一種管道閥門控制系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種管道閥門控制系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)包括下位機(jī)和上位機(jī)；下位機(jī)包括控制器以及分別連接控制器的開度采集單元、模式選擇單元、閥門開度現(xiàn)場設(shè)定單元和開度控制單元；上位機(jī)中設(shè)有當(dāng)前開度采集單元和開度設(shè)定單元；控制器通過開度采集單元采集閥門當(dāng)前開度信號，通過模式選擇單元獲取用戶的模式選擇信號，通過閥門開度現(xiàn)場設(shè)定單元獲取用戶在現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度設(shè)定值；上位機(jī)連接控制器，獲取閥門當(dāng)前開度信號，并向控制器發(fā)送用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度設(shè)定值；控制器根據(jù)控制模式，將現(xiàn)場或遠(yuǎn)程設(shè)定的開度值與當(dāng)前開度值進(jìn)行對比，然后根據(jù)對比結(jié)果控制開度控制單元改變閥門開度。本發(fā)明可工作于現(xiàn)場或遠(yuǎn)程控制方式，系統(tǒng)成本低，可靠性高。
【專利說明】
一種管道閥門控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及組態(tài)控制、閥門控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種運(yùn)用組態(tài)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對閥門進(jìn)行控制的管道閥門控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]閥門作為管道的重要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，廣泛用于水利、工業(yè)等領(lǐng)域。最初的閥門控制采用手動方式，即:通過手動調(diào)節(jié)閥門機(jī)械臂來調(diào)節(jié)閥門的開度，這種方式簡單，成本低。但是其弊端也很明顯，開度不好控制且浪費(fèi)人力，且水下、高空等場合操作困難。
[0003]隨著工業(yè)的不斷進(jìn)步，智能化概念漸漸深入人心，閥門的控制也朝著集成化、數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。原始的機(jī)械式現(xiàn)場手動控制方式已不能滿足當(dāng)前多數(shù)領(lǐng)域日新月異的要求，取而代之的是以微電子技術(shù)為核心的新型智能控制方法。
[0004]目前閥門控制方法很多，控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)紛繁雜類，不過多數(shù)并無遠(yuǎn)程控制的功能，且造價(jià)較高。
[0005]MCGS(Monitor and Control Generated System，監(jiān)視與控制通用系統(tǒng))是基于Windows平臺的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測、前端數(shù)據(jù)的處理與控制。MCGS為用戶提供了解決實(shí)際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，用戶無需具備計(jì)算機(jī)編程知識，就可以在短時(shí)間內(nèi)輕而易舉的完成一個(gè)運(yùn)行穩(wěn)定，功能全面，維護(hù)量小，且具備專業(yè)水準(zhǔn)的監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為:利用組態(tài)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對閥門的控制，可工作于現(xiàn)場或遠(yuǎn)程控制方式，系統(tǒng)成本低，可靠性高，控制難度低。
[0007]本發(fā)明采取的技術(shù)方案具體為:一種管道閥門控制系統(tǒng)，包括下位機(jī)和上位機(jī)； 下位機(jī)包括控制器以及分別連接控制器的開度采集單元、模式選擇單元、閥門開度現(xiàn)場設(shè)定單元和開度控制單元;模式選擇單元中設(shè)有可切換現(xiàn)場控制模式與遠(yuǎn)程控制模式的模式切換開關(guān);開度控制單元包括輸出軸連接閥門的驅(qū)動電機(jī)；
