一种基于人工智能的多功能阀门制造技术

本发明专利技术公开了一种基于人工智能的多功能阀门，基于人工智能的多功能阀门，包括：用于与气源连接的气源净化单元；与所述气源净化单元连接用于控制阀门执行器的防堵塞电气转换单元；与所述防堵塞电气转换单元连接，用于向所述防堵塞电气转换单元发出控制信号的电路控制单元；与所述电路控制单元连接，用于检测阀门执行器的执行位置的位置反馈单元。智能阀门，包括基于人工智能的多功能阀门以及与所述基于人工智能的多功能阀门配合的阀门执行器。本发明专利技术实现智能化阀门定位，并能够有效避免因为气源污染而造成内部堵塞，特别适用于工业现场环境的过程控制。场环境的过程控制。场环境的过程控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于人工智能的多功能阀门


[0001]本专利技术涉及阀门定位器领域，尤其涉及一种基于人工智能的多功能阀门。

技术介绍

[0002]阀门定位器是控制阀的主要附件，它将阀杆位移信号作为输入的反馈测量信号，以控制器输出信号作为设定信号，进行比较，当两者有偏差时，改变其到执行机构的输出信号，使执行机构动作，建立了阀杆位移量与控制器输出信号之间的一一对应关系。因此，阀门定位器组成以阀杆位移为测量信号，以控制器输出为设定信号的反馈控制系统。该控制系统的操纵变量是阀门定位器去执行机构的输出信号。
[0003]与气动执行器配合的阀门定位器，目前国内外已经有了通用的智能阀门定位器产品，其中以西门子、ABB等公司的智能阀门定位器产品为代表，这些智能阀门定位器为了实现其通用性，大多采用电气转换机构如喷嘴挡板或压电阀实现执行器压力或通气流量的控制，以保证阀门的开启、关闭速度和调节过程中的响应能力。
[0004]然而，此类定位器由于采用精度很高的电气转换元件，内部气路长且孔径小，对气源质量有很高的要求。随着工业过程中供热、燃烧产生的烟尘增多，汽车尾气排放增多等各种原因，空气中颗粒物含量不断上升，导致目前的气动智能阀门定位器在经过一段时间的使用之后，会出现压电阀进气口或排气口堵塞而工作异常的现象。
[0005]公开号为CN101650555A(申请号为200910101852.9)的中国专利技术专利申请公开了一种智能电气阀门定位器，包括控制单元、I/P转换单元、阀位检测反馈单元以及电源单元，所述的电源单元包括电流采样电路和接收阀门控制信号的稳压电路，所述的稳压电路输出端连接低压差线性稳压器，用于驱动控制单元、I/P转换单元、阀位检测反馈单元工作；所述的电流采样电路由两端分别连接阀门控制信号负端和稳压电路接地端的电阻以及电阻连接的放大器组成，放大器输出端连接控制单元，使得智能电气阀门定位器功耗更小、精度更高，但是该智能定位器使用I/P转换单元，没有考虑到气源污染会造成的不良影响。
[0006]授权公告号CN103216664A(申请号为201310143943.5)的中国专利技术专利申请公开了一种智能阀门定位器，包括压电模块，压电模块包括具有进气口和出气口的进气腔室和用于密封或打开进气腔室的进气口的密封球，进气口为沿进气方向截面直径逐渐变大的锥形孔，密封球由复位弹簧支撑且可沿进气口的轴心线方向移动地设于进气口中，密封球的直径大于或等于进气口的最小截面直径且小于进气口最大处的截面直径，其中密封球由铝合金材料制成，具有更好的耐油，耐水及抗膨胀性能，因而使用寿命更长，压电模块就不会因进油进水问题而损坏，但是对于气源污染也没有提到好的解决办法。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种基于人工智能的多功能阀门，在具备当前定位器一般应用功能的前提下，能够有效避免因为气源污染而造成内部堵塞，特别适用于工业现场环境的过程控制。
[0008]一种基于人工智能的多功能阀门，包括：
[0009]用于与气源连接的气源净化单元；
[0010]与所述气源净化单元连接用于控制阀门执行器的防堵塞电气转换单元；
[0011]与所述防堵塞电气转换单元连接，用于向所述防堵塞电气转换单元发出控制信号的电路控制单元；
[0012]与所述电路控制单元连接，用于检测阀门执行器的执行位置的位置反馈单元。
[0013]本专利技术中，基于人工智能的多功能阀门与外接的气源连接，气源先将气源输入到气源净化单元进行净化，净化的气体传送到防堵塞电气转换单元，驱动防堵塞电气转换单元，防堵塞电气转换单元根据电路控制单元发出的控制信号执行操作，从而控制阀门执行器，位置反馈单元将阀门执行器的执行位置反馈给电路控制单元，实现智能化阀门定位，并且能够有效避免因气源污染而造成内部的堵塞。
