CN218213867U - 一种电动真空调节装置控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动真空调节装置控制系统，包括中央控制机、数据处理装置、数据采集装置和电机驱动装置；所述电机驱动装置与所述电动真空调节装置的电机相连接，控制所述电机的开启或闭合；同时，所述电机驱动装置获取所述电机的已开启步数，并传输至所述数据处理装置。采用高精度步进电机驱动器，控制所述电机的开启或闭合。同时，数据处理装置利用累加计数原理对高精度步进电机驱动器向电机所输出的电脉冲数量进行计算，从而判断当前的开关行程位置。上述模块化组合方式，能够有效地发挥各部件的作用，达到实现高精度控制的效果。

Description

一种电动真空调节装置控制系统

技术领域

本实用新型涉及机电产品自动控制技术领域，特别是涉及一种电动真空调节装置控制系统。

背景技术

电动真空调节装置常用于调整真空化工工艺管道中的物料流量或其压力，从而保证真空分离设备的运行工况处于额定状态。然而，某些真空精馏装置等特殊化工分离设备的生产性能会受工艺管道中流体参数的变化而发生较大的变化，因此此类设备所用的流体参数(流量与压力)电动真空调节装置必须能够实现自动化且具有较高控制精度。

目前部分电动真空调节装置的执行机构通常采用步进电机作为传动的驱动装置，而此类产品的专用控制器则会采用PLC或单片机作为其控制中枢。然而，此类控制系统的数据运算与处理能力较低，无法实现步进电机的高精度细分，也无法实现电动调节装置的实时高精度控制。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对电动真空调节装置控制精度不高的技术缺陷，而提供一种电动真空调节装置控制系统。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种电动真空调节装置控制系统，包括中央控制机、与所述中央控制机通讯连接的数据处理装置、与所述数据处理装置的输入端通讯连接的数据采集装置和与所述数据处理装置的输出端通讯连接的电机驱动装置；

所述数据采集装置包括安装在所述电动真空调节装置上的开到位传感器和关到位传感器；

所述电机驱动装置与所述电动真空调节装置的电机相连接，控制所述电机的开启或闭合；同时，所述电机驱动装置获取所述电机的已开启步数，并传输至所述数据处理装置。

在上述技术方案中，所述中央控制机中的I/O接口与所述数据处理装置之间通过模拟量信号传输端通讯连接；

所述中央控制机中的Ethernet接口与所述数据处理装置之间通过数字量信号传输端通讯连接。

在上述技术方案中，所述数据处理装置为嵌入式工控机主板。

在上述技术方案中，所述数据采集装置通过执行机构信号传输装置和数据采集卡与所述数据处理装置通讯连接。

在上述技术方案中，所述数据采集卡连接有ID拨码开关。

在上述技术方案中，所述数据采集卡通过信号调理装置连接有输出装置。

在上述技术方案中，所述输出装置包括运行LED指示灯、报警LED指示灯和蜂鸣器。

在上述技术方案中，所述电机驱动装置为高精度步进电机驱动器。

在上述技术方案中，还包括数码显示屏；所述数码显示屏与所述数据处理装置通讯连接。

在上述技术方案中，还包括电源；所述电源通过电源接口与外部电连接。

在上述技术方案中，所述电源上设置有散热器。

上述电动真空调节装置控制系统的控制方法，

所述中央控制机向所述数据处理装置下发开启/关闭动作指令；所述数据处理装置接收开启/关闭动作指令，并按照预先设定的开启/关闭速率向所述电机驱动装置下发相应的动作指令；所述电机驱动装置接收动作指令后控制电机转动；

电机转动过程中，若数据采集装置采集到开到位传感器发送的开到位信号，或者采集到关到位传感器发送的关到位信号，经过上述指令传递方式，电机停转；

电机转动过程中，若中央控制机下发停止动作指令，经过上述指令传递方式，电机停转；所述电机驱动装置通过脉冲累计计数的方式将代表已开启步数的脉冲计数信息传输至所述数据处理装置；所述数据处理装置将脉冲计数信息量化计算后输送至中央控制机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型提供的电动真空调节装置控制系统，采用模块化核心器件可以选用成熟的货架产品，可以提高产品的可靠性，并降低产品的生产成本。

