CN201795153U

CN201795153U - 液动蝶阀在线监测仪

Info

Publication number: CN201795153U
Application number: CN2009202173476U
Authority: CN
Inventors: 王鸿雁; 常艳; 程旭春
Original assignee: QINHUANGDAO BEIDAIHE LAND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: QINHUANGDAO BEIDAIHE LAND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2019-09-25

Abstract

本实用新型公开了一种液动蝶阀在线监测仪，位置传感器、开阀压力传感器、关阀压力传感器分别接于单片机的输入端；所述单片机的一个输出端输出4～20mA位置传感器的角度信号接液晶显示电路；单片机的另两个输出端分别输出4～20mA开阀压力传感器的信号、关阀压力传感器的扭矩信号接于监控室的PLC可编程控制器；所述的单片机与工控机连接通讯、交换数据。通过液动蝶阀在线控制系统，将输入信号分两路4～20mA位置信号和压力传感器信号输出到监控室的PLC上，实现阀位量程：0～90°，测量分辨率：0.022°～0.176°和阀位扭矩量程：-6kNm～32kNm，测量精度：±1％的在线监测。

Description

液动蝶阀在线监测仪

技术领域

本实用新型涉及一种液动蝶阀在线监测仪，可用于阀位及阀门扭矩监测，能有效检测到蝶阀关闭不到位漏气或出现异常情况时具有提示和报警功能。

背景技术

目前，在工业生产线上使用的液动蝶阀经常发生关闭不到位出现卡阀现象，造成关闭不到位漏气。因此，利用液压控制将再继续关闭蝶阀，会导致蝶阀受力变形，影响了蝶阀的使用寿命。

发明内容

鉴于上述现状，本实用新型提供了一种液动蝶阀在线监测仪，实现阀门在使用过程中始终处于监控状态，兼顾阀门出现问题或发生异常情况时具有提示和报警功能。

实现本实用新型的技术解决方案是：一种液动蝶阀在线监测仪，位置传感器、开阀压力传感器、关阀压力传感器分别接于单片机的输入端；所述单片机的一个输出端输出4～20mA位置传感器的角度信号接液晶显示电路；单片机的另两个输出端分别输出4～20mA开阀压力传感器的信号、关阀压力传感器的扭矩信号接于监控室的PLC可编程控制器；所述的单片机与工控机连接。

上述中所涉及的位置传感器安装在蝶阀本体的阀板主轴上；而开阀压力传感器和关阀压力传感器安装在与阀板连接的液压缸进、出口处。

上述中，根据位置传感器和压力传感器综合信息，监测仪显示阀板工作状态信息：正在打开、打开到位、正在关闭、关闭到位、阀门故障报警、位置传感器故障、开阀压力传感器故障、关阀压力传感器故障。

本实用新型提及的蝶阀是公知技术。

根据上述技术方案，所涉及液动蝶阀控制系统液晶显示电路，位置传感器由电路供电，位置传感器的18脚接电路的5V；位置传感器的17脚接电路的地；位置传感器的11位输出信号分别接寄存器IC2的11脚、12脚、 13脚、14脚、3脚、4脚、5脚、6脚和寄存器IC3的11脚、12脚、13脚，再分别接电阻RP1～RP11到电源5V；位置传感器的12脚接单片机IC1的33脚；位置传感器的13脚与19脚接地；位置传感器的14脚接单片机IC1的34脚；寄存器IC2的16脚和寄存器IC3的16脚接电源5V；寄存器IC2的8脚和10脚接地；寄存器IC3的8脚接地；寄存器IC2的9脚接寄存器IC3的10脚；寄存器IC2的1脚和寄存器IC3的1脚连接接于单片机IC1的36脚；寄存器IC2的2脚和寄存器IC3的2脚连接接于单片机IC1的37脚；寄存器IC2的15脚和寄存器IC3的15脚连接接于单片机IC1的35脚；寄存器IC3的9脚接单片机IC1的32脚；单片机IC1是AVR单片机，寄存器IC2和寄存器IC3是移位寄存器，控制接收位置传感器的输出信号，再经单片机处理送后送单片机IC1的14脚角度输出；压力传感器由电路供电，压力传感器的电源接电路的5V；压力传感器的地接电路接地；其中一只压力传感器的输出端通过连接电阻R2一路接于单片机IC1的31脚；另一路通过接电阻R3接地；另一只压力传感器的输出端通过连接电阻R4一路接于单片机IC1的30脚；另一路通过接电阻R5接地；单片机IC1的32脚取位置传感器的信号，经单片机运算处理后送单片机IC1的14脚角度输出；单片机IC1的30脚和31脚分别取两只压力传感器的信号，经单片机运算处理后送单片机IC1的13脚扭矩输出；单片机IC1的9脚接收发器IC41脚连接，单片机IC1的10脚与收发器IC4的4脚连接，单片机IC1的11与收发器IC4的2脚和3脚连接，收发器IC4的5脚接地，收发器IC4的6脚接R7到+5V电源，接R6到收发器IC4的7脚，接R10到输出34，收发器IC4的7脚接R8到地，接R9到输出33。

