CN202746718U - 一种电阀门控制系统 - Google Patents

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张新华
张若煜
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Abstract

本实用新型主要公开了一种电阀门控制系统，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。本实用新型采用单片机技术以及电检测装置，对阀位和力矩进行精确的检测和控制。

Description

一种电阀门控制系统
技术领域
本实用新型涉及阀门技术领域，特别与一种电阀门控制系统有关。
背景技术
阀门是石油、化工、电站、长输管线、造船、核工业、各种低温工程等国民经济各部门不可缺少的流体控制设备。上述工业的发展和需要，推动了阀门执行装置工业的发展。近年来，在满足各方面高参数新要求的同时，对阀门执行装置的结构、材料和生产工艺等方面，对如何做到更好地提高性能、可行性及降低成本等也予以密切关注。智能阀门执行装置在与传统旧式阀门执行装置的比较中，因其具有应用方便、灵活性和控制精度高、结构紧凑、有可靠的故障处理机制和及时的报警机制、人机界面友好等优点得到了广泛的应用，并且其所具有的优异先进的总线通讯能力，完全满足了日益高速发展的自动化系统需求。
作为阀门的执行器, 最基本的要求是对阀位和力矩进行精确的检测和控制。为了实现上述的精准控制，本发明人设计出一种电阀门控制系统，本案由此产生。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电阀门控制系统，采用单片机技术以及电检测装置，对阀位和力矩进行精确的检测和控制。
为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：
一种电阀门控制系统，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。
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，本实用新型具有诸多有益效果：
本实用新型结合了机械与电子控制技术，尤其是计算机技术，使得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。本实用新型具有先进的力矩检测，可以准确进行阀门位置控制，采用单片机，为系统形成网络化管理提供前提。
附图说明
图1为本实用新型较佳实施例的功能模块示意图。
具体实施方式
结合附图，对本实用新型较佳实施例做进一步详细说明。
一种电阀门控制系统，本实施例中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是本实用新型的动力部件，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：
Figure 2012204450210100002DEST_PATH_IMAGE001
根据转矩选择步进电机，步进电机的参数如下表1所示：
Figure 729151DEST_PATH_IMAGE002
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：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
。
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：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
        
Figure 283629DEST_PATH_IMAGE006
         
Figure 2012204450210100002DEST_PATH_IMAGE007
:蜗轮蜗杆的传动比
Figure 89036DEST_PATH_IMAGE008
         
Figure 2012204450210100002DEST_PATH_IMAGE009
:一级减速器2传动比
Figure 364160DEST_PATH_IMAGE010
       
Figure 2012204450210100002DEST_PATH_IMAGE011
:二级减速器3传动比
Figure 69947DEST_PATH_IMAGE012
         
Figure DEST_PATH_IMAGE013
: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。
为了丰富本实用新型的功能，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实用新型的发明构思，而非对本实用新型权利保护的限定，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种电阀门控制系统，其特征在于：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。
2.如权利要求1所述的一种电阀门控制系统，其特征在于：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。
3.如权利要求2所述的一种电阀门控制系统，其特征在于：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。
4.如权利要求1所述的一种电阀门控制系统，其特征在于：所述的单片机采用P87LPC76x系列单片机。
5.如权利要求1所述的一种电阀门控制系统，其特征在于：所述的单片机连接有显示单元。
6.如权利要求1所述的一种电阀门控制系统，其特征在于：所述的单片机连接有语音单元。
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