一種閥門控制裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種閥門控制裝置及其控制方法，閥門控制裝置包括主控PLC、固態(tài)繼電器(SSR)、電機、閥門執(zhí)行器和和人機交互模塊；所述增量編碼器與閥門執(zhí)行器轉(zhuǎn)軸相連；用于把閥門執(zhí)行器轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)化成脈沖量輸出至主控PLC；所述主控PLC的控制信號輸出端接固態(tài)繼電器的輸入電路；固態(tài)繼電器的輸出電路接入電源與電機的供電端之間，用于控制電機電源的通斷以及電機的正反轉(zhuǎn)；所述電機用于驅(qū)動閥門執(zhí)行器；形成閉環(huán)控制；所述人機交互模塊與主控PLC的輸入端相連。本發(fā)明，具有精度高、可靠性高、通用性好、成本低、安裝維修方便等優(yōu)點，普遍適用于各種類型的電動閥門。
【專利說明】
一種閥門控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種閥門控制裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]閥門是電力系統(tǒng)中應用非常廣泛的部件之一，主要用來電力自動化控制系統(tǒng)中的各種流體進行流量控制，是自動化設備和系統(tǒng)中不可或缺的重要部件之一。一般的閥門控制器在電力系統(tǒng)的多粉塵、振動、高溫、室外等惡劣環(huán)境下使用，都存在如下缺點:對惡劣環(huán)境的適應能力不夠，板卡經(jīng)常出現(xiàn)故障，可靠性不高;調(diào)試不夠方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種閥門控制裝置及其控制方法，通用性和可靠性好。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0005]—種閥門控制裝置，包括主控PLC、固態(tài)繼電器、電機、閥門執(zhí)行器、增量編碼器和人機交互模塊；
[0006]所述主控PLC的控制信號輸出端接固態(tài)繼電器的輸入電路；固態(tài)繼電器的輸出電路接入電源與電機的供電端之間，用于控制電機電源的通斷以及電機的正反轉(zhuǎn);所述電機用于驅(qū)動閥門執(zhí)行器；
[0007]所述增量編碼器與閥門執(zhí)行器轉(zhuǎn)軸相連;用于把閥門執(zhí)行器轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)化成脈沖輸出至主控PLC;
[0008]所述人機交互模塊與主控PLC的輸入端相連，用于輸入控制指令，顯示閥門狀態(tài)。
[0009]所述固態(tài)繼電器采用三相正反轉(zhuǎn)固態(tài)繼電器。
[0010]所述人機交互模塊包括“開關(guān)型\調(diào)節(jié)型”切換開關(guān)、開關(guān)量輸入模塊、4-20mA模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊和4_20mA模擬量輸出模塊;通過切換“開關(guān)型\調(diào)節(jié)型”切換開關(guān)的狀態(tài)，實現(xiàn)閥門的開關(guān)型兩位控制或調(diào)節(jié)型4_20mA連續(xù)控制，可以適應開關(guān)型兩位控制或調(diào)節(jié)型4-20mA連續(xù)控制的電動閥門；所述開關(guān)量輸入模塊用于輸入開關(guān)量指令，開關(guān)量指令是指當閥門執(zhí)行器處于開關(guān)型兩位控制的工作方式下，開和關(guān)控制的指令信號;所述開關(guān)量輸出模塊用于輸出開關(guān)量狀態(tài)，指示閥門開、關(guān)到位或者任意位置。
[0011]所述主控PLC與通信模塊相連。
[0012]所述增量編碼器采用精度為每轉(zhuǎn)1024-4096個以上的脈沖數(shù)的高速增量編碼器。
[0013]所述的人機交互模塊可采用觸摸顯示屏。