进一步的，液动蝶阀控制系统电流输出电路，扭矩信号经R21接光耦IC2的1脚，光耦IC2的2脚接5V的地，光耦IC2的3脚接+12V，光耦IC2的4脚接模拟电路IC1的10脚，通过R19接+24V；角度信号通过R20接IC3的1脚，光耦IC3的2脚接5V的地，光耦IC3的3脚接+12V，光耦IC3的4脚接模拟电路IC1的9脚，通过R19接+24V；模拟电路IC1的1、3、6、7、8接+12V，模拟电路IC1的15脚接R10，再通过R9接运算放大器IC6A的3脚，通过C5接运算放大器IC6A的2脚，运算放大器 IC6A的3脚通过C3接+12V，运算放大器IC6A的2脚接运算放大器IC6A的1脚再IC6B的5脚，运算放大器IC6B的6脚接Q1的E和R5，R5的另一端接+12V，运算放大器IC6B的7脚通过R7接Q1的B，Q1的C接R3和运算放大器IC7B的5脚，R3的另一端接D2的负端，D2的负端通过R1接运算放大器IC7B的6脚和Q6的3脚，D2的正端接D1负端，D1的正端接+24V，运算放大器IC7B的7脚接Q6的1脚，Q6的2脚输出扭矩电流信号；模拟开关IC1的4脚接R12，再通过R11接运算放大器IC4A的3脚，通过C6接运算放大器IC4A的2脚，运算放大器IC4A的3脚通过C4接+12V，运算放大器IC4A的2脚接运算放大器IC4A的1脚再运算放大器IC64的5脚，运算放大器IC4B的6脚接Q2的E和R6，R6的另一端接+12V，运算放大器IC4B的7脚通过R8接Q2的B，Q2的C接R4和运算放大器IC5B的5脚，R4的另一端接D4的负端，D4的负端通过R2接运算放大器IC5B的6脚和Q7的3脚，D4的正端接D3负端，D3的正端接+24V，运算放大器IC5B的7脚接Q7的1脚，Q7的2脚输出角度电流信号。

上述中的各运算放大器IC6A、IC6B、IC7B、IC4A、IC4B、IC5B的芯片不是同一类芯片。

单片机IC1是AVR单片机；光耦IC2和光耦IC3是移位寄存器。

总之，本实用新型提供的液动蝶阀在线监测仪，具有在阀板主轴上安装位置传感器，使其与阀板同步运动，通过位置传感器信号送液动蝶阀在线控制系统，将经过处理后的4～20mA位置信号输出到监控室的PLC上，实现阀位量程：0～90°，测量分辨率：0.022°～0.176°的在线监控。同时，利用压力传感器安装在液压缸进、出口处，测量液压缸负载的变化。通告压力传感器信号送液动蝶阀在线控制系统，将经过处理后的4～20mA扭矩信号输出到监控室的PLC上，实现阀位扭矩量程：-6kNm～32kNm，测量精度：±1％的在线监测。

附图说明

图1是本实用新型的框图；

图2是图1控制系统液晶显示电路原理图；

图3是控制系统电流输出电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图实施例对本实用新型作进一步说明。

参看图1所示的液动蝶阀在线监测仪，包括位置传感器1、开阀压力传感器2和关阀压力传感器3，分别接于单片机4的输入端，将各传感器信号送单片机4信号采集处理；单片机4信号处理部分将位置传感器1、开阀压力传感器2和关阀压力传感器3的信号进行采集、处理。该单片机4的一个输出端输出4～20mA位置传感器1的角度位置信号接液晶显示电路6；单片机4的另两个输出端分别输出4～20mA开阀压力传感器的信号、关阀压力传感器的扭矩信号接于监控室的PLC可编程控制器7上，达到阀位在线监控的目的，实现单片机4与工控机5通讯，交换数据。所述的单片机与工控机连接。

本实用新型中的位置传感器1安装在蝶阀本体的阀板主轴上(图中未给出)；开阀压力传感器和关阀压力传感器安装在与阀板连接的液压缸进、出口处(图中未给出)。根据位置传感器1和开阀压力传感器2和关阀压力传感器3综合信息，监测仪显示阀板工作状态信息：正在打开、打开到位、正在关闭、关闭到位、阀门故障报警、位置传感器故障、开阀压力传感器故障、关阀压力传感器故障。

