法，其特征在于，所述方法步骤四中，阀门位置控制与显示的具体步骤为：
步骤1.点击关阀按钮，点击确认；
步骤2.阀门开始关闭至完全关闭，计数器1开始减计数；
步骤3.确认风机启动条件，启动风机；
步骤4.设定阀门开度，阀门打开到设定值；
步骤5.计算阀门开度值并显示出来。
10.根据权利要求6所述的电动阀门开度控制方法，其特征在于，所述方法步骤四中，阀门位置控制单元会比较阀门开度的实际值与设定值，实际值等于设定值时，开阀、关阀命令复位，计数器1停止计数；实际值小于设定值时，开阀命令复位，计数器1每0.1秒加1；实际值大于设定值时，关阀命令复位，计数器1每0.1秒减1。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 243003 Hunan west end of Hunan, Ma'anshan, Anhui Applicant after: Anhui Ma Gang automated information Technology Co., Ltd. Address before: 243003 Hunan West Road, Anhui, Ma'anshan Applicant before: Anhui Ma Gang automated information Technology Co., Ltd. |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160420 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |