一种电动阀门集散控制系统技术方案

本发明专利技术主要公开了一种电动阀门集散控制系统，包括上位机和下位机，两者通过RS-485通信接口连接，进行数据通信；其中下位机包括电动机、多级减速器、阀门、控制箱；电动机输出依次通过多级减速器连接到阀门上，阀门上安装有扭矩传感器和光电传感器，控制箱的输入端连接扭矩传感器和光电传感器，输出端连接电动机。本发明专利技术经过对阀门动力的传动优化设计，同时采用电子技术，采用上位机和下位机的通信，实现远程控制电动阀门运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阀门
，特别与一种电动阀门集散控制系统有关。
技术介绍
电动阀门是阀门系列中应用最广泛、用量最大的一个品种。长期以来，国内阀门电动装置一直沿用20世纪50、60年代的传统技术，产品机械结构复杂，不适合远距离集中控制，很难满足生产自动化的需要。操作使用中很多弊端无法克服，极易产生控制失灵。而且在很多场合下只能人工现场控制，如果是在有毒、易爆或易燃介质的生产现场，人工操作就极为危险。为此我国每年从国外进口大量价格昂贵的阀门，以解决阀门运转的自动化问题。当今世界工业高速发展，向自动化迈进。在现代过程控制领域中，执行机构是必不可少的部分，从早先的手动、气动执行器到现在的电动执行器，在不同的控制场所都得到了广泛的应用。目前，电动阀门得到了越来越广泛的应用，所以对电动阀门控制器的要求越来越高。阀门电动装置动力参数选择不当会使电动阀门出现两种情况一种是因输出转矩选择过小而使被控阀门启闭困难，这时容易使电动机烧毁；另一种则是输出转矩选择过大，一旦电动装置的控制失灵则极易造成阀门局部结构破坏，尤其是多回转阀门更是如此。电动阀门产生问题的因素较多，主要在产品选型、阀门与电动装置成套、阀门与电动装置的制造等方面，这些都应引起注意。值得指出的是，目前我国仅有各类阀门的分项技术标准和阀门电动装置的行业标准，并无组合成套后电动阀门的技术标准。这使得电动阀门在成套、验收上依据不足。因而，必须尽快根据实际情况制订出相应的电动阀门技术标准。当然，制订电动阀门的技术标准涉及到不同工业门类的使用情况和要求，需要做大量的工作，但对保证和提高电动阀门的质量是需要的。因此，设计一种高效稳定的阀门系统是十分必要的，本专利技术人设计出一种阀门电动控制装置，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电动阀门集散控制系统，采用上位机和下位机的通信，实现远程控制电动阀门运行。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现一种电动阀门集散控制系统，包括上位机和下位机，两者通过RS-485通信接口连接，进行数据通信；其中下位机包括电动机、多级减速器、阀门、控制箱；电动机输出依次通过多级减速器连接到阀门上，阀门上安装有扭矩传感器和光电传感器，控制箱的输入端连接扭矩传感器和光电传感器，输出端连接电动机。所述的多级减速器包括6级直齿传动减速器，其速比分别为4、3. 8,3. 67、3、57、3、43、3. 25。所述的控制箱为单片机单元。所述的单片机单元为P87LPC767单片机。所述的上位机包括主控单片机和为主控单片机供电的电源。所述的主控单片机为P87LPC767单片机。采用上述方案后，本专利技术具有诸多有益效果本专利技术通过上位机可对管网中的各个下位机上的电动阀门进行实时控制和编程控制(远程)，并实时显示电动阀门的工作状况。本专利技术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。附图说明图I为本专利技术较佳实施例的功能模块示意图；图2为本专利技术较佳实施例中下位机的功能模块示意图。具体实施例方式结合附图，对本专利技术较佳实施例做进一步详细说明。一种电动阀门集散控制系统，包括上位机20和下位机10，两者通过RS-485通信接口连接，进行数据通信。本实施例中下位机10包括的模块有电动机I、多级减速器2、阀门3、控制箱4。电动机I是本专利技术的动力部件，本实施例中为步进电机，整个系统功率为6W，输出转数为0. 67r/min,预设电动机I的转速为1500r/min。