[0014]所述主控PLC還與報警模塊相連。
[0015]所述主控PLC采用西門子S7-200小型PLGS7-200中有高速脈沖計數(shù)通道，頻率高達200kHz，保證了閥門控制器的高精度。主控PLC用于采集高速增量編碼器的脈沖信號、就地\遠方開關(guān)切換信號以及就地\遠方操作指令信號，將采集的信號，進行處理，來實現(xiàn)對電動閥門精確控制。
[0016]—種閥門控制裝置的控制方法，其特征在于，采用上述閥門控制裝置，進行以下控制:
[0017]I)在首次送電時，標定閥門行程與力矩保護動作值。
[0018]通過標定閥門行程，設置兩組位置信息:一組是閥門的正常位置信息，表示閥門的開或關(guān)到位信息；另外一組是閥門的極限位置信息，當閥門超出極限位置后，主控PLC將發(fā)出急停指令，斷開電機電源，停止電動閥門動作；
[0019]2)通過高速增量編碼器把閥門執(zhí)行器軸上的旋轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)化成脈沖量輸出至主控PLC;主控PLC將脈沖量轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)數(shù)字量;通過計算旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號的變化量，得到電動閥門動作的行程量，從而控制電動閥門動作的實際行程；
[0020]通過計算單位時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號的變化量，得到電機的輸出轉(zhuǎn)速n，再根據(jù)電機的額定功率結(jié)合電機輸出轉(zhuǎn)動力矩公式，得到電動閥門動作過程中的實時電機輸出轉(zhuǎn)動力矩，根據(jù)實時電機輸出轉(zhuǎn)動力矩的大小值判斷是否過力矩、堵轉(zhuǎn)；
[0021]通過計算旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號的變化值與控制指令，判斷無指令有動作或有指令無動作故障信號；
[0022]通過計算旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號變化方向與控制指令開關(guān)方向比較，判斷是否相序接反；
[0023]3)當出現(xiàn)以下現(xiàn)象:增量編碼器故障、無指令有動作、有指令無動作、閥門過力矩、閥門堵轉(zhuǎn)、相序接反、閥門超出極限位置或超溫時，主控PLC將發(fā)出急停指令，斷開電機電源，停止電動閥門動作，并發(fā)綜合故障報警指示。
[0024]通過切換“開關(guān)型\調(diào)節(jié)型”切換開關(guān)的狀態(tài)，實現(xiàn)適應開關(guān)型兩位控制或調(diào)節(jié)型4_20mA連續(xù)控制的電動閥門控制。
[0025]當閥門控制裝置用于調(diào)節(jié)型4_20mA連續(xù)控制的電動閥門控制時，為保證工藝流程的安全性，設置斷信號閥門保位(默認)、斷信號閥門全開或斷信號閥門全關(guān)三種模式，其中斷信號是指:4-20mA模擬量輸入信號消失；
[0026]并通過人機交互模塊輸入控制參數(shù)，調(diào)整死區(qū)和靈敏度。
[0027]所述標定閥門行程和力矩保護動作值包含以下步驟:
[0028]步驟1:對主控器PLC內(nèi)的閥門位置信息進行初始化處理，即對閥門的開到位和關(guān)到位的位置值、以及極限位置值進行初始化；
[0029]步驟2:使閥門朝同一方向(開或者關(guān))動作5秒以上，且保持閥門連續(xù)勻速工作，通過主控PLC計算單位時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號的變化量，得到電機的輸出轉(zhuǎn)速n，再根據(jù)電機的額定功率結(jié)合電機輸出轉(zhuǎn)動力矩公式，得出正常工作狀態(tài)下電機輸出轉(zhuǎn)動力矩，主控PLC將110% (默認，參數(shù)可調(diào)整)的電機輸出轉(zhuǎn)動力矩值賦值為力矩保護動作值；
