CN212031958U - 一种带有复位保护的自动阀门控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种带有复位保护自动阀门控制系统，包括：可控阀门，嗅觉传感器，后备电源，阀门智能控制器，控制计算机，所述可控阀门与阀门智能控制器采用电缆连接，所述嗅觉传感器与阀门智能控制器采用电缆连接，所述后备电源与控制器采用电缆连接，所述控制计算机与阀门智能控制器采用RS485串行通讯接口相连，阀门智能控制器可以手动、自动、远程控制阀门，阀门带有多种传感器对上下限位检测、压力检测、电流检测，方便现场人员使用的同时并可以对可控阀门进行实时状态数据采集和显示，对可控阀门具有极好智能控制与断电复位保护功能。

Description

一种带有复位保护的自动阀门控制系统

技术领域

本实用新型涉及阀门领域，特别提供一种带复位保护的自动阀门控制系统，可进行限位检测、压力检测，配合嗅觉传感器及供电系统断电后，进行自动复位控制的安全控制系统。

背景技术

阀门是流体输送系统中的控制器件，具有截止、调节、导流、防止逆流、分流等功能。按作用和用途分为截断类、止回类、安全类、调节类等。按公称压力分为真空阀、低压阀、中压阀、高压阀、超高压阀等的。

目前，公知的阀门大到煤炭、电力、化工、石油、电厂、矿厂、小到家里暖气、天然气、自来水等场所应用广泛，但是在流体输送和分配过程中时常会出现意外情况，例如：超压、超温、流体泄漏、介质浓度超标等问题，以及会出现断电和开启与关闭不及时的现象。以上的情况如果处理不及时，会导致生产废品率增大、人员检修麻烦、工艺异常及设备损坏及报废等其他的严重后果，甚至可能导致人员伤亡。

因此，有必要提供一种带有复位保护自动阀门控制系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带有复位保护自动阀门控制系统，可以本地、远程、自动控制阀门，阀门带有多种传感器对上下限位检测、压力检测、嗅觉检测、电流检测，方便现场工作人员使用的同时，具有复位保护，自动关闭等控制与保护功能。

本实用新型的技术方案是：一种带有复位保护自动阀门控制系统，包括：可控阀门1、嗅觉传感器2、阀门智能控制器3、控制计算机4、后备电源5；所述可控阀门1与智能控制器3采用电缆连接，所述嗅觉传感器2 与智能控制器3采用电缆连接，所述后备电源5与智能控制器采用电缆连接，所述控制计算机与智能控制器RS485接口采用数据线连接；

所述可控阀门1包括减速齿轮箱(23)、电机(24)、阀门框架(25)、手柄(26)、开启限位行程开关(27)、丝杆(28)、丝杆上设有关闭限位压力传感器(29)、阀门板(30)、支撑三角块(31)。

优选的，所述阀门智能控制器3为LCD液晶(12)显示，能够清楚显示阀门当前的状态与故障信息，智能控制器MCU芯片使用的是具有高性能、低功耗、高速度的意法半导体公司出品的STM32，此阀门智能控制器设有模式选择按键13、参数设置按置于14、参数选择与修改按键15、16、阀门开启按键17、阀门停止按钮18、阀门关闭按键19、阀门开启运行指示灯20、阀门关闭运行指导示灯21、故障指示灯22。

优选的，所述控制柜2包括控制柜主体6、阀门智能控制器7、DTU模块8、WIFI模块10、电源转换模块9、后备电源11，智能控制器7、DTU 模块8、WIFI模块10、电源转换模块9、后备电源11设于控制柜主体内。

本实用新型具有以下有益的效果：

本实用新型具有检测多种传感器信号，可以对阀门的上下限位、嗅觉检测、压力传感器检测，电机运行电流检测，LCD液晶显示阀门智能控制器让操作员直观的了解可控阀门当前的运行状态信息，如有异常能够及时报警，并停止电机，避免电机及减速机组件的损坏。同时配合嗅觉传感器的使用，可以实时监测环境的气味浓度，达到气味模拟量设定值时，阀门智能控制器会自动打开阀门；当气味模拟量低于设定量时，系统会自动关闭阀门。当外部供电系统断电，自动阀门控制系统可以通过电源转换模块，将后备电源接入到阀门智能控制器，给阀门智能控制器提供电源，并通过阀门智能控制器控制阀门处于复位关闭状态，这种自动控制方式，大大减少人员对现场的巡视工作。在某些不方便进行线缆敷设的环境中，也可以通过控制柜内的WIFI无线模块、DTU模块，进行近距离无线控制和远距离无线网络连接，并可以通过移动终端进行实时仿问，实时监测，便于减轻现场工作劳动强度。此系统具有丰富的接口，可以与全流程控制系统、先进控制系统或专家系统进行数据交互。