监测仪工作原理：

1、阀位控制监测，当阀板运动时，与阀板主轴上的位置传感器同步运动，使其位置传感器信号输送给液动蝶阀在线监测仪，监测仪将经过处理后的4～20mA位置信号输出到监控室的PLC上，进行阀位在线监控。

2、阀门扭矩监测，两只压力传感器安装在液压缸进、出口处，测量液压缸负载的变化。压力传感器信号送液动蝶阀在线监测仪，监测仪将经过处理后的4～20mA扭矩信号输出到监控室的可编程控制器PLC上，进行阀门扭矩在线监测。扭矩量程：-6kNm～32kNm；测量精度：±1％。

图2给出了液动蝶阀控制系统液晶显示电路原理图。位置传感器信号的采集：位置传感器由电路供电，位置传感器的18脚接电路的5V；位置传感器的17脚接电路的地；位置传感器的11位输出信号分别接寄存器IC2的11脚、12脚、13脚、14脚、3脚、4脚、5脚、6脚和寄存器IC3的11 脚、12脚、13脚，再分别接电阻RP1～RP11到电源5V；位置传感器的12脚接单片机IC1的33脚；位置传感器的13脚与19脚接地；位置传感器的14脚接单片机IC1的34脚；寄存器IC2的16脚与寄存器IC3的16脚接5V；寄存器IC2的8脚和10脚接地；寄存器IC3的8脚接地；寄存器IC2的9脚接寄存器IC3的10脚；寄存器IC2的1脚和寄存器IC3的1脚连接，并且同时接单片机IC1的36脚；寄存器IC2的2脚和寄存器IC3的2脚连接接于单片机IC1的37脚；寄存器IC2的15脚和寄存IC3的15脚连接接于单片机IC1的35脚；寄存器IC3的9脚接单片机IC1的32脚；IC2和IC3是移位寄存器，IC1是AVR单片机，控制接收位置传感器的输出信号，再经单片机处理送后送单片机IC1的14脚角度输出，进行位置传感器信号的采集；压力传感器由电路供电，压力传感器的电源接电路的5V；压力传感器的地接电路的地；一只压力传感器的输出通过R2接单片机IC1的31脚，再接R3到地；另一只压力传感器的输出通过R4接单片机IC1的30脚，再接R5到地，进行压力传感器信号的采集。单片机IC1是核心控制部分，单片机IC1的32脚取位置传感器的信号，经单片机运算处理后送单片机IC1的14脚角度输出；单片机IC1的30脚和31脚分别取两只压力传感器的信号，经单片机运算处理后送单片机IC1的13脚扭矩输出；单片机根据光电传感器和压力传感器综合信号，在XS1显示阀板工作状态信息，实行单片机控制。

单片机IC1的9脚接收发器IC4 1脚连接，单片机IC1的10脚与收发器IC4的4脚连接，单片机IC1的11与收发器IC4的2脚和3脚连接，收发器IC4的5脚接地，收发器IC4的6脚接R7到+5V电源，接R6到收发器IC4的7脚，接R10到输出34，收发器IC4的7脚接R8到地，接R9到输出33，完成单片机与上位机的通讯。

图3给出了液动蝶阀控制系统电流输出电路原理图。扭矩信号经R21接光耦IC2的1，光耦IC2的2脚接5V接地，光耦IC2的3脚接+12V，光耦IC2的4脚接模拟电路IC1的10脚，通过R19接+24V；角度信号通过R20接光耦IC3的1脚，光耦IC3的2脚接5V接地，光耦IC3的3脚接+12V，光耦IC3的4脚接模拟电路IC1的9脚，通过R19接+24V；模拟电路IC1 的1、3、6、7、8脚接+12V，模拟电路IC1的15脚接R10，再通过R9接运算放大器IC6A的3脚，通过C5接运算放大器IC6A的2脚，运算放大器IC6A的3脚通过C3接+12V，运算放大器IC6A的2脚接运算放大器IC6A的1脚再IC6B的5脚，运算放大器IC6B的6脚接Q1的E和R5，R5的另一端接+12，运算放大器IC6B的7脚通过R7接Q1的B，Q1的C接R3和运算放大器IC7B的5脚，R3的另一端接D2的负端，D2的负端通过R1接运算放大器IC7B的6脚和Q6的3脚，D2的正端接D1负端，D1的正端接+24，运算放大器IC7B的7脚接Q6的1脚，Q6的2脚输出扭矩电流信号V；模拟电路IC 1的4脚接R12，再通过R11接IC4A的3脚，通过C6接运算放大器IC4A的2脚，运算放大器IC4A的3脚通过C4接+12，运算放大器IC4A的2脚接运算放大器IC4A的1脚再运算放大器IC64的5脚，运算放大器IC4B的6脚接Q2的E和R6，R6的另一端接+12V，运算放大器IC4B的7脚通过R8接Q2的B，Q2的C接R4和运算放大器IC5B的5脚，R4的另一端接D4的负端，D4的负端通过R2接运算放大器IC5B的6脚和Q7的3脚，D4的正端接D3负端，D3的正端接+24V，运算放大器IC5B的7脚接Q7的1脚，Q7的2脚输出角度电流信号。