[0030]步驟3:當確認閥門到了一個開或關(guān)的位置后，此時計算旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號的變化量，得到電動閥門動作的行程量，主控PLC記取該開到位或關(guān)到位的位置值，并自動賦值保存；同時將105%開到位或95%關(guān)到位的位置值作為閥門開或關(guān)的極限位置值，并賦值保存。
[0031 ]上述電機輸出轉(zhuǎn)動力矩公式如下:
[0032] T = 9549XP/n 公式 I
[0033 ]其中，T是電機輸出轉(zhuǎn)動力矩，單位是Ngm; P是電機的額定功率，單位KW; η是電機的輸出轉(zhuǎn)速，單位為r/min。由以上公式直接表明:當電機在額定功率下工作時，電機輸出轉(zhuǎn)動力矩與輸出轉(zhuǎn)速成反比。
[0034]因此，高速增量編碼器把閥門執(zhí)行器軸上的旋轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)化成脈沖量，PLC將脈沖量轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)數(shù)字量。通過計算單位時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號的變化量，可以得出電機的輸出轉(zhuǎn)速n，再根據(jù)電機的額定功率結(jié)合電機輸出轉(zhuǎn)動力矩公式(公式I)，進而得出電動閥門動作過程中的實時轉(zhuǎn)動力矩。
[0035]進一步地，本實施例中，所述PLC的電機輸出轉(zhuǎn)動力矩的計算按應用到不同的閥門設計有定時計數(shù)算法和速度微分算法。定時計數(shù)法適用于普通閥門，速度微分法適用于超大力矩裝置上，要求速斷以保護閥門的場合。
[0036]通過對電機輸出轉(zhuǎn)動力矩的微分，D(T)/D(t)= A(t)，得到力矩變化率，當電機輸出轉(zhuǎn)動力矩變化率很大，則說明電機輸出轉(zhuǎn)動力矩處于急速增加趨勢，則在“力矩保護動作值”前產(chǎn)生保護動作。
[0037]進一步地，由于電機啟動過程為先加速到峰值轉(zhuǎn)速，然后再降速到與負載相適應的轉(zhuǎn)速，這個過程大約需要l_2s，因此，在電機啟動過程中，當電機輸出轉(zhuǎn)動力矩值小于130%力矩保護動作值時，則電機在正常啟動，不受力矩保護動作值控制；當電機輸出轉(zhuǎn)動力矩值大于130 %力矩保護動作值時，則電機過力矩。
[0038]進一步地，關(guān)于電機輸出的轉(zhuǎn)動力矩，有一個“正常均速”監(jiān)測的問題。即在調(diào)試階段，調(diào)試人員確認的正常速度，檢測的方法就是調(diào)試位、任何方向連續(xù)運行超過5s的電機輸出轉(zhuǎn)速均值將被記錄。然后，在正常工作工況下，檢測運行轉(zhuǎn)速，若是小于一個閥值，且大于力矩保護動作的轉(zhuǎn)速，則可作為“非致堵轉(zhuǎn)性均勻過載”的依據(jù)?！胺侵露罗D(zhuǎn)性均勻過載”:就是不至使得閥門裝置堵轉(zhuǎn)，但驅(qū)動電機長期過電流運行，容易導致電機故障。當出現(xiàn)“非致堵轉(zhuǎn)性均勻過載”時，可引入時間判據(jù)。若滿足判據(jù)，則可出現(xiàn)過力矩保護。
[0039]所述增量編碼器，對于不同閥門傳動裝置，需要確定其轉(zhuǎn)速比、閥門全行程增量編碼器旋轉(zhuǎn)圈數(shù)、時間片的采樣時間，以及對采樣信號濾波的處理。系統(tǒng)要求:以閥門全行程脈沖數(shù)為依據(jù)，要求1ms采樣時間脈沖數(shù)介于10-100之間為宜。假設一個閥門全行程在60s，則全行程脈沖在60000-600000個之間，系統(tǒng)支持的最大脈沖上限為12500000個。濾波時間應該以采樣周期的整數(shù)倍為宜，整體時間不超過200ms。
[0040]進一步地，關(guān)于時間片采樣的問題，宜選擇定時中斷O和T32組合，避免PLC掃描周期不同帶來的誤差。
[0041 ]所述閥門控制器設有以下幾種保護機制:
[0042]1、防反轉(zhuǎn)沖擊保護:閥門執(zhí)行器由開轉(zhuǎn)關(guān)，或者由關(guān)轉(zhuǎn)開，設置了防止反轉(zhuǎn)抑制時間保護，防止太快的轉(zhuǎn)換方向?qū)υO備的沖擊、也有效保護驅(qū)動部件不損壞。時間可調(diào)，默認500ms；
[0043]2、超溫保護:預埋在電機線圈內(nèi)的溫度保護開關(guān)，正常情況下為常閉，當出現(xiàn)超溫時候，該開關(guān)斷開，主控PLC將發(fā)出急停指令，斷開電機電源，停止電動閥門工作。其中，溫度保護開關(guān)采用的是電機熱敏開關(guān)，開關(guān)狀態(tài)時常閉，將開關(guān)信號接入主控PLC。
[0044]3、無指令有動作保護:當閥門執(zhí)行器沒有開關(guān)指令的情況下，檢測到了閥門執(zhí)行器有位置變化的時候，主控PLC將發(fā)出急停指令，斷開電機電源，停止電動閥門工作。
[0045]4、有指令無動作保護:當任意有開和關(guān)指令的時候，閥門在2秒(時間可調(diào)，默認2s)后任然沒有動作，主控PLC將發(fā)出急停指令，斷開電機電源，停止電動閥門工作。
[0046]5、過力矩保護:當任意時刻，系統(tǒng)檢測到閥門執(zhí)行器過力矩，主控PLC將發(fā)出急停指令，斷開電機電源，停止電動閥門工作。
[0047]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0048]1.精度高。增量編碼器的精度常規(guī)為每轉(zhuǎn)1024-4096個以上的脈沖數(shù)，閥門執(zhí)行器一個全行程大約在5-10萬個脈沖左右，主控PLC采集精度可控制在一個脈沖，那么行程位置的精度高達萬分之一的精度。
[0049]2.通用性高。不僅可以控制電動型的各種閥門，也可以對氣動調(diào)節(jié)閥門進行控制，完全取代價格昂貴的氣動定位器。
[0050]3.安全性好。本閥門控制器有多重安全保護:斷信號處理；電機超溫保護、固態(tài)繼電器擊穿保護，PLC故障保護等。
[0051]4.超長動作行程。本閥門控制器可以適應任何行程長度的電動閥門。
[0052]5.控制參數(shù)可移植。當主控器PLC需要更換時，只要控制參數(shù)備份，即可將控制參數(shù)移植到新更換的PLC控制器，這樣就閥門控制器就不需要再調(diào)試，就可以直接投入運行。該功能在生產(chǎn)工藝流程中，當工況不允許電動閥門進行全行程調(diào)試時，效果特別明顯。而現(xiàn)有的電動閥門如果更換主板后，必須進行全行程調(diào)試。
【附圖說明】
[0053]圖1為閥門控制器的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0054]下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明進行進一步說明。如圖1所述，本發(fā)明公開了一種閥門控制裝置，包括主控PLC、固態(tài)繼電器、電機、閥門執(zhí)行器、增量編碼器和人機交互模塊；
[0055]所述主控PLC的控制信號輸出端接固態(tài)繼電器的輸入電路；固態(tài)繼電器的輸出電路接入電源與電機的供電端之間，用于控制電機電源的通斷以及電機的正反轉(zhuǎn);所述電機用于驅(qū)動閥門執(zhí)行器；
[0056]所述增量編碼器與閥門執(zhí)行器轉(zhuǎn)軸相連;用于把閥門執(zhí)行器轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)化成脈沖輸出至主控PLC;
[0057]所述人機交互模塊與主控PLC的輸入端相連，用于輸入控制指令，顯示閥門狀態(tài)。
[0058]所述固態(tài)繼電器采用三相正反轉(zhuǎn)固態(tài)繼電器。
