CN216112456U - 具有多参数检测功能的智能型阀门定位器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，包括：输入回路，所述输入回路的第一端与上位机的第一端电连接，所述输入回路的第二端与电源电连接；通讯FSK单元，所述通讯FSK单元的第一端与所述输入回路的第三端电连接；中央处理器，所述中央处理器的第一端与所述通讯FSK单元的第二端电连接；阀位反馈单元，所述阀位反馈单元的第一端与上位机的第二端电连接，所述阀位反馈单元的第二端与所述中央处理器的第二端电连接。本实用新型采用非接触式电涡流原理检测方案，减少了机械触点磨损和传动误差，稳定性好，支持远程控制，能够检测多种参数，具备全自动校验功能，调试、维护容易，省时省力。

Description

具有多参数检测功能的智能型阀门定位器

技术领域

本实用新型涉及定位器技术领域，特别涉及一种具有多参数检测功能的智能型阀门定位器。

背景技术

随着现代工业自动化程度的不断提高，调节阀日益广泛地应用于冶金、能源、化工、石油、军事、水利等工业部门，发挥着不可替代的作用。阀门定位器，按结构分气动阀门定位器、电-气阀门定位器及智能阀门定位器，是调节阀的主要附件，通常与气动调节阀配套使用，它接受调节器的输出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，阀位状况通过电信号传给上位系统。

传统的智能阀门定位器普遍采用滑动变阻器检测阀门位置，存在容易磨损、阻值漂移、传动误差大、易受现场腐蚀介质及水气影响等缺陷，另外传统智能阀门定位器只采集输入信号大小和阀门位置两路信号，控制算法需要借助太多现场设置参数的参与，对现场维护人员要求很高，很多参数设置不合适都将导致控制不稳定。

实用新型内容

本实用新型提供了一种具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，其目的是为了解决传统的智能型阀门定位器阀位状况检测不准确，维修困难，无法实现远程控制，需要人工进行调节，耗时费力的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的实施例提供了一种具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，包括：

输入回路，所述输入回路的第一端与上位机的第一端电连接，所述输入回路的第二端与电源电连接；

通讯FSK单元，所述通讯FSK单元的第一端与所述输入回路的第三端电连接；

中央处理器，所述中央处理器的第一端与所述通讯FSK单元的第二端电连接；

阀位反馈单元，所述阀位反馈单元的第一端与上位机的第二端电连接，所述阀位反馈单元的第二端与所述中央处理器的第二端电连接；

AD转换模块，所述AD转换模块的第一端与所述输入回路的第四端电连接，所述AD转换模块的第二端与所述中央处理器的第三端电连接；

阀位检测单元，所述阀位检测单元的第一端与所述AD转换模块的第三端电连接，所述阀位检测单元的第二端与气动阀门的第一端电连接。

其中，还包括：

IP转换模块，所述IP转换模块的第一端与所述中央处理器的第四端电连接，所述IP转换模块的第二端输入气源；

导向滑阀，所述导向滑阀的第一端与所述IP转换模块的第三端电连接，所述导向滑阀的第二端与气动阀门的第二端电连接，所述导向滑阀的第三端与气动阀门的第三端电连接，所述导向滑阀的第四端输入气源；

导向滑阀位置检测单元，所述导向滑阀位置检测单元的第一端与所述导向滑阀的第五端电连接，所述导向滑阀位置检测单元的第二端与所述中央处理器的第五端电连接。

其中，还包括：

压力检测单元，所述压力检测单元的第一端与所述AD转换模块的第四端电连接，所述压力检测单元的第二端与所述导向滑阀的第二端电连接，所述压力检测单元的第三端与所述导向滑阀的第三端电连接，所述压力检测单元的第四端输入气源。

其中，还包括：

工作温度检测单元，所述工作温度检测单元与所述中央处理器的第六端电连接。

其中，还包括：

人机交互界面，所述人机交互界面与所述中央处理器的第七端电连接，所述人机交互界面包括显示器和按键。

本实用新型的上述方案有如下的有益效果：

本实用新型的上述实施例所述的具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，采用非接触式电涡流检测原理，避免了触点磨损、阻值漂移和传动误差大等影响，采用12位的AD转换模块，分辨率达到0.02％，通过导向滑阀位置监测单元、压力监测单元和温度检测单元非接触式的对多种参数进行检测，减少了对现场设置参数的依赖，并具备全自动校验功能，支持远程控制阀门动作和远程监控阀门的工作状态，阀位检测精度高，稳定性好，定位器调试、维修容易，省时省力，从软硬件两方面上保证了阀位控制的正确性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

