CN106122557A - 一种智能电气阀门定位器 - Google Patents

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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic

Abstract

发明公开一种智能电气阀门定位器，包括微处理器、双闭环比较器和比例－积分调节器，所述微处理器进行PWM输出通过二阶滤波后依次与双闭环比较器和比例－积分调节器连接，所述双闭环比较器一端设置有压差传感器和角位移传感器，所述比例－积分调节器一端设置有压电阀、差动气缸、伺服阀和驱动气缸，所述比例－积分调节器、压电阀、差动气缸、伺服阀和驱动气缸依次连接，所述双闭环比较器通过压差传感器与差动气缸连接，所述双闭环比较器通过角位移传感器与驱动气缸连接，本发明的智能电气阀门定位器具有精度高，响应迅速，工作稳定，噪音低，使用寿命长的优点。

Description

一种智能电气阀门定位器
技术领域
本发明涉及一种智能电气阀门定位器。
背景技术
现有的智能电气阀门定位器的给定与反馈信号的比较，是在微处理器内利用控制软件进行数字比较，并经定性处理后由PWM输出后直接控制阀门，实现转角功能。而本定位器是采用把给定的数字信号直接通过PWM输出，经二阶滤波后与反馈的模拟信号使用“双闭环模拟比较器”进行模拟比较。比较后的误差信号利用一个特殊的“数控模拟式比例－积分调节器”进行校正，由于采用了这两项创新技术，充分提高了系统的稳定性和控制精度，并基本上消除了噪音。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种精度高，响应迅速，工作稳定，噪音低，使用寿命长的优点的智能电气阀门定位器。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种智能电气阀门定位器，包括微处理器、双闭环比较器和比例－积分调节器，所述微处理器进行PWM输出通过二阶滤波后依次与双闭环比较器和比例－积分调节器连接，所述双闭环比较器一端设置有压差传感器和角位移传感器，所述比例－积分调节器一端设置有压电阀、差动气缸、伺服阀和驱动气缸，所述比例－积分调节器、压电阀、差动气缸、伺服阀和驱动气缸依次连接，所述双闭环比较器通过压差传感器与差动气缸连接，所述双闭环比较器通过角位移传感器与驱动气缸连接。
作为优选，所述差动气缸包括上腔和下腔。
作为优选，所述双闭环比较器通过运算放大器进行两级比较。
作为优选，所述比例－积分调节器由比例调节器和积分调节器组成。
作为优选，所述积分调节器包括积分运算电路和可编程电阻。
作为优选，所述压电阀为压电陶瓷阀。
本发明的有益效果为：设置的双闭环比较器减少了比较误差提高了控制精度，又简化了比较器的结构尺寸；在定位器与不同尺寸的阀门相配时，由于需不同的调节速度，设置的比例－积分调节器可以利用微处理器软件调整积分时间常数实现数字调节，以保证系统的稳定性和控制的精度，达到响应迅速，工作稳定，噪音低，使用寿命长的优点。
附图说明
图1为本发明一种智能电气阀门定位器的原理图。
图2为本发明一种智能电气阀门定位器的双闭环比较器的电路图。
图3为本发明一种智能电气阀门定位器的比例－积分调节器的电路图。
具体实施方式
如图1所示，一种智能电气阀门定位器，包括微处理器、双闭环比较器和比例－积分调节器，所述微处理器进行PWM输出通过二阶滤波后依次与双闭环比较器和比例－积分调节器连接，所述双闭环比较器一端设置有压差传感器和角位移传感器，所述比例－积分调节器一端设置有压电阀、差动气缸、伺服阀和驱动气缸，所述比例－积分调节器、压电阀、差动气缸、伺服阀和驱动气缸依次连接，所述双闭环比较器通过压差传感器与差动气缸连接，所述双闭环比较器通过角位移传感器与驱动气缸连接。
所述差动气缸包括上腔和下腔。
所述双闭环比较器通过运算放大器进行两级比较。
所述比例－积分调节器由比例调节器和积分调节器组成。
所述积分调节器包括积分运算电路和可编程电阻。
所述压电阀为压电陶瓷阀。
如图2所示，双闭环比较器是利用一个运算放大器直接进行两级比较的装置。这即减少了比较误差提高了控制精度，又简化了比较器的结构尺寸。
其中，R＝100k Rf=100k
由图2可以列出：
则
即
由于 R＝Rf=100k
由于
即
由于差动气缸上腔压力等于下腔压力减差压(由于差动气缸上腔压力U上等于下腔压力U下减差压UP)，而下腔压力横定。即：
因此：
（因为下腔压力是常数，可以与迁移量一并处理。）
如图3所示，比例－积分调节器是由比例调节和积分调节两部分合成，（比例调节略）积分调节器是在积分运算电路基础上利用可编程电阻改变时间常数中的Rds ,从而达到改变调整时间的目的。尤其是当定位器与不同尺寸的阀门相配，需不同的调节速度，利用此项创新，可以利用微处理器软件调整积分时间常数实现数字调节，以保证系统的稳定性和控制的精度。
图中，Rds为可编程电阻 （MAxiM DS1804-Z100可调范围0-100k）由于是反相输入；
上式表明；输出与输入积分成比例，式中的负号表示两者反相。
即积分时间常数，改变Rds 就改变了积分时间常数，即改变了控制性能。
本发明的有益效果为：设置的双闭环比较器减少了比较误差提高了控制精度，又简化了比较器的结构尺寸；在定位器与不同尺寸的阀门相配时，由于需不同的调节速度，设置的比例－积分调节器可以利用微处理器软件调整积分时间常数实现数字调节，以保证系统的稳定性和控制的精度，达到响应迅速，工作稳定，噪音低，使用寿命长的优点。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能电气阀门定位器，其特征在于：包括微处理器、双闭环比较器和比例－积分调节器，所述微处理器进行PWM输出通过二阶滤波后依次与双闭环比较器和比例－积分调节器连接，所述双闭环比较器一端设置有压差传感器和角位移传感器，所述比例－积分调节器一端设置有压电阀、差动气缸、伺服阀和驱动气缸，所述比例－积分调节器、压电阀、差动气缸、伺服阀和驱动气缸依次连接，所述双闭环比较器通过压差传感器与差动气缸连接，所述双闭环比较器通过角位移传感器与驱动气缸连接。
2.根据权利要求1所述的智能电气阀门定位器，其特征在于：所述差动气缸包括上腔和下腔。
3.根据权利要求2所述的智能电气阀门定位器，其特征在于：所述双闭环比较器通过运算放大器进行两级比较。
4.根据权利要求3所述的智能电气阀门定位器，其特征在于：所述比例－积分调节器由比例调节器和积分调节器组成。
5.根据权利要求4所述的智能电气阀门定位器，其特征在于：所述积分调节器包括积分运算电路和可编程电阻。
6.根据权利要求5所述的智能电气阀门定位器，其特征在于：所述压电阀为压电陶瓷阀。
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