上位機(jī)中設(shè)有MCGS平臺，MCGS平臺的設(shè)備工具箱中設(shè)有控制器驅(qū)動構(gòu)件;所述控制器驅(qū)動構(gòu)件包括當(dāng)前開度采集單元和開度設(shè)定單元;開度設(shè)定單元中預(yù)設(shè)有開度設(shè)定值；下位機(jī)中，控制器通過開度采集單元采集閥門當(dāng)前開度信號，通過模式選擇單元獲取用戶的模式選擇信號，通過閥門開度現(xiàn)場設(shè)定單元獲取用戶在現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度設(shè)定值；
上位機(jī)連接控制器，利用當(dāng)前開度采集單元從控制器獲取閥門當(dāng)前開度信號，利用開度設(shè)定單元向控制器發(fā)送用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度設(shè)定值；
當(dāng)控制器獲取到的模式選擇信號對應(yīng)現(xiàn)場控制模式時(shí)，控制器將閥門當(dāng)前開度信號與用戶現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度設(shè)定值進(jìn)行比較，并根據(jù)兩者之間的差值，控制開度控制單元中驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行，從而改變閥門的開度，使得閥門開度與用戶現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度設(shè)定值相符；
當(dāng)控制器獲取到的模式選擇信號對應(yīng)遠(yuǎn)程控制模式時(shí)，控制器將閥門當(dāng)前開度信號與用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度設(shè)定值進(jìn)行比較，并根據(jù)兩者之間的差值，控制開度控制單元中驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行，從而改變閥門的開度，使得閥門開度與用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度設(shè)定值相符。
[0008]本發(fā)明中下位機(jī)控制器通過RS232串口連接上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)與MCGS平臺的數(shù)據(jù)通信。上位機(jī)采用PC計(jì)算機(jī)。
[0009]進(jìn)一步的，本發(fā)明中，下位機(jī)還包括顯示單元，顯示單元的輸入端連接控制器。控制器可將當(dāng)前閥門開度值、閥門開度設(shè)定值，及驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行過程中采集到的動態(tài)變化的閥門開度值數(shù)據(jù)傳輸至顯示模塊中，以便現(xiàn)場工作人員更直觀獲知。顯示單元可采用現(xiàn)有的液晶顯示器如IXD1602集成模塊，其直接與單片機(jī)的I/O 口連接。
[0010]優(yōu)選的，本發(fā)明開度控制單元還包括電機(jī)驅(qū)動模塊，控制器通過電機(jī)驅(qū)動模塊控制驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行；電機(jī)驅(qū)動模塊采用ULN2003復(fù)合晶體管，開度控制單元的驅(qū)動電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)控制方式與其他電機(jī)不同，它以脈沖控制方式工作，給它一個(gè)脈沖，電機(jī)就轉(zhuǎn)動一定角度，控制脈沖個(gè)數(shù)即可控制電機(jī)轉(zhuǎn)動角度，而電機(jī)轉(zhuǎn)動速度則由脈沖頻率決定。由于單片機(jī)輸出端口輸出電流低，無法直接驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，故采用ULN2003高耐壓、大電流復(fù)合晶體管以提供足以讓步進(jìn)電機(jī)正常工作的電流。
[0011]優(yōu)選的，本發(fā)明下位機(jī)中開度采集單元與閥門開度現(xiàn)場設(shè)定單元還包括A\D采集器，閥門開度現(xiàn)場設(shè)定單元采用電位器，A\D采集器的輸入端分別連接閥門開度現(xiàn)場設(shè)定單元的輸出端，以及被控閥門的電位器輸出端，A\D采集器的輸出端連接控制器。電位器輸出的為電壓信號，不同電壓信號對應(yīng)不同的開度數(shù)值。本發(fā)明為了簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將兩路閥門開度信號采集集成于一個(gè)AD采集器中。
[0012]優(yōu)選的，本發(fā)明下位機(jī)中的控制器為單片機(jī)。可選用現(xiàn)有的AT89S52，外接晶振頻率11.0592MHz。單片機(jī)價(jià)格便宜，可得性高，控制方便，且可靠性能滿足要求不高的場合。[0013 ]本發(fā)明還公開基于上述系統(tǒng)的管道閥門控制方法，包括以下步驟:
步驟一，獲取用戶設(shè)定的控制模式類型，判斷控制模式為現(xiàn)場控制模式還是遠(yuǎn)程控制模式，如為現(xiàn)場控制模式則轉(zhuǎn)至步驟二，如為遠(yuǎn)程控制模式則轉(zhuǎn)至步驟五；
步驟二，采集用戶現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度數(shù)據(jù)；
步驟三，采集當(dāng)前閥門開度數(shù)據(jù)；
步驟四，判斷用戶現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度數(shù)據(jù)與當(dāng)前閥門開度數(shù)據(jù)是否相等:
如相等則轉(zhuǎn)至步驟二；
如不等則計(jì)算二者差值，根據(jù)差值分析相應(yīng)的驅(qū)動電機(jī)脈沖控制信號，進(jìn)而控制驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動，從而改變閥門開度;重復(fù)步驟三至步驟四，直至當(dāng)前閥門開度與用戶現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度相等；
步驟五，獲取用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度數(shù)據(jù)；
步驟六，采集當(dāng)前閥門開度數(shù)據(jù)；
步驟七，判斷用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度數(shù)據(jù)與當(dāng)前閥門開度數(shù)據(jù)是否相等:
如相等則轉(zhuǎn)至步驟五；
如不等則計(jì)算二者差值，根據(jù)差值分析相應(yīng)的驅(qū)動電機(jī)脈沖控制信號，進(jìn)而控制驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動，從而改變閥門開度;重復(fù)步驟五至步驟七，直至當(dāng)前閥門開度與用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度相等。
[0014]進(jìn)一步的，本發(fā)明方法步驟一在獲取用戶設(shè)定的控制模式類型之前，還獲取當(dāng)前閥門開度數(shù)據(jù)。此時(shí)獲取的開度數(shù)據(jù)主要用于終端下位機(jī)顯示單元與PC端的數(shù)據(jù)顯示，以便遠(yuǎn)程操作人員及現(xiàn)場工作人員獲知相關(guān)信息，并根據(jù)當(dāng)前開度設(shè)置所需的閥門開度。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可適用于管道閥門的現(xiàn)場或遠(yuǎn)程控制，控制方便，可靠性高?；诮M態(tài)控制的遠(yuǎn)程控制方式可適應(yīng)較遠(yuǎn)距離的控制需求，解決水下、高空等場合閥門控制操作不便的窘境，適應(yīng)當(dāng)前潮流，操作員只需坐在PC端，即可通過上位機(jī)了解閥門當(dāng)前狀態(tài)并實(shí)施控制，閥門控制變得方便許多，極大地節(jié)省了人力。
【附圖說明】
[0016]圖1所示為本發(fā)明一種具體實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2所示為本發(fā)明一種具體實(shí)施例的方法流程示意圖；
圖3所示為上位機(jī)與下位機(jī)通信結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4所示為組態(tài)過程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步描述。
[0018]請參考圖1，本發(fā)明的管道閥門控制系統(tǒng)，包括下位機(jī)和上位機(jī)；
下位機(jī)包括控制器以及分別連接控制器的開度采集單元、模式選擇單元、閥門開度現(xiàn)場設(shè)定單元和開度控制單元;模式選擇單元中設(shè)有可切換現(xiàn)場控制模式與遠(yuǎn)程控制模式的模式切換開關(guān);開度控制單元包括輸出軸連接閥門的驅(qū)動電機(jī)；