由于工作功率P = 6W转速N = O. 67r/min因此选小电机功率10W,转速Nm = 1500r/min电动机I输出后，通过6级直齿传动减速器实现依次为电动机I齿轮与第一级齿轮组合，第一级齿轮组合与第二级齿轮组合，第二级齿轮组合与第三级齿轮组合，第三级齿轮组合与第四级齿轮组合，第四级齿轮组合与第五级齿轮组合，第五级齿轮组合与输出轴齿轮。总传动比J = f= 2238.8其中Nm :步进电机的转速，N :输出轴的转数。采用直齿轮结构，传动比分配如下I!=4I1:第一级传动比I2=3. 8 I2:第二级传动比I3 = 3. 67 I3:第三级传动比I4 = 3. 57 I4:第四级传动比I5=3. 43 I5:第五级传动比I6=3. 25 I6:第六级传动比电动机I的动力经过传动后，最终连接到阀门3上，阀门3上分别连接扭矩传感器5和光电传感器6,分别用来检测阀门3的扭矩和开度。扭矩传感器5和光电传感器6是本行业
中已有的部件，这里不做赘述。扭矩传感器5和光电传感器6，将采集到的开度信号连接到控制箱4上，本实施例中控制箱4实际是采用P87LPC767系列单片机，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。控制箱4时刻检测阀门中的信号，并通过内部程序对信号进行分析和处理，并得出控制信号反馈连接至电动机I上，对电动机I进行精准控制。同时控制箱4通过其通信端口与RS-485通信接口，实现与上位机20的数据交换。上位机20由两部分组成，一是电源部分21 ;二是主控单片机22，本实施例中主控单片机22同样采用P87LPC767系列单片机，其通信端口与RS-485通信接口连接。·上位机20可对各个下位机10中的电动阀门进行实时数据访问和控制，同时可将相应程序下载到对应的下位机10中的控制箱4中，进行编程控制(远程)。上位机20可显示电动阀门的工作状况电动阀门可以设置为自动、点动、手动工作方式，能显示系统设置的参数、输出轴转矩和阀门开度数据，具有系统故障报警和故障状态显示功能。上述实施例仅用于解释说明本专利技术的专利技术构思，而非对本专利技术权利保护的限定，凡利用此构思对本专利技术进行非实质性的改动，均应落入本专利技术的保护范围。权利要求1.一种电动阀门集散控制系统，其特征在于包括上位机和下位机，两者通过RS-485通信接口连接，进行数据通信；其中下位机包括电动机、多级减速器、阀门、控制箱；电动机输出依次通过多级减速器连接到阀门上，阀门上安装有扭矩传感器和光电传感器，控制箱的输入端连接扭矩传感器和光电传感器，输出端连接电动机。2.如权利要求I所述的一种电动阀门集散控制系统，其特征在于所述的多级减速器包括6级直齿传动减速器，其速比分别为4、3. 8、3. 67、3、57、3、43、3. 25。3.如权利要求I所述的一种电动阀门集散控制系统，其特征在于所述的控制箱为单片机单元。4.如权利要求3所述的一种电动阀门集散控制系统，其特征在于所述的单片机单元为P87LPC767单片机。5.如权利要求I所述的一种电动阀门集散控制系统，其特征在于所述的上位机包括主控单片机和为主控单片机供电的电源。6.如权利要求5所述的一种电动阀门集散控制系统，其特征在于所述的主控单片机为P87LPC767单片机。全文摘要本专利技术主要公开了一种电动阀门集散控制系统，包括上位机和下位机，两者通过RS-485通信接口连接，进行数据通信；其中下位机包括电动机、多级减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动阀门集散控制系统，其特征在于：包括上位机和下位机，两者通过RS?485通信接口连接，进行数据通信；其中下位机包括电动机、多级减速器、阀门、控制箱；电动机输出依次通过多级减速器连接到阀门上，阀门上安装有扭矩传感器和光电传感器，控制箱的输入端连接扭矩传感器和光电传感器，输出端连接电动机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张新华，张若煜，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：发明
国别省市：