2、本实用新型提供的电动真空调节装置控制系统，采用高精度步进电机驱动器，控制所述电机的开启或闭合。同时，数据处理装置利用累加计数原理对高精度步进电机驱动器向电机所输出的电脉冲数量进行计算，从而判断当前的开关行程位置。上述模块化组合方式，能够有效地发挥各部件的作用，达到实现高精度控制的效果。

3、本实用新型提供的电动真空调节装置控制系统的控制方法，使用了模拟量与数字量两种控制方式，可以有效应对不同的应用领域，具有更高的通用性。

附图说明

图1所示为需要控制的电动真空调节装置的结构示意图；

图中：A-壳体，B-传动轴，C-阀杆，D-阀体，E-电机，F-插座，G-开到位传感器，H-关到位传感器；

图2所示为电动真空调节装置控制系统的结构示意图。

图中：1-中央控制机，2-数据处理装置，3-数据采集装置，4-电机驱动装置，5-执行机构信号传输装置，6-数据采集卡，7-ID拨码开关，8-信号调理装置，9-LED指示灯，10-报警LED指示灯，11-蜂鸣器，12-数码显示屏，13-电源，14-电源接口，15-散热器，16-模拟量信号传输端，17-数字量信号传输端。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

本申请中，需要控制的电动真空调节装置，如图1所示，包括壳体A、传动轴B、阀杆C、阀体D、电机E和插座F；所述电机E驱动所述传动轴B和阀杆C上下运动，以控制阀体D的开关；所述阀杆C的位置决定了真空化工工艺管道中的物料流量或其压力的大小(阀杆C向下则通过装置的流体流量减小、阀前压力上升、阀后压力下降，相反则流体流量增大、阀前压力下降、阀后压力上升)；所述传动轴B设置有位置触头，所述位置触头接触到开到位传感器G和关到位传感器H以表示是否开到位或关到位。

实施例2

一种电动真空调节装置控制系统，包括中央控制机1、与所述中央控制机1通讯连接的数据处理装置2、与所述数据处理装置2的输入端通讯连接的数据采集装置3和与所述数据处理装置2的输出端通讯连接的电机驱动装置4。

所述中央控制机1中的I/O接口与所述数据处理装置2之间通过模拟量信号传输端16通讯连接；所述中央控制机1中的Ethernet接口与所述数据处理装置2之间通过数字量信号传输端17通讯连接。

所述数据处理装置2为嵌入式工控机主板，主要完成对信号采集装置所提供的数据、控制律计算，以及完成对电机驱动装置及输出装置的通信、故障检测等功能。

所述数据采集装置3包括安装在所述电动真空调节装置上的开到位传感器G和关到位传感器H；所述数据采集装置3通过执行机构信号传输装置5和数据采集卡6与所述数据处理装置2通讯连接。所述执行机构信号传输装置5是将插座、插头、电缆看为一个整体时的一种称呼。

所述数据采集卡6连接有ID拨码开关7。当大量的独立的控制系统进行组网运行时，ID拨码开关7给每个控制系统赋一个唯一的ID编号，用以控制系统间的差异化区分。

所述数据采集卡6与所述数据处理装置2通讯连接，既可以将采集到的开到位传感器G和关到位传感器H信号和ID编号输送至数据处理装置2，也可以接收数据处理装置2输出的脉冲技术信息和故障报警信息。所述数据采集卡6通过信号调理装置8连接有输出装置。所述输出装置包括运行LED指示灯9、报警LED指示灯10和蜂鸣器11。所述输出装置是经过数据处理装置2进行分析处理后输出的。由于数据处理装置2无法直接发出LED指示灯9、报警LED指示灯10和蜂鸣器11的工作电压，必须经过转换。因此，数据处理装置2分析后将工作指令传送至数据采集卡6，然后经过信号调理装置8对信号进行调理(电压、电流的变化和滤波)，最后将工作指令传输至LED指示灯9、报警LED指示灯10和蜂鸣器11。

所述电机驱动装置4为高精度步进电机驱动器，与所述电动真空调节装置的电机E相连接，控制所述电机的开启或闭合；同时，所述电机驱动装置4将向电机E所输出的电脉冲数量传输至所述数据处理装置2。数据处理装置2利用累加计数原理对电机驱动装置4向电机E所输出的电脉冲数量进行计算，从而判断当前的开关行程位置。