上位機(jī)中設(shè)有MCGS平臺，MCGS平臺的設(shè)備工具箱中設(shè)有控制器驅(qū)動構(gòu)件;所述控制器驅(qū)動構(gòu)件包括當(dāng)前開度采集單元和開度設(shè)定單元;開度設(shè)定單元中預(yù)設(shè)有開度設(shè)定值；下位機(jī)中，控制器通過開度采集單元采集閥門當(dāng)前開度信號，通過模式選擇單元獲取用戶的模式選擇信號，通過閥門開度現(xiàn)場設(shè)定單元獲取用戶在現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度設(shè)定值；
上位機(jī)連接控制器，利用當(dāng)前開度采集單元從控制器獲取閥門當(dāng)前開度信號，利用開度設(shè)定單元向控制器發(fā)送用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度設(shè)定值；
當(dāng)控制器獲取到的模式選擇信號對應(yīng)現(xiàn)場控制模式時(shí)，控制器將閥門當(dāng)前開度信號與用戶現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度設(shè)定值進(jìn)行比較，并根據(jù)兩者之間的差值，控制開度控制單元中驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行，從而改變閥門的開度，使得閥門開度與用戶現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度設(shè)定值相符；
當(dāng)控制器獲取到的模式選擇信號對應(yīng)遠(yuǎn)程控制模式時(shí)，控制器將閥門當(dāng)前開度信號與用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度設(shè)定值進(jìn)行比較，并根據(jù)兩者之間的差值，控制開度控制單元中驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行，從而改變閥門的開度，使得閥門開度與用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度設(shè)定值相符。
實(shí)施例
[0019]圖1所示的實(shí)施例中，下位機(jī)控制器通過RS232串口連接上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)與MCGS平臺的數(shù)據(jù)通信。上位機(jī)采用PC計(jì)算機(jī)。下位機(jī)中的控制器為單片機(jī)，選用現(xiàn)有的AT89S52，外接晶振頻率11.0592MHz。
[0020]下位機(jī)還包括顯示單元，采用現(xiàn)有的液晶顯示器如IXD1602集成模塊，其直接與單片機(jī)的I/o 口連接。單片機(jī)可將當(dāng)前閥門開度值、閥門開度設(shè)定值，及驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行過程中采集到的動態(tài)變化的閥門開度值數(shù)據(jù)傳輸至顯示模塊中，以便現(xiàn)場工作人員更直觀獲知。
[0021]開度控制單元的驅(qū)動電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。開度控制單元還包括電機(jī)驅(qū)動模塊，電機(jī)驅(qū)動模塊采用ULN2003高耐壓、大電流復(fù)合晶體管，提供足以讓步進(jìn)電機(jī)正常工作的電流。單片機(jī)通過ULN2003控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行，進(jìn)而改變閥門開度。步進(jìn)電機(jī)以脈沖控制方式工作，給它一個(gè)脈沖，電機(jī)就轉(zhuǎn)動一定角度，控制脈沖個(gè)數(shù)即可控制電機(jī)轉(zhuǎn)動角度，而電機(jī)轉(zhuǎn)動速度則由脈沖頻率決定。
[0022]下位機(jī)中開度采集單元與閥門開度現(xiàn)場設(shè)定單元還包括A\D采集器，閥門開度現(xiàn)場設(shè)定單元采用電位器，即開度設(shè)定電位器。A\D采集器的輸入端分別連接開度設(shè)定電位器輸出端以及被控閥門的電位器輸出端，A\D采集器的輸出端連接控制器。電位器輸出的為電壓信號，不同電壓信號對應(yīng)不同的開度數(shù)值。型號PCF8591的AD采集器芯片具有4路模擬輸入和I路模擬輸出，本實(shí)施例為了簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將兩路閥門開度信號采集集成于一個(gè)AD采集器中。
[0023]圖2所示實(shí)施例中，基于上述系統(tǒng)的管道閥門控制方法，包括以下步驟:
步驟一，獲取用戶設(shè)定的控制模式類型，判斷控制模式為現(xiàn)場控制模式還是遠(yuǎn)程控制模式，如為現(xiàn)場控制模式則轉(zhuǎn)至步驟二，如為遠(yuǎn)程控制模式則轉(zhuǎn)至步驟五；
步驟二，采集用戶現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度數(shù)據(jù)；
步驟三，采集當(dāng)前閥門開度數(shù)據(jù)；
步驟四，判斷用戶現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度數(shù)據(jù)與當(dāng)前閥門開度數(shù)據(jù)是否相等:
如相等則轉(zhuǎn)至步驟二；
如不等則計(jì)算二者差值，根據(jù)差值分析相應(yīng)的驅(qū)動電機(jī)脈沖控制信號，進(jìn)而控制驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動，從而改變閥門開度;重復(fù)步驟三至步驟四，直至當(dāng)前閥門開度與用戶現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度相等；
步驟五，獲取用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度數(shù)據(jù)；
步驟六，采集當(dāng)前閥門開度數(shù)據(jù)；
步驟七，判斷用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度數(shù)據(jù)與當(dāng)前閥門開度數(shù)據(jù)是否相等:
如相等則轉(zhuǎn)至步驟五；
如不等則計(jì)算二者差值，根據(jù)差值分析相應(yīng)的驅(qū)動電機(jī)脈沖控制信號，進(jìn)而控制驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動，從而改變閥門開度;重復(fù)步驟五至步驟七，直至當(dāng)前閥門開度與用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度相等。
[0024]步驟一在獲取用戶設(shè)定的控制模式類型之前，還獲取當(dāng)前閥門開度數(shù)據(jù)。此時(shí)獲取的開度數(shù)據(jù)主要用于終端下位機(jī)顯示單元與PC端的數(shù)據(jù)顯示，以便遠(yuǎn)程操作人員及現(xiàn)場工作人員獲知相關(guān)信息，并根據(jù)當(dāng)前開度設(shè)置所需的閥門開度。
[0025]下位機(jī)控制器功能實(shí)現(xiàn):
采用單片機(jī)的下位機(jī)控制器程序使用Keil uVis1n3編寫，軟件功能模塊與硬件模塊相對應(yīng)。如圖2所示的實(shí)施例，啟動系統(tǒng)后，采集當(dāng)前閥門開度，并在液晶屏上顯示，同時(shí)將該開度信息發(fā)送給上位機(jī)。然后判斷工作方式:現(xiàn)場方式下，閥門開度設(shè)定通過現(xiàn)場開度設(shè)定電位器給定;遠(yuǎn)程方式下，閥門開度設(shè)定值從上位機(jī)處獲得，由用于通過人機(jī)接口界面設(shè)定。對閥門控制采用經(jīng)典反饋方式，實(shí)時(shí)采集當(dāng)前閥門開度，與預(yù)設(shè)值比較，轉(zhuǎn)動角度取決于當(dāng)前閥門開度與設(shè)定值之間的誤差，轉(zhuǎn)速由脈沖間隔決定，通過控制電機(jī)相序即可控制其正反轉(zhuǎn)，也即開大閥門或關(guān)小閥門。
[0026]上位機(jī)PC功能實(shí)現(xiàn):
如附圖3所示，上位機(jī)設(shè)計(jì)包括MCGS設(shè)備驅(qū)動構(gòu)件編寫及組態(tài)設(shè)計(jì)。
[0027]I)本發(fā)明中，上位機(jī)中MCGS平臺中的設(shè)備驅(qū)動構(gòu)件是下位機(jī)中控制器與上位機(jī)通信的橋梁，MCGS平臺除進(jìn)行設(shè)備驅(qū)動構(gòu)件的編寫外，還包括組態(tài)設(shè)計(jì)，組態(tài)設(shè)計(jì)即完成一系列控制邏輯及人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)。MCGS平臺為用戶提供了一套可擴(kuò)充的接口規(guī)范和配套的高級開發(fā)工具包，用戶可將自己編制的設(shè)備驅(qū)動構(gòu)件掛接到設(shè)備工具箱里，即可在組態(tài)環(huán)境中使用。與VB、VC等編程語言相比，MCGS配套的腳本開發(fā)工具簡單易學(xué)，可以極大地縮短開發(fā)時(shí)間。