遠程閥門開度控制系統的製作方法
2023-10-23 14:50:07 1
遠程閥門開度控制系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了遠程閥門開度控制系統，主要由位置變送器、射極跟隨器、A/D轉換器、中心CPU、電機驅動器、電機、減速機、調整電路、掉電保護電路、GPRS通信裝置、數據存儲器和控制面板構成，掉電保護電路與中心CPU相連接，中心CPU分別通過RS232與數據存儲器和控制面板相連接，中心CPU通過GPRS通信裝置與上位機通信，位置變送器、射極跟隨器、A/D轉換器、中心CPU、電機驅動器、電機、減速機和閥門依次連接形成一個閉環迴路，調整電路通過A/D轉換器與中心CPU相連接。系統通過閉環迴路自動檢測閥門開度並根據需要調整閥門開度，在實現了閥門自動控制的同時採用GPRS傳輸方式實現了系統的遠程控制。
【專利說明】遠程閥門開度控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及自動控制領域，具體是指一種遠程閥門開度控制系統。
【背景技術】
[0002]水、汽、油等流體與工業發展有著密切聯繫，而流體在工業上的應用離不開管網系統，有管網必然有閥門。隨著工業自動化的發展，傳統的手工機械調節的方式在許多場合已不再適用。要實現管網系統的工業自動化管理，離不開自動閥門這個管網系統中的執行機構。如果是在有毒、易爆或易燃介質的生產現場，人工現場控制就極為危險，因此，遠距離自動控制在這類應用場合更為必要。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在於提供一種能夠自動控制閥門的系統，通過設計閉環迴路自動檢測閥門開度並根據需要調整閥門開度，在實現閥門自動控制的同時採用GPRS遠程傳輸方式實現系統的遠程控制。
[0004]本實用新型通過下述技術方案實現:
[0005]遠程閥門開度控制系統，主要由位置變送器、射極跟隨器、A/D轉換器、中心CPU、電機驅動器、電機、減速機、調整電路、掉電保護電路、GPRS通信裝置、數據存儲器和控制面板構成，掉電保護電路與中心CPU相連接，中心CPU分別通過RS232與數據存儲器和控制面板相連接，中心CPU通過GPRS通信裝置與上位機通信，位置變送器、射極跟隨器、A/D轉換器、中心CPU、電機驅動器、電機、減速機和閥門依次連接形成一個閉環迴路，調整電路通過A/D轉換器與中心CPU相連接。位置變送器將閥門的開度情況轉換成對應的角度信號，進而轉換成系統所接收的f 5V的DC電壓信號，因此可以依據電壓和角度的線性關係得到相應的位置信號，位置信號經過射極跟隨器進行阻抗處理變化之後的信號發送到A/D轉換器進行模數轉換後輸入到中心CPU，中心CPU進行運算後將信息發送到作為控制面板的帶LCD的液晶顯示屏進行顯示，同時通過雙向可控矽將信號發送到電機驅動器，電機驅動器帶動電機轉動，經過減速機減速後控制閥門開度。在中心CPU掉電的情況下，掉電保護電路將電源切換到備用電源，中心CPU在將數據發送到數據存儲器進行儲存的同時通過GPRS通信裝置將數據發送到上位機實現遠程控制。
[0006]進一步地，所述中心CPU通過雙向可控矽與電機驅動器相連接。雙向可控矽是一種以矽單晶為基本材料的P1N1P2N2四層三端器件，在性能上，可控矽不僅具有單向導電性，而且還具有比矽整流元件更為可貴的可控性。當CPU控制電機開通時，雙向可控矽在電壓波形周期的過零點開通。這時，可控矽上的壓降接近零，電流接近正弦波。在關斷時，當CPU脈衝產生關斷的控制脈衝時，可控矽在電壓波形的過零點切斷，恢復關斷狀態。此時，可控矽上的電壓波形等於電源波形。
[0007]進一步地，中心CPU選用MC68HC908。MC68HC908SR12是一款高性能的8位單片機，具有速度快、功能強和價格低等特點。該晶片採用最高8MHz內部總線頻率工作，有512位元組的片內RAM、12K字節的片內FLASH存儲器，14路10位A/D，及SCI，I2C, SPI等通信接口，可以應用摩託羅拉提供的專用開發軟體進行開發，具有在線編程和保密功能。
[0008]進一步地，所述A/D轉換器選用AD650。AD73360是ADI公司推出的可編程6通道16位串行Σ-Λ模數轉換器。它有6個模擬量輸入通道，每個通道可以輸出長度為16位的數字量。這6個通道可同時採樣，並且無需中央處理器幹預，有效地減小了由於採樣時間不同而產生的相位誤差，各個通道的採樣速率可以利用控制字進行設定，設定值有8kHz、16kHz、32kHz和64KHz，每個通道允許頻率為O?4kHz的模擬信號通過。由於各個通道都有內置的反混迭濾波器，因此對反混迭濾波器的要求大為降低，僅需要簡單的一階RC濾波器即可。此外，與並行接口相比，採用串行接口使硬體連接線大為減少，不僅可以減小印製電路板的面積，還可以減少電磁幹擾，從而提高系統的可靠性。