附图说明

图1为本实用新型框架拓扑图；

图2为本系统智能控制柜结构图；

图3实用新型可控阀门结构图；

图4智能控制器结构图；

图5为本实用新型控制后台计算机操作界面图；

图6为本实用新型基于TCP透传协议WIFI模块的无线连接；

图7为本实用新型基于TCP透传协议DTU模块无线网的移动端应用；

图8为本实用新型基于云服务器的移动端应用；

图中：1、可控阀门；2、嗅觉传感器；3、阀门智能控制器；4、控制计算机；5、后备电源；6、控制柜主体；7、控制器模块；8、DTU模块；9、电源转换模块；10、WIFI模块；11、后备电源；12、LCD液晶显示屏；13、控制模式选择按键；14、参数设置按键；15、参数增按键；16、参数减按键盘；17、开启阀门按键；18、停止阀门按键；19、关闭阀门按键；20、开启阀门运行指示灯；21、关闭阀门运行指示灯；22、故障报警示灯23、减速齿轮箱；24、电机；25、阀门框架；26、手柄；27、开启限位行程开关；28、丝杆；29、关闭压力传感器；30、阀门板；31、支撑三角块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1所示，一种带有复位保护自动阀门控制系统，包括：可控阀门1、嗅觉传感器2、阀门智能控制器3、控制计算机4、后备电源5。可控阀门1 与阀门智能控制器采用线缆连接，嗅觉传感器与阀门智能控制器A/D转换电路输入端子相连，能实时采集气味模拟量并通过阀门智能控制中D/A转换电路，转换为模拟量，显示在阀门LCD液晶显示屏上，嗅觉传感器采用 ADI(美国亚德诺半导体)公司的主芯片，此嗅觉传感器具有结构紧凑，运行稳定，灵敏度高的优点；控制器通讯接口采用工业控制场合中常用的 RS485串行通讯接口协议，此接口具有接线简单，抗干扰能力强，组网方便，传输距离远等特点，在工业控制领域得到广泛应用。后备电源，在外部电源因突发原因断电后，提供给阀门智能控制器电源，并通过阀门智能控制器内的软件控制系统，将可控制阀门复位到关闭状态。

如图2所示，控制柜包括控制柜主体6、阀门智能够控制器7、DTU模块8、电源转换模块9、WIFI模块茎10、后备电源11，各模块通过轨道安装方式，设于控制柜主体6内，阀门智能控制器7采用高性能、高速度、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M4内核的STM32系统。DTU 模块8采用KINGCOMTEK公司出品主芯片，此芯片可以提供GSM语音、 TTS、短消息以及TCP/IP数传，并具有在网络干扰连接掉线后，能够自动重连的特点，WIFI模块为AP模式无线连接方式，将阀门智能控制中的 RS485协议透传给移动终端，通过移动终端中APP软件进行点对点的近距离数据交换。可以保证操作者在近距离无线调控阀门。电源转换模块9防止可调阀门在因突发原因断电后，将后备电源转换为阀门智能控制器提供电源，并通过控制器控制阀门复位到关闭状态。

如图3所示，可控阀门1包括减速齿轮箱23、电机24、阀门框架25、手柄 26、开启限位行程开关27、丝杆28、关闭压力传感器29、阀门板30、支撑三角块。

当电机24接收到开启信号后，通过丝杆28将阀门板30开启，当开启到指定位置后，开启限位行程开关27接通，并将信号通过线缆输入到阀门智能控制器，阀门智能控制器输出停止信号，将电机电源断开，当电机24接收到关闭信号后，通过阀门智能控制器实时检测关闭压力传感器是否达到门限值，当到达门限值后，将电机电源断开，完成阀门关闭，同时支撑三角块31支撑阀门板30对阀门框架25的挤压，保证了密封效果。在使用中，某些极端情况，如大块异物阻塞等，会使丝杆出现过力情况，造成电机负载电流加大，通过阀门智能控制器对电机电流的检测和控制系统的保护，遇到此类异常情况将立即自动断开电机24电源，并发出报警，避免损坏电机和减速齿轮。