在采用MCGS腳本開發(fā)工具編寫控制器腳本驅(qū)動構(gòu)件時(shí)，驅(qū)動構(gòu)件通常包含初始化腳本、采集腳本、單通道寫腳本和退出腳本四個(gè)部分，本發(fā)明的當(dāng)前開度采集單元和開度設(shè)定單元即分別對應(yīng)采集腳本和單通道寫腳本。初始化腳本在MCGS啟動時(shí)自動調(diào)用，完成一些初始化工作，采集腳本的調(diào)用用于從設(shè)備處獲取數(shù)據(jù)，解析后賦值給相應(yīng)通道，單通道寫腳本在其所連接的通道值發(fā)生變化時(shí)得到調(diào)用，當(dāng)退出MCGS時(shí)自動調(diào)用退出腳本，完成一些清理工作。將編制好的設(shè)備驅(qū)動構(gòu)件掛接到MCGS設(shè)備工具箱中，這樣就可在組態(tài)環(huán)境中使用它進(jìn)行設(shè)計(jì)了。使用時(shí)需要掛接到通用串口父設(shè)備下。
[0028]2)參考附圖4，組態(tài)過程包括組態(tài)設(shè)計(jì)、生成目標(biāo)數(shù)據(jù)庫文件、運(yùn)行。組態(tài)設(shè)計(jì)在組態(tài)環(huán)境中進(jìn)行，組態(tài)結(jié)果為一個(gè)數(shù)據(jù)庫文件，運(yùn)行環(huán)境負(fù)責(zé)解釋執(zhí)行組態(tài)結(jié)果。
[0029]建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，它是組態(tài)過程的紐帶，組態(tài)中的所有動畫效果及組態(tài)邏輯實(shí)質(zhì)上是通過數(shù)據(jù)對象來實(shí)現(xiàn)的。在此，建立了5個(gè)數(shù)據(jù)對象，分別為:當(dāng)前閥門開度、閥門開度輸入、開足、關(guān)足、輸入開度。其中，當(dāng)前閥門開度用于接收下位機(jī)傳送來的當(dāng)前閥門開度，值范圍0-100;閥門開度輸入為MCGS欲設(shè)定的閥門開度值，范圍0-100;開足、關(guān)足為開關(guān)型變量，分別用于控制閥門開到最大和完全關(guān)閉；輸入開度為開關(guān)型，在用戶窗口中，用于控制閥門開度輸入框的可見度的對象。用戶界面，包括一個(gè)閥門及管道，閥門開度輸入框、開足、關(guān)足按鈕及必要的標(biāo)簽等元件，然后根據(jù)控制邏輯設(shè)定各對象操作屬性及動作效果。組態(tài)設(shè)置好后，編譯生成數(shù)據(jù)庫文件，即可運(yùn)行，運(yùn)行過程是在運(yùn)行環(huán)境中進(jìn)行的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種管道閥門控制系統(tǒng)，其特征是，包括下位機(jī)和上位機(jī)； 下位機(jī)包括控制器以及分別連接控制器的開度采集單元、模式選擇單元、閥門開度現(xiàn)場設(shè)定單元和開度控制單元;模式選擇單元中設(shè)有可切換現(xiàn)場控制模式與遠(yuǎn)程控制模式的模式切換開關(guān);開度控制單元包括輸出軸連接閥門的驅(qū)動電機(jī)； 上位機(jī)中設(shè)有MCGS平臺，MCGS平臺的設(shè)備工具箱中設(shè)有控制器驅(qū)動構(gòu)件;所述控制器驅(qū)動構(gòu)件包括當(dāng)前開度采集單元和開度設(shè)定單元;開度設(shè)定單元中預(yù)設(shè)有開度設(shè)定值； 下位機(jī)中，控制器通過開度采集單元采集閥門當(dāng)前開度信號，通過模式選擇單元獲取用戶的模式選擇信號，通過閥門開度現(xiàn)場設(shè)定單元獲取用戶在現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度設(shè)定值； 上位機(jī)連接控制器，利用當(dāng)前開度采集單元從控制器獲取閥門當(dāng)前開度信號，利用開度設(shè)定單元向控制器發(fā)送用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度設(shè)定值； 當(dāng)控制器獲取到的模式選擇信號對應(yīng)現(xiàn)場控制模式時(shí)，控制器將閥門當(dāng)前開度信號與用戶現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度設(shè)定值進(jìn)行比較，并根據(jù)兩者之間的差值，控制開度控制單元中驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行，從而改變閥門的開度，使得閥門開度與用戶現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度設(shè)定值相符； 當(dāng)控制器獲取到的模式選擇信號對應(yīng)遠(yuǎn)程控制模式時(shí)，控制器將閥門當(dāng)前開度信號與用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度設(shè)定值進(jìn)行比較，并根據(jù)兩者之間的差值，控制開度控制單元中驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行，從而改變閥門的開度，使得閥門開度與用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度設(shè)定值相符。