專利名稱：多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水系統(tǒng)中的水力平衡技術(shù)，具體涉及一種多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置。
背景技術(shù)：
在配置有中央空調(diào)或生活熱水的建筑中，通常在水系統(tǒng)中進(jìn)行水力平衡的分為兩類(1)使用無控制器類型的有靜態(tài)平衡閥或動(dòng)態(tài)平衡閥，(2)使用有控制器的如DDC或PLC 等控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。前者應(yīng)用在特定且固定場(chǎng)合，缺乏參數(shù)關(guān)聯(lián)和調(diào)節(jié)功能的延伸；后者應(yīng)用在整體或局部群控場(chǎng)合，需要對(duì)控制器編寫專門的對(duì)應(yīng)程序，針對(duì)不同的水力平衡應(yīng)用與調(diào)試，編寫程序必須由自動(dòng)化專業(yè)人員來完成，一般的暖通工程施工人員無法自行解決。針對(duì)已有中央空調(diào)系統(tǒng)與生活熱水需求的建筑，在實(shí)施節(jié)能改造中對(duì)水力平衡調(diào)節(jié)是一項(xiàng)比重很高、范圍很廣、節(jié)能效果很明顯的內(nèi)容，很多系統(tǒng)例如中央空調(diào)的分、集水器，各供冷或供暖分區(qū)的主立管、各樓層的冷暖水管水平支管，一般只安裝蝶閥或電動(dòng)蝶閥，假如需要進(jìn)行水力平衡調(diào)節(jié)，則按一般做法則必須更換動(dòng)態(tài)平衡閥或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，這樣一來造成改造工程造價(jià)上升，施工造成例如水管更改、焊接、裝修面破壞、局部供冷或供暖暫停等諸多不利影響。又例如在一些高品位的星級(jí)酒店需要進(jìn)行熱回收節(jié)能改造，對(duì)有兩個(gè)以上的閉式熱水分區(qū)系統(tǒng)進(jìn)行熱回收應(yīng)用的案例中，每個(gè)熱水分區(qū)必須做到熱量回收平衡，則需要電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，如要做到按需取熱的最佳熱回收工況，原有的蝶閥只實(shí)現(xiàn)通斷控制，現(xiàn)必須增加調(diào)節(jié)功能就要更換為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，而且還要建立一套自動(dòng)控制系統(tǒng)，勢(shì)必增加投資的同時(shí)對(duì)酒店正常營業(yè)造成不少的負(fù)面影響，如果碰上施工面空間不夠，而更換體積遠(yuǎn)比蝶閥要大得多、造價(jià)更高的調(diào)節(jié)閥，所付出的代價(jià)和造成的影響足以使得業(yè)主知難而退。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置，其能夠通過在人機(jī)界面上選擇傳感器類型、參數(shù)、運(yùn)行值的設(shè)置，以及被控電動(dòng)閥門的開啟度步進(jìn)比例設(shè)置、閥門啟閉條件、水力平衡效果等運(yùn)行參數(shù)與變量，自動(dòng)執(zhí)行控調(diào)程序，從而達(dá)到調(diào)節(jié)管路的流量來實(shí)現(xiàn)管路溫差或壓差平衡目的。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下
一種多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置，其包括控調(diào)箱，控調(diào)箱的面板上設(shè)有人機(jī)界面，控調(diào)箱內(nèi)設(shè)有PLC控制器，PLC控制器通過通信接口與人機(jī)界面電性連接，其還包括模擬量擴(kuò)展器、模擬量輸入輸出端子、開關(guān)量輸入輸出繼電器組、開關(guān)量輸入輸出端子，模擬量擴(kuò)展器與PLC控制器電性連接，模擬量輸入輸出端子與模擬量擴(kuò)展器電性連接，PLC控制器的開關(guān)量輸入輸出端口通過開關(guān)量輸入輸出繼電器組與開關(guān)量輸入輸出端子電性連接；
所述模擬量擴(kuò)展器通過模擬量輸入輸出端子與模擬量傳感器電性連接，所述模擬量傳感器的類型可以是溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行器等；
所述開關(guān)量輸入輸出繼電器組的輸入繼電器組通過開關(guān)量輸入輸出端子的輸入端子檢測(cè)開關(guān)量傳感器的啟閉狀態(tài)，所述開關(guān)量傳感器的類型可以是電動(dòng)蝶閥的執(zhí)行器、水流開關(guān)等；
多個(gè)電動(dòng)閥門分別與開關(guān)量輸入輸出端子對(duì)應(yīng)的開關(guān)量輸入輸出繼電器組和/或模擬量輸入輸出端子電性連接。 所述人機(jī)界面，用于設(shè)置被控電動(dòng)閥門的閥門開度的最大值、中間值及最小值(閥門開度按滿量程100%算，最大值可為100%或90%，中間值可為或52%，最小值可為0% 或10%)，設(shè)置開關(guān)量輸入輸出端子與開關(guān)量傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)置模擬量輸入輸出端子與模擬量傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)置被控電動(dòng)閥門分別與開關(guān)量傳感器及模擬量傳感器的關(guān)聯(lián)關(guān)系，設(shè)置單個(gè)模擬量傳感器的啟動(dòng)值及結(jié)束值(啟動(dòng)值可為52°C，結(jié)束值可為57°C等)， 設(shè)置二個(gè)同類型的模擬量傳感器之間的設(shè)定差值(設(shè)定差值可為5°C或_3°C等)，以及設(shè)置被控電動(dòng)閥門的啟控級(jí)別(最高優(yōu)先級(jí)H，最低優(yōu)先級(jí)L等)；
所述PLC控制器，用于接收人機(jī)界面的設(shè)置信號(hào)，自動(dòng)檢測(cè)被控電動(dòng)閥門的啟閉時(shí)間并計(jì)算出閥門開度控制參數(shù)；進(jìn)入自動(dòng)控調(diào)運(yùn)行流程接收模擬量傳感器的信號(hào)，接收開關(guān)量傳感器的信號(hào)，根據(jù)模擬量傳感器的信號(hào)及開關(guān)量傳感器的信號(hào)并利用閥門開度控制參數(shù)對(duì)被控電動(dòng)閥門的開度進(jìn)行調(diào)控； 所述自動(dòng)控調(diào)運(yùn)行流程包括
開始自動(dòng)控調(diào)運(yùn)行流程，檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值，若與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)為接通及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值小于啟動(dòng)值，則至a;若與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)為斷開及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值大于啟動(dòng)值，則結(jié)束自動(dòng)控調(diào)運(yùn)行流程；
a.檢測(cè)被控電動(dòng)閥門的閥門開度是否為大于中間值，若大于中間值，則至反饋節(jié)點(diǎn)一； 若小于中間值，則增大被控電動(dòng)閥門的閥門開度至中間值后，至反饋節(jié)點(diǎn)一；(有無熱源都可運(yùn)行)
反饋節(jié)點(diǎn)一若多個(gè)被控電動(dòng)閥門的啟控級(jí)別相等，則至反饋節(jié)點(diǎn)二 ；若多個(gè)被控電動(dòng)閥門的啟控級(jí)別不相等，判斷多個(gè)被控電動(dòng)閥門中啟控級(jí)別最高的電動(dòng)閥門，啟控級(jí)別最高的電動(dòng)閥門為H級(jí)電動(dòng)閥門，對(duì)H級(jí)電動(dòng)閥門進(jìn)行優(yōu)先啟控，使與H級(jí)電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值最快達(dá)到大于啟動(dòng)值；
若與H級(jí)電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值小于啟動(dòng)值，則返回反饋節(jié)點(diǎn)一；若與H級(jí)電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值大于啟動(dòng)值，則至反饋節(jié)點(diǎn)二 ； 反饋節(jié)點(diǎn)二 判斷與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值； 若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值小于啟動(dòng)值，則通過延時(shí)N分鐘后返回反饋節(jié)點(diǎn)二；若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值大于啟動(dòng)值，則至反饋節(jié)點(diǎn)三；
6反饋節(jié)點(diǎn)三檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值；
若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值大于設(shè)定差值，被控電動(dòng)閥門的閥門開度被調(diào)控至最大值后返回至反饋節(jié)點(diǎn)三；若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值小于或等于設(shè)定差值，減小被控電動(dòng)閥門的閥門開度，至反饋節(jié)點(diǎn)四；
反饋節(jié)點(diǎn)四再次檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值；
若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值大于設(shè)定差值，增大被控電動(dòng)閥門的閥門開度，至反饋節(jié)點(diǎn)三；若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值小于或等于設(shè)定差值，則至反饋節(jié)點(diǎn)五；
反饋節(jié)點(diǎn)五檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值；