当紧急条件下，无法通过电机对可控阀门进行开启与关闭时，可以通过手柄26机械手动开启和关闭阀门板30

如图4所示，阀门智能控制器的控制面板上设有模式13选择按键，可以进行自动，手动，远控的模式选择，自动的模式下，通过嗅觉传感器实时检测所测环境的气味浓度，自动的开启与关闭可控阀门。手动模式下，通过按键17，18，19，人为的操作可控阀门的开启、关闭与停止。开启与关闭可控阀门时，开启指示灯20、关闭指示灯21，进行相应的运行指示，使操作人员清楚的了解可控阀门所处的运行状态，远控模式下，阀门智能控制器采集的模拟量数据，状态指示信息，控制命令等可以通过RS485接口与上位机，移动终端进行连接，进行远程及无线的控制与采集信息。当可控阀门出现故障时，故障指示灯22点亮，同时LCD液晶显示屏12，显示相应的故障原因，方便维修人员快速的排查与维修。

图5为组态王软件开发的上位机后台软件，该上位机软件，实时显示可控阀门的模拟量数据，如温度、电流、压力，操作人员可以通过操作软件界面上的按键，使可控阀门进行相应的动作。

图6为本实用新型采用基于TCP透传协议的WIFI AP模式的无线通讯技术，是一种低功通讯方案，每一台设备通过阀门智能控制器的RS485通讯接口同WIFI模块相连，配备专用天线可以实现近距离无线通讯设备的连接，每一台阀门所配备的WIFI模块，ID具有唯一性，不会出现相互设备干扰的现象的产生，并可以通过APP软件，用手机即可以进行实时数据信息的采集，也可以通过APP软件进行操控阀门。

图7为本实用新型基于无线通讯应用，通过DTU模块内置的工业级GPRS 模块，并通过简单的配置，可控阀门就可以与数据中心通过GPRS无线网络建立连接，实现数据的全透明传输，通过中控室的组态后台软件对DTU 所接的所有可控阀门，进行监控与控制，

图示8为本实用新型基于云服务器移动端的应用，这种方案可以通过阿里云等云服务平台，对可控阀门进行监控和控制。

Claims (4)

1.一种带复位保护的自动阀门控制系统，其特征在于，包括：可控阀门(1)、嗅觉传感器(2)、阀门智能控制器(3)、控制计算机(4)、后备电源模块(5)和控制柜；所述可控阀门(1)与阀门智能控制器(3)与采用电缆连接，所述嗅觉传感器(2)与阀门智能控制器(3)采用电缆连接，控制计算机(4)与阀门智能控制器(3)采用RS485数据线连接，所述后备电源(5)与阀门智能控制器(3)采用电缆连接。

2.按照权利要求1所述的一种带复位保护的自动阀门控制系统，其特征在于，所述可控阀门(1)包括减速齿轮箱(23)、电机(24)、阀门框架(25)、手柄(26)、开启限位行程开关(27)、丝杆(28)、关闭限位压力传感器(29)、阀门板(30)、支撑三角块(31)。

3.按照权利要求1所述的一种带复位保护的自动阀门控制系统，其特征在于，所述阀门智能控制器(3)的箱体上设有LCD液晶显示屏(12)、控制模式选择按键(13)、参数设置按键(14)、参数增按键(15)、参数减按键(16)、开启阀门按键(17)停止阀门按键(18)关闭阀门按键(19)、开启阀门运行指示灯(20)、关闭阀门运行指示灯(21)、故障报警指示灯(22)。

4.按照权利要求1所述的一种带复位保护的自动阀门控制系统，其特征在于，所述控制柜包括控制柜主体(6)，控制器模块(7)、DTU模块(8)、电源转换模块(9)、WIFI模块(10)、后备电源模块(11)、设于控制柜主体(6)内。

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