Claims

1.一种液动蝶阀在线监测仪，其特征是，位置传感器(1)、开阀压力传感器(2)、关阀压力传感器(3)分别接于单片机(4)的输入端；所述单片机(4)的一个输出端输出4～20mA位置传感器(1)的角度信号接液晶显示电路(6)；单片机(4)的另两个输出端分别输出4～20mA开阀压力传感器(2)的信号、关阀压力传感器(3)的扭矩信号接于监控室的PLC可编程控制器(7)；所述的单片机(4)与工控机(5)连接。

2.按权利要求1所述的液动蝶阀在线监测仪，其特征是，所述液动蝶阀控制系统液晶显示电路，位置传感器由电路供电，位置传感器的18脚接电路的5V；位置传感器的17脚接电路的地；位置传感器的11位输出信号分别接寄存器IC2的11脚、12脚、13脚、14脚、3脚、4脚、5脚、6脚和寄存器IC3的11脚、12脚、13脚，再分别接电阻RP1～RP11到电源5V；位置传感器的12脚接单片机IC1的33脚；位置传感器的13脚与19脚接地；位置传感器的14脚接单片机IC1的34脚；寄存器IC2的16脚与寄存器IC3的16脚接5V；寄存器IC2的8脚和10脚接地；寄存器IC3的8脚接地；寄存器IC2的9脚接寄存器IC3的10脚；寄存器IC2的1脚和寄存器IC3的1脚连接接于单片机IC1的36脚；寄存器IC2的2脚和寄存器IC3的2脚连接接于单片机IC1的37脚；寄存器IC2的15脚和寄存器IC3的15脚连接接于单片机IC1的35脚；寄存器IC3的9脚接单片机IC1的32脚；单片机IC1是AVR单片机，IC2和IC3是移位寄存器，控制接收位置传感器的输出信号，再经单片机处理送后送单片机IC1的14脚角度输出。

3.按权利要求1所述的液动蝶阀在线监测仪，其特征是，液动蝶阀控制系统电流输出电路，扭矩信号经R21接光耦IC2的1脚，光耦IC2的2脚接5V接地，光耦IC2的3脚接+12V，光耦IC2的4脚接模拟电路IC1的10脚，通过R19接+24V；角度信号通过R20接IC3的1脚，光耦IC3的2脚接5V接地，光耦IC3的3脚接+12V，光耦IC3的4脚接模拟电路IC1的9脚，通过R19接+24V；模拟电路IC1的1、3、6、7、8脚接+12V，模拟电路IC1的15脚接R10，再通过R9接运算放大器IC6A的3脚，通过 C5接运算放大器IC6A的2脚，运算放大器IC6A的3脚通过C3接+12V，运算放大器IC6A的2脚接运算放大器IC6A的1脚再IC6B的5脚，运算放大器IC6B的6脚接Q1的E和R5，R5的另一端接+12V，运算放大器IC6B的7脚通过R7接Q1的B，Q1的C接R3和运算放大器IC7B的5脚，R3的另一端接D2的负端，D2的负端通过R1接运算放大器IC7B的6脚和Q6的3脚，D2的正端接D1负端，D1的正端接+24V，运算放大器IC7B的7脚接Q6的1脚，Q6的2脚输出扭矩电流信号；模拟开关IC1的4脚接R12，再通过R11接运算放大器IC4A的3脚，通过C6接运算放大器IC4A的2脚，运算放大器IC4A的3脚通过C4接+12V，运算放大器IC4A的2脚接运算放大器IC4A的1脚再运算放大器IC64的5脚，运算放大器IC4B的6脚接Q2的E和R6，R6的另一端接+12V，运算放大器IC4B的7脚通过R8接Q2的B，Q2的C接R4和运算放大器IC5B的5脚，R4的另一端接D4的负端，D4的负端通过R2接运算放大器IC5B的6脚和Q7的3脚，D4的正端接D3负端，D3的正端接+24V，运算放大器IC5B的7脚接Q7的1脚，Q7的2脚输出角度电流信号。