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道閥門控制系統(tǒng)，其特征是，下位機(jī)還包括顯示單元，顯示單元的輸入端連接控制器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道閥門控制系統(tǒng)，其特征是，下位機(jī)中開度采集單元與閥門開度現(xiàn)場設(shè)定單元還包括A\D采集器，閥門開度現(xiàn)場設(shè)定單元采用電位器，A\D采集器的輸入端分別連接閥門開度現(xiàn)場設(shè)定單元的輸出端，以及被控閥門的電位器輸出端，A\D采集器的輸出端連接控制器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道閥門控制系統(tǒng)，其特征是，開度控制單元還包括電機(jī)驅(qū)動模塊，控制器通過電機(jī)驅(qū)動模塊控制驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行；電機(jī)驅(qū)動模塊采用ULN2003復(fù)合晶體管，開度控制單元的驅(qū)動電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的管道閥門控制系統(tǒng)，其特征是，下位機(jī)中的控制器為單片機(jī)。6.基于權(quán)利要求1至5所述管道閥門控制系統(tǒng)的管道閥門控制方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟一，獲取用戶設(shè)定的控制模式類型，判斷控制模式為現(xiàn)場控制模式還是遠(yuǎn)程控制模式，如為現(xiàn)場控制模式則轉(zhuǎn)至步驟二，如為遠(yuǎn)程控制模式則轉(zhuǎn)至步驟五； 步驟二，采集用戶現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度數(shù)據(jù)； 步驟三，采集當(dāng)前閥門開度數(shù)據(jù)； 步驟四，判斷用戶現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度數(shù)據(jù)與當(dāng)前閥門開度數(shù)據(jù)是否相等: 如相等則轉(zhuǎn)至步驟二； 如不等則計(jì)算二者差值，根據(jù)差值分析相應(yīng)的驅(qū)動電機(jī)脈沖控制信號，進(jìn)而控制驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動，從而改變閥門開度;重復(fù)步驟三至步驟四，直至當(dāng)前閥門開度與用戶現(xiàn)場設(shè)定的閥門開度相等； 步驟五，獲取用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度數(shù)據(jù)； 步驟六，采集當(dāng)前閥門開度數(shù)據(jù)； 步驟七，判斷用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度數(shù)據(jù)與當(dāng)前閥門開度數(shù)據(jù)是否相等: 如相等則轉(zhuǎn)至步驟五； 如不等則計(jì)算二者差值，根據(jù)差值分析相應(yīng)的驅(qū)動電機(jī)脈沖控制信號，進(jìn)而控制驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動，從而改變閥門開度;重復(fù)步驟五至步驟七，直至當(dāng)前閥門開度與用戶遠(yuǎn)程設(shè)定的閥門開度相等。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征是，步驟一在獲取用戶設(shè)定的控制模式類型之前，還獲取當(dāng)前閥門開度數(shù)據(jù)。
【文檔編號】F16K31/02GK105972284SQ201610302144
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】朱云凱, 呂欣欣, 劉倪宣, 費(fèi)峻濤, 倪建軍
【申請人】河海大學(xué)常州校區(qū)