【附图标记说明】

1-输入回路；2-电源；3-通讯FSK单元；4-中央处理器；5-阀位反馈单元；6-AD转换模块；7-阀位检测单元；8-IP转换模块；9-导向滑阀；10-导向滑阀位置检测单元；11-压力检测单元；12-工作温度检测单元；13-人机交互界面；14-上位机；15-气动阀门。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型针对现有的智能型阀门定位器阀位状况检测不准确，维修困难，无法实现远程控制，需要人工进行调节，耗时费力的问题，提供了一种具有多参数检测功能的智能型阀门定位器。

如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，包括：输入回路1，所述输入回路1的第一端与上位机14的第一端电连接，所述输入回路1的第二端与电源2电连接；通讯FSK单元3，所述通讯FSK单元3的第一端与所述输入回路1的第三端电连接；中央处理器4，所述中央处理器4的第一端与所述通讯FSK单元3的第二端电连接；阀位反馈单元5，所述阀位反馈单元5的第一端与上位机14的第二端电连接，所述阀位反馈单元5的第二端与所述中央处理器4的第二端电连接；AD转换模块6，所述AD转换模块6的第一端与所述输入回路1的第四端电连接，所述AD转换模块6的第二端与所述中央处理器4的第三端电连接；阀位检测单元7，所述阀位检测单元7的第一端与所述AD转换模块6的第三端电连接，所述阀位检测单元7的第二端与气动阀门15的第一端电连接。

本实用新型的上述实施例所述的具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，所述输入回路1用于接收并解析4-20ma+hart信号，电源2用于供电，所述通讯FSK单元3用于调制解调hart信号，用于上位机14与智能型阀门定位器的数字通讯，所述阀位反馈单元5用于将阀门实际位置百分比信号转换为4-20ma电流信号送到上位机14，形成闭环控制，所述阀位检测单元7用于检测阀门实际开度，通过非接触器感应式原理检测阀门角度或冲程的位移量，所述AD转换模块6用于将阀位设定信号、阀位检测信号和压力信号等模拟量转换为数字信号送到所述中央处理器4，所述中央处理器4用于接收各路控制信号，与上位机14通讯等功能，并按模糊控制程序算法完成驱动所述人机交互界面13进行显示、驱动所述阀位反馈单元5进行阀位反馈和驱动所述IP转换模块8进行电气信号的转换。

其中，还包括：IP转换模块8，所述IP转换模块8的第一端与所述中央处理器4的第四端电连接，所述IP转换模块8的第二端输入气源；导向滑阀9，所述导向滑阀9的第一端与所述IP转换模块8的第三端电连接，所述导向滑阀9的第二端与气动阀门15的第二端电连接，所述导向滑阀9的第三端与气动阀门15的第三端电连接，所述导向滑阀9的第四端输入气源；导向滑阀位置检测单元10，所述导向滑阀位置检测单元10的第一端与所述导向滑阀9的第五端电连接，所述导向滑阀位置检测单元10的第二端与所述中央处理器4的第五端电连接。

本实用新型的上述实施例所述的具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，所述IP转换模块8用于将所述中央处理器4发出的PWM电信号转换为与之对应的气信号，所述导向滑阀9用于接受所述IP转换模块8出来的气信号控制，对应的控制气路输出，从而驱动所述气动阀门15或开或关或保持，所述导向滑阀位置检测单元10用于检测所述导向滑阀9的实时位置反馈给所述中央处理器4。

其中，还包括：压力检测单元11，所述压力检测单元11的第一端与所述AD转换模块6的第四端电连接，所述压力检测单元11的第二端与所述导向滑阀9的第二端电连接，所述压力检测单元11的第三端与所述导向滑阀9的第三端电连接，所述压力检测单元11的第四端输入气源。

本实用新型的上述实施例所述的具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，所述压力检测单元11用于将气源压力、所述导向滑阀9的第二端输出的第一气路输出压力和所述导向滑阀9的第三端输出的第二气路输出压力共3路压力信号转换为电信号。

其中，还包括：工作温度检测单元12，所述工作温度检测单元12与所述中央处理器4的第六端电连接。

本实用新型的上述实施例所述的具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，所述工作温度检测单元12用于检测实际采集当前工作温度反馈给所述中央处理器4。

其中，还包括：人机交互界面13，所述人机交互界面13与所述中央处理器4的第七端电连接，所述人机交互界面13包括显示器和按键。

本实用新型的上述实施例所述的具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，所述人机交互界面13主要包括显示屏和按键，便于现场监测所述具有多参数检测功能的智能型阀门定位器的工作状态及调试整定。