[0014]以下作为本专利技术的优选结构：
[0015]所述的基于人工智能的多功能阀门，还包括：与所述气源净化单元连接用于清除气源净化单元内杂质的杂质清理单元，能在断电后将滤网拦截的颗粒物吸入并保留在内，可手动打开清理。
[0016]所述的气源净化单元包括：沿气源进入方向依次设置的纤维滤网、带负电的电栅、带正电的滤网以及碳质滤网。纤维滤网能过滤体积较大的微粒，如悬浮尘埃，微生物等。带负电的电栅和带正电的滤网能分别在电极作用下吸附反电极性的相关粒子。碳质滤网可吸收化学气体，当气体中含有化学成分时，碳质滤网可有效对其进行吸收，以保护后端电气设备。
[0017]所述的杂质清理单元，包括：依次连接的第一单向阀、密闭气路以及第二单向阀，所述的第一单向阀与所述气源净化单元(具体为纤维滤网、带负电的电栅或带正电的滤网，优选为带正电的滤网)连接，所述的第二单向阀与除杂质气源连接。除杂质气源采用高压的气体，具体可采用高压空气。采用第二单向阀用于与除杂质气源隔离二次保护。断电时，带正电的滤网和带负电的电栅都不带电，不具备吸附能力，因此，可以将带正电的滤网和带负电的电栅带电时吸附的相关粒子以及纤维滤网过滤的体积较大微粒等从进气口反方向吹出，因此，通过除杂质气源采用高压的气体，将气源净化单元吸附的颗粒物、微尘等从进气口反方向吹出，起到简单清理的作用。
[0018]所述的防堵塞电气转换单元可采用先导三通阀，所述的防堵塞电气转换单元包括：通过工作通道相互连通的气压输入通路、气压输出通路和排气通路，所述的工作通道设有连接杆，所述连接杆的一端固定有用于封闭所述气压输入通路和气压输出通路之间的工作通道的第一挡板，所述连接杆的另一端固定有用于封闭所述气压输出通路和排气通路之间的工作通道的第二挡板，所述的连接杆以及连接杆上的第一挡板和第二挡板通过压电执行器驱动。
[0019]压电执行器驱动连接杆以及连接杆上的第一挡板和第二挡板，第一种工作状态，第一挡板封闭气压输入通路和气压输出通路之间的工作通道，第二挡板未封住气压输出通路和排气通路之间的工作通道，则气压输出通路和排气通路相通，可通过排气通路排气。第二种工作状态，第一挡板未封闭气压输入通路和气压输出通路之间的工作通道，第二挡板封闭气压输出通路和排气通路之间的工作通道，则气压输入通路和气压输出通路相通，气
压输入通路与阀门定位器相连，驱动阀门定位器。在第一种工作状态和第二种工作状态之间，可通过压电执行器控制气压输出通路的气量输出，达到对阀门定位器中的阀门开度的精密控制。
[0020]所述的气压输入通路、气压输出通路和排气通路与工作通道的连接处采用弧形面连接，避免杂质在气路内部拐角处沉积。
[0021]所述的气压输入通路与所述气源净化单元连接，所述的气压输出通路与阀门定位器连接，所述的压电执行器与所述电路控制单元连接，受控于电路控制单元。
[0022]所述的电路控制单元，包括：
[0023]信号采集电路；
[0024]与所述信号采集电路连接的微处理器(单片机)；
[0025]与所述微处理器连接的脉冲宽度调制(PWM)控制电路；
[0026]所述的脉冲宽度调制控制电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于人工智能的多功能阀门，其特征在于，包括：用于与气源连接的气源净化单元；与所述气源净化单元连接，用于控制阀门执行器的防堵塞电气转换单元；与所述防堵塞电气转换单元连接，用于向所述防堵塞电气转换单元发出控制信号的电路控制单元；与所述电路控制单元连接，用于检测阀门执行器的执行位置的位置反馈单元。2.根据权利要求1所述的基于人工智能的多功能阀门，其特征在于，所述的气源净化单元包括：沿气源进入方向依次设置的纤维滤网、带负电的电栅、带正电的滤网以及碳质滤网。3.根据权利要求1所述的基于人工智能的多功能阀门，其特征在于，还包括：与所述气源净化单元连接，用于清除气源净化单元内杂质的杂质清理单元。4.根据权利要求3所述的基于人工智能的多功能阀门，其特征在于，所述的杂质清理单元，包括：依次连接的第一单向阀、密闭气路以及第二单向阀，所述的第一单向阀与所述气源净化单元连接，所述的第二单向阀与除杂质气源连接。5.根据权利要求1所述的基于人工智能的多功能阀门，其特征在于，所述的防堵塞电气转换单元包括：通过工作通道相互连通的气压输入通路、气压输出通路和排气通路，所述的工作通道设有连接杆，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福杰，秦毅，胡耀华，任斌，姜鸣，郭芳，姚智伟，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：