[0059]所述人機交互模塊包括“開關(guān)型\調(diào)節(jié)型”切換開關(guān)、開關(guān)量輸入模塊、4_20mA模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊和4_20mA模擬量輸出模塊;通過切換“開關(guān)型\調(diào)節(jié)型”切換開關(guān)的狀態(tài)，實現(xiàn)閥門的開關(guān)型兩位控制或調(diào)節(jié)型4_20mA連續(xù)控制，可以適應開關(guān)型兩位控制或調(diào)節(jié)型4-20mA連續(xù)控制的電動閥門；所述開關(guān)量輸入模塊用于輸入開關(guān)量指令，開關(guān)量指令是指當閥門執(zhí)行器處于開關(guān)型兩位控制的工作方式下，開和關(guān)控制的指令信號;所述開關(guān)量輸出模塊用于輸出開關(guān)量狀態(tài)，指示閥門開、關(guān)到位或者任意位置。
[0060]所述主控PLC與通信模塊相連。
[0061]所述增量編碼器采用精度為每轉(zhuǎn)1024-4096個以上的脈沖數(shù)的高速增量編碼器。
[0062]所述的人機交互模塊可采用觸摸顯示屏。
[0063]所述主控PLC還與報警模塊相連。
[0064]所述主控PLC采用西門子S7-200小型PLGS7-200中有高速脈沖計數(shù)通道，頻率高達200kHz，保證了閥門控制器的高精度。主控PLC用于采集高速增量編碼器的脈沖信號、就地\遠方開關(guān)切換信號以及就地\遠方操作指令信號，將采集的信號，進行處理，來實現(xiàn)對電動閥門精確控制。
[0065]—種閥門控制裝置的控制方法，其特征在于，采用上述閥門控制裝置，進行以下控制:
[0066]I)在首次送電時，標定閥門行程與力矩保護動作值。
[0067]通過標定閥門行程，設置兩組位置信息:一組是閥門的正常位置信息，表示閥門的開或關(guān)到位信息；另外一組是閥門的極限位置信息，當閥門超出極限位置后，主控PLC將發(fā)出急停指令，斷開電機電源，停止電動閥門動作；
[0068]2)通過高速增量編碼器把閥門執(zhí)行器軸上的旋轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)化成脈沖量輸出至主控PLC;主控PLC將脈沖量轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)數(shù)字量;通過計算旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號的變化量，得到電動閥門動作的行程量，從而控制電動閥門動作的實際行程；
[0069]通過計算單位時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號的變化量，得到電機的輸出轉(zhuǎn)速n，再根據(jù)電機的額定功率結(jié)合電機輸出轉(zhuǎn)動力矩公式，得到電動閥門動作過程中的實時電機輸出轉(zhuǎn)動力矩，根據(jù)實時電機輸出轉(zhuǎn)動力矩的大小值判斷是否過力矩、堵轉(zhuǎn)；
[0070]通過計算旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號的變化值與控制指令，判斷無指令有動作或有指令無動作故障信號；
[0071 ]通過計算旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號變化方向與控制指令開關(guān)方向比較，判斷是否相序接反；
[0072]3)當出現(xiàn)以下現(xiàn)象:增量編碼器故障、無指令有動作、有指令無動作、閥門過力矩、閥門堵轉(zhuǎn)、相序接反、閥門超出極限位置或超溫時，主控PLC將發(fā)出急停指令，斷開電機電源，停止電動閥門動作，并發(fā)綜合故障報警指示。
[0073]通過切換“開關(guān)型\調(diào)節(jié)型”切換開關(guān)的狀態(tài)，實現(xiàn)適應開關(guān)型兩位控制或調(diào)節(jié)型4_20mA連續(xù)控制的電動閥門控制。
[0074]當閥門控制裝置用于調(diào)節(jié)型4_20mA連續(xù)控制的電動閥門控制時，為保證工藝流程的安全性，設置斷信號閥門保位(默認)、斷信號閥門全開或斷信號閥門全關(guān)三種模式，其中斷信號是指:4-20mA模擬量輸入信號消失；