所述电动真空调节装置控制系统还包括数码显示屏12；所述数码显示屏12与所述数据处理装置2通讯连接。所述数码显示屏12显示的是开关状态(如-ON-、-OFF-)、故障状态(如-ERR1-、-ERR2-、-ERR3-)。故障信息和状态信息的判断由数据处理装置负责进行逻辑判断，结果由显示屏进行显示，具体判断逻辑如下：

(1)开到位传感器G与关到位传感器H同时发出信号时——传感器故障-ERR1-；

(2)假设全行程的脉冲计数数量为1000个，但从全关位至全开位(或相反方向)动作过程中，脉冲计数数量超过1000个时——机械故障-ERR2-；

(3)当控制系统长时间(如超过10秒)接收不到中央控制系统所下发的信息指令时——通讯故障-ERR2-；

(4)开到位传感器G发出信号时——全开状态-ON-；

(5)关到位传感器H发出信号时——全关状态-OFF-。

当数码显示屏12上显示故障状态时，报警LED指示灯10闪烁，蜂鸣器11长鸣。

所述电动真空调节装置控制系统还包括电源13；所述电源13为AC-DC/DC-AC电源，通过电源接口14与外部电连接。所述电源13上设置有散热器15。

实施例3

本实施例是基于实施例2介绍的电动真空调节装置控制系统介绍其控制方法。

所述中央控制机1向所述数据处理装置2下发开启/关闭动作指令；所述数据处理装置2接收开启/关闭动作指令，并按照预先设定的开启/关闭速率向所述电机驱动装置4下发相应的动作指令；所述电机驱动装置4接收动作指令后控制电机E转动；

电机E转动过程中，若数据采集装置3采集到开到位传感器发送的开到位信号，或者采集到关到位传感器发送的关到位信号，经过上述指令传递方式，电机E停转；

电机E转动过程中，若中央控制机1下发停止动作指令，经过上述指令传递方式，电机E停转；所述电机驱动装置4通过脉冲累计计数的方式将代表电机E已开启步数的脉冲计数信息传输至所述数据处理装置2；所述数据处理装置2将脉冲计数信息量化计算后输送至中央控制机1。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，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原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种电动真空调节装置控制系统，其特征在于：包括中央控制机、与所述中央控制机通讯连接的数据处理装置、与所述数据处理装置的输入端通讯连接的数据采集装置和与所述数据处理装置的输出端通讯连接的电机驱动装置；

所述数据采集装置包括安装在所述电动真空调节装置上的开到位传感器和关到位传感器；

所述电机驱动装置与所述电动真空调节装置的电机相连接，控制所述电机的开启或闭合；同时，所述电机驱动装置获取所述电机的已开启步数，并传输至所述数据处理装置。

2.如权利要求1所述的电动真空调节装置控制系统，其特征在于：所述中央控制机中的I/O接口与所述数据处理装置之间通过模拟量信号传输端通讯连接；

所述中央控制机中的Ethernet接口与所述数据处理装置之间通过数字量信号传输端通讯连接。

3.如权利要求1所述的电动真空调节装置控制系统，其特征在于：所述数据处理装置为嵌入式工控机主板。

4.如权利要求1所述的电动真空调节装置控制系统，其特征在于：所述数据采集装置通过执行机构信号传输装置和数据采集卡与所述数据处理装置通讯连接。

5.如权利要求4所述的电动真空调节装置控制系统，其特征在于：所述数据采集卡连接有ID拨码开关。

6.如权利要求4所述的电动真空调节装置控制系统，其特征在于：所述数据采集卡通过信号调理装置连接有输出装置。

7.如权利要求6所述的电动真空调节装置控制系统，其特征在于：所述输出装置包括运行LED指示灯、报警LED指示灯和蜂鸣器。

8.如权利要求1所述的电动真空调节装置控制系统，其特征在于：所述电机驱动装置为高精度步进电机驱动器。

9.如权利要求1所述的电动真空调节装置控制系统，其特征在于：还包括数码显示屏；所述数码显示屏与所述数据处理装置通讯连接。

10.如权利要求1所述的电动真空调节装置控制系统，其特征在于：还包括电源；所述电源通过电源接口与外部电连接。

11.如权利要求10所述的电动真空调节装置控制系统，其特征在于：所述电源上设置有散热器。

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