[0009]本實用新型與現有技術相比，具有的有益效果為:系統通過設計閉環迴路自動檢測閥門開度並根據需要調整閥門開度，在實現了閥門自動控制的同時採用GPRS遠程傳輸方式實現了系統的遠程控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為系統總體結構圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限於此。
[0012]實施例1:
[0013]如圖1所示，遠程閥門開度控制系統，主要由位置變送器、射極跟隨器、A/D轉換器、中心CPU、電機驅動器、電機、減速機、調整電路、掉電保護電路、GPRS通信裝置、數據存儲器和控制面板構成，掉電保護電路與中心CPU相連接，中心CPU分別通過RS232與數據存儲器和控制面板相連接，中心CPU通過GPRS通信裝置與上位機通信，位置變送器、射極跟隨器、A/D轉換器、中心CPU、電機驅動器、電機、減速機和閥門依次連接形成一個閉環迴路，調整電路通過A/D轉換器與中心CPU相連接。
[0014]工作原理為:位置變送器將閥門的開度情況轉換成對應的角度信號，進而轉換成系統所接收的f 5V的DC電壓信號，因此可以依據電壓和角度的線性關係得到相應的位置信號，位置信號經過射極跟隨器進行阻抗處理變化之後的信號發送到A/D轉換器進行模數轉換後輸入到中心CPU，中心CPU進行運算後將信息發送到作為控制面板的帶LCD的液晶顯示屏進行顯示，同時通過雙向可控矽將信號發送到電機驅動器，電機驅動器帶動電機轉動，經過減速機減速後控制閥門開度。在中心CPU掉電的情況下，掉電保護電路將電源切換到備用電源，中心CPU在將數據發送到數據存儲器進行儲存的同時通過GPRS通信裝置將數據發送到上位機實現遠程控制。
[0015]實施例2:
[0016]本實施例在實施例1的基礎上，公開了遠程閥門開度控制系統的優選結構，本實施例中，所述中心CPU通過雙向可控矽與電機驅動器相連接。雙向可控矽是一種以矽單晶為基本材料的P1N1P2N2四層三端器件，在性能上，可控矽不僅具有單向導電性，而且還具有比矽整流元件更為可貴的可控性。當CPU控制電機開通時，雙向可控矽在電壓波形周期的過零點開通。這時，可控矽上的壓降接近零，電流接近正弦波。在關斷時，當CPU脈衝產生關斷的控制脈衝時，可控矽在電壓波形的過零點切斷，恢復關斷狀態。此時，可控矽上的電壓波形等於電源波形。
[0017]本實施例中，中心CPU選用MC68HC908。MC68HC908SR12是一款高性能的8位單片機，具有速度快、功能強和價格低等特點。該晶片採用最高8MHz內部總線頻率工作，有512位元組的片內RAM、12K字節的片內FLASH存儲器，14路10位A/D，及SCI，I2C, SPI等通信接口，該可以應用摩託羅拉提供的專用開發軟體進行開發，具有在線編程和保密功能。
[0018]本實施例中，所述A/D轉換器選用AD650。AD73360是ADI公司推出的可編程6通道16位串行Σ-Λ模數轉換器。它有6個模擬量輸入通道，每個通道可以輸出長度為16位的數字量。這6個通道可同時採樣，並且無需中央處理器幹預，有效地減小了由於採樣時間不同而產生的相位誤差，各個通道的採樣速率可以利用控制字進行設定，設定值有8kHz、16kHz、32kHz和64KHz，每個通道允許頻率為O?4kHz的模擬信號通過。由於各個通道都有內置的反混迭濾波器，因此對反混迭濾波器的要求大為降低，僅需要簡單的一階RC濾波器即可。此外，與並行接口相比，採用串行接口使硬體連接線大為減少，不僅可以減小印製電路板的面積，還可以減少電磁幹擾，從而提高系統的可靠性。本實施例的其他部分與實施例I相同，不再贅述。
[0019]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型做任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.遠程閥門開度控制系統，其特徵在於:主要由位置變送器、射極跟隨器、A/D轉換器、中心CPU、電機驅動器、電機、減速機、調整電路、掉電保護電路、GPRS通信裝置、數據存儲器和控制面板構成，掉電保護電路與中心CPU相連接，中心CPU分別通過RS232與數據存儲器和控制面板相連接，中心CPU通過GPRS通信裝置與上位機通信，位置變送器、射極跟隨器、A/D轉換器、中心CPU、電機驅動器、電機、減速機和閥門依次連接形成一個閉環迴路，調整電路通過A/D轉換器與中心CPU相連接。
2.根據權利要求1所述的遠程閥門開度控制系統，其特徵在於:所述中心CPU通過雙向可控矽與電機驅動器相連接。
3.根據權利要求1所述的遠程閥門開度控制系統，其特徵在於:所述中心CPU選用MC68HC908。
4.根據權利要求1所述的遠程閥門開度控制系統，其特徵在於:所述控制面板選用帶IXD的液晶顯示屏。
5.根據權利要求1所述的遠程閥門開度控制系統，其特徵在於:所述A/D轉換器選用AD650。
【文檔編號】G05B19/04GK203422620SQ201320526315
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年8月28日 優先權日:2013年8月28日
【發明者】李凌 申請人:成都信鑫信息技術有限公司