[0075]并通過人機交互模塊輸入控制參數(shù)，調(diào)整死區(qū)和靈敏度。
[0076]標定閥門行程和力矩保護設定包含以下步驟:
[0077]步驟I:長按SETUP(STOP)鍵4秒后，會出現(xiàn)開關(guān)指示燈按每秒2次的頻率連續(xù)閃爍，松開按鍵，即進入位置標定狀態(tài)，同時對主控器PLC內(nèi)的閥門位置信息進行初始化處理，即閥門的開到位和關(guān)到位信息、以及極限位置信息初始化；
[0078]步驟2:按下開(或者關(guān))鍵驅(qū)動閥門動作，該狀態(tài)下閥門執(zhí)行器不自保持，松開后，閥門即停止動作。如果連續(xù)按開(或者關(guān))鍵超過5秒，且閥門連續(xù)勻速工作，通過計算單位時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號的變化量，得到電機的輸出轉(zhuǎn)速n，再根據(jù)電機的額定功率結(jié)合電機輸出轉(zhuǎn)動力矩公式(公式I)，得出正常工作狀態(tài)下電機輸出轉(zhuǎn)動力矩，主控PLC將110%(默認，參數(shù)可調(diào)整)的電機輸出轉(zhuǎn)動力矩值賦值為力矩保護動作值。
[0079]步驟3:當確認閥門到了一個開或關(guān)位置后，利用SETUP+開(或者關(guān))就可以確認開(或者關(guān))的位置，控制器記取該位置值，并自動賦值保存；同時將105%開或95%關(guān)的位置行程量賦值給控制器，作為閥門開或關(guān)的極限位置值。開關(guān)位置確認完畢后，閃爍狀態(tài)自動恢復成常態(tài)?？刂破骷催M入運行模式。
[0080]本發(fā)明提出的一種閥門控制裝置，具有精度高、可靠性高、通用性好等優(yōu)點，普遍適用于各種類型的閥門。
【主權(quán)項】
1.一種閥門控制裝置，其特征在于，包括主控PLC、固態(tài)繼電器、電機、閥門執(zhí)行器、增量編碼器和人機交互模塊； 所述主控PLC的控制信號輸出端接固態(tài)繼電器的輸入電路；固態(tài)繼電器的輸出電路接入電源與電機的供電端之間，用于控制電機電源的通斷以及電機的正反轉(zhuǎn);所述電機用于驅(qū)動閥門執(zhí)行器； 所述增量編碼器與閥門執(zhí)行器轉(zhuǎn)軸相連；用于把閥門執(zhí)行器轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)化成脈沖輸出至主控PLC; 所述人機交互模塊與主控PLC的輸入端相連，用于輸入控制指令，顯示閥門狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述閥門控制裝置，其特征在于，所述固態(tài)繼電器采用三相正反轉(zhuǎn)固態(tài)繼電器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述閥門控制裝置，其特征在于，所述人機交互模塊包括“開關(guān)型\調(diào)節(jié)型”切換開關(guān)、開關(guān)量輸入模塊、4-20mA模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊和4-20mA模擬量輸出模塊;通過切換“開關(guān)型\調(diào)節(jié)型”切換開關(guān)的狀態(tài)，實現(xiàn)閥門的開關(guān)型兩位控制或調(diào)節(jié)型4_20mA連續(xù)控制。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述閥門控制裝置，其特征在于，所述主控PLC與通信模塊相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述閥門控制裝置，其特征在于，所述增量編碼器采用精度為每轉(zhuǎn)1024-4096個以上的脈沖數(shù)的高速增量編碼器。6.根據(jù)權(quán)利要求1中任一項所述閥門控制裝置，其特征在于，所述主控PLC還與報警模塊相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1中任一項所述閥門控制裝置，其特征在于，所述主控PLC采用西門子S7-200 小型 PLC。