本实用新型的上述实施例所述的具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，将所述具有多参数检测功能的智能型阀门定位器分别与上位机14、气源和气动阀门15连接后，上位机14输出的电流经过所述输入回路1进行保护、滤波等前端处理，分别输入到电源2、所述通讯FSK单元3和所述AD转换模块6。所述AD转换模块6将阀位设定信号输入到所述中央处理器4；所述阀位检测单元7采用非接触式角度传感器，实时检测阀门开度，将阀门开度转换成电信号后输入所述AD转换模块6进行AD采样后输入到所述中央处理器4；所述压力检测单元11将气源输入的气源压力信号转换为电信号后，输入到所述AD转换模块6，所述AD转换模块6将所述压力检测单元11转换后的电信号输入到所述中央处理器4；当气源输入的气源压力在工作允许范围1.4bar-7bar之内时，将阀位设定信号与所述阀位反馈单元5的阀位反馈信号进行比较，得到偏差值，当偏差值大于设定的偏差范围时，启用PID算法，所述中央处理器4将调制好的PWM信号送到所述IP转换模块8，所述IP转换模块8完成电信号到气信号的转换，气信号控制所述导向滑阀9的动作，所述导向滑阀9动作将会直接控制第一气路输出压力和第二气路输出压力，驱动气动阀门15动作；气动阀门15的实时阀位信号通过所述阀位检测单元7和所述AD转换模块6实时传送到所述中央处理器4，同时，所述导向滑阀位置检测单元10对所述导向滑阀9的位置进行检测，第一气路输出压力和第二气路输出压力经所述压力检测单元11采集后输入所述AD转换模块6，所述AD转换模块6进行AD采样后实时输入到所述中央处理器4，当实际阀位与设定阀位小于一定角度时，其中，阀位设定依据气动阀门15大小整定时自动设定，减小所述中央处理器4输出的PWM信号的占空比，缩小所述导向滑阀9的位移量，减缓动作速度防止超调，直至气动阀门15达到设定位置，之后所述中央处理器4依据气动阀门15类型做出选择：1，单作用气动阀门15：保持第一气路输出压力和第二气路输出压力平衡；2，双作用气动阀门15：保持所述导向滑阀9的位置处于平衡点，其中，平衡点在阀门自校验过程中自动检测并写入，至此完成气动阀门15从阀门信号设定到气动阀门15实际调整到指定位置的流程。

本实用新型的上述实施例所述的具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，采用非接触式电涡流检测原理，避免了触点磨损、阻值漂移和传动误差大等影响，采用12位的AD转换模块，分辨率达到0.02％，通过导向滑阀位置监测单元、压力监测单元和温度检测单元非接触式的对多种参数进行检测，减少了对现场设置参数的依赖，并具备全自动校验功能，支持远程控制阀门动作和远程监控阀门的工作状态，阀位检测精度高，稳定性好，定位器调试、维修容易，省时省力，从软硬件两方面上保证了阀位控制的正确性。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，其特征在于，包括：

输入回路，所述输入回路的第一端与上位机的第一端电连接，所述输入回路的第二端与电源电连接；

通讯FSK单元，所述通讯FSK单元的第一端与所述输入回路的第三端电连接；

中央处理器，所述中央处理器的第一端与所述通讯FSK单元的第二端电连接；

阀位反馈单元，所述阀位反馈单元的第一端与上位机的第二端电连接，所述阀位反馈单元的第二端与所述中央处理器的第二端电连接；

AD转换模块，所述AD转换模块的第一端与所述输入回路的第四端电连接，所述AD转换模块的第二端与所述中央处理器的第三端电连接；

阀位检测单元，所述阀位检测单元的第一端与所述AD转换模块的第三端电连接，所述阀位检测单元的第二端与气动阀门的第一端电连接。

2.根据权利要求1所述的具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，其特征在于，还包括：

IP转换模块，所述IP转换模块的第一端与所述中央处理器的第四端电连接，所述IP转换模块的第二端输入气源；

导向滑阀，所述导向滑阀的第一端与所述IP转换模块的第三端电连接，所述导向滑阀的第二端与气动阀门的第二端电连接，所述导向滑阀的第三端与气动阀门的第三端电连接，所述导向滑阀的第四端输入气源；

导向滑阀位置检测单元，所述导向滑阀位置检测单元的第一端与所述导向滑阀的第五端电连接，所述导向滑阀位置检测单元的第二端与所述中央处理器的第五端电连接。

3.根据权利要求2所述的具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，其特征在于，还包括：

压力检测单元，所述压力检测单元的第一端与所述AD转换模块的第四端电连接，所述压力检测单元的第二端与所述导向滑阀的第二端电连接，所述压力检测单元的第三端与所述导向滑阀的第三端电连接，所述压力检测单元的第四端输入气源。

4.根据权利要求3所述的具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，其特征在于，还包括：

工作温度检测单元，所述工作温度检测单元与所述中央处理器的第六端电连接。

5.根据权利要求4所述的具有多参数检测功能的智能型阀门定位器，其特征在于，还包括：

人机交互界面，所述人机交互界面与所述中央处理器的第七端电连接，所述人机交互界面包括显示器和按键。

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