8.一種閥門控制裝置的控制方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1?7中的閥門控制裝置，進行以下控制: 1)在首次送電時，標定閥門行程與力矩保護動作值。 通過標定閥門行程，設置兩組位置信息:閥門的正常位置信息，表示閥門的開或關(guān)到位信息；另外一組是閥門的極限位置信息，當閥門超出極限位置后，主控PLC將發(fā)出急停指令，斷開電機電源，停止電動閥門動作； 2)通過增量編碼器把閥門執(zhí)行器軸上的旋轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)化成脈沖量輸出至主控PLC;主控PLC將脈沖量轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)數(shù)字量;通過計算旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號的變化量，得到電動閥門動作的行程量，從而控制電動閥門動作的實際行程； 通過計算單位時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號的變化量，得到電機的輸出轉(zhuǎn)速n，再根據(jù)電機的額定功率結(jié)合電機輸出轉(zhuǎn)動力矩公式，得到電動閥門動作過程中的實時電機輸出轉(zhuǎn)動力矩，根據(jù)實時電機輸出轉(zhuǎn)動力矩的大小值判斷是否過力矩、堵轉(zhuǎn)； 通過計算旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號的變化值與控制指令，判斷無指令有動作或有指令無動作故障信號； 通過計算旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號變化方向與控制指令開關(guān)方向比較，判斷是否相序接反； 3)當出現(xiàn)以下現(xiàn)象:增量編碼器故障、無指令有動作、有指令無動作、閥門過力矩、閥門堵轉(zhuǎn)、相序接反、閥門超出極限位置或超溫時，主控PLC將發(fā)出急停指令，斷開電機電源，停止電動閥門動作，并發(fā)綜合故障報警指示。9.一種閥門控制裝置的控制方法，其特征在于，當閥門控制裝置用于調(diào)節(jié)型4-20mA連續(xù)控制的電動閥門控制時，為保證工藝流程的安全性，設置斷信號閥門保位、斷信號閥門全開或斷信號閥門全關(guān)三種模式，其中斷信號是指:4-20mA模擬量輸入信號消失； 并通過人機交互模塊輸入控制參數(shù)，調(diào)整死區(qū)和靈敏度。10.一種閥門控制裝置的控制方法，其特征在于，所述標定閥門行程和力矩保護動作值包含以下步驟: 步驟I:對主控器PLC內(nèi)的閥門位置信息進行初始化處理，即對閥門的開到位和關(guān)到位位置值、以及極限位置值進行初始化； 步驟2:使閥門朝同一方向動作5秒以上，且保持閥門連續(xù)勻速工作，通過主控PLC計算單位時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號的變化量，得到電機的輸出轉(zhuǎn)速n，再根據(jù)電機的額定功率結(jié)合電機輸出轉(zhuǎn)動力矩公式，得出正常工作狀態(tài)下電機輸出轉(zhuǎn)動力矩，主控P L C將110 %的電機輸出轉(zhuǎn)動力矩值賦值為力矩保護動作值； 步驟3:當確認閥門到了一個開或關(guān)位置后，此時計算旋轉(zhuǎn)數(shù)字量信號的變化量，得到電動閥門動作的行程量，主控PLC記取該開到位或關(guān)到位的位置值，并自動賦值保存；同時將105%開到位或95%關(guān)到位的位置值作為閥門開或關(guān)的極限位置值，并賦值保存。
【文檔編號】F16K37/00GK105909854SQ201610347061
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】楊輝, 左寧心, 諶貴奇, 單昀
【申請人】長安益陽發(fā)電有限公司