若與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)為接通及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值小于結(jié)束值，則至b;若與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)為斷開及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值大于結(jié)束值，則至c ；
b.再次檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值，若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值大于設(shè)定差值，則返回反饋節(jié)點(diǎn)四， 若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值小于設(shè)定差值，則減小被控電動(dòng)閥門的閥門開度；當(dāng)被控電動(dòng)閥門的閥門開度被減小后，再次檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值，若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值大于設(shè)定差值，則返回反饋節(jié)點(diǎn)四，若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值小于設(shè)定差值，則再次檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值，若與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)為接通及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值小于結(jié)束值，則返回反饋節(jié)點(diǎn)五，若與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)為斷開及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值大于結(jié)束值，則檢測(cè)被控電動(dòng)閥門的閥門開度是否為最小值，若為最小值，則結(jié)束自動(dòng)控調(diào)運(yùn)行流程，若不是最小值，則至反饋節(jié)點(diǎn)六；
c.繼續(xù)檢測(cè)被控電動(dòng)閥門的閥門開度是否為最小值，若為最小值，則結(jié)束自動(dòng)控調(diào)運(yùn)行流程；若不是最小值，則將被控電動(dòng)閥門的閥門開度控調(diào)至最小值后，返回反饋節(jié)點(diǎn)五；
反饋節(jié)點(diǎn)六檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值；
若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值大于設(shè)定差值，則返回反饋節(jié)點(diǎn)三；
若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值小于設(shè)定差值，繼續(xù)檢測(cè)被控電動(dòng)閥門的閥門開度是否為最小值，若為最小值，則至d;若不是最小值，則返回反饋節(jié)點(diǎn)五；
d.檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值， 若與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)為斷開及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值大于結(jié)束值，則結(jié)束自動(dòng)控調(diào)運(yùn)行流程；若與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)為接通及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值小于結(jié)束值，則延時(shí)M分鐘后，返回反饋節(jié)點(diǎn)六；
其中，M、N均為大于零的自然數(shù)。
7
優(yōu)選的，在人機(jī)界面設(shè)置中，二個(gè)同類型的模擬量傳感器之間的設(shè)定差值被設(shè)置為正向關(guān)系或反向關(guān)系，被控電動(dòng)閥門的閥門開度按照相關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型的模擬量傳感器之間的設(shè)定差值的正向關(guān)系或反向關(guān)系變化。優(yōu)選的，所述電動(dòng)閥門包括電動(dòng)蝶閥和/或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，電動(dòng)蝶閥的執(zhí)行器與開關(guān)量輸入輸出端子電性連接，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行器與模擬量輸入輸出端子電性連接。計(jì)算電動(dòng)蝶閥的閥門開度控制參數(shù)檢測(cè)閥門開度從0度至90度的運(yùn)行時(shí)間，并把該運(yùn)行時(shí)間定義為被控電動(dòng)閥門開啟所需脈沖寬度的母數(shù)，然后除以步進(jìn)比例后，得出按步進(jìn)比例開啟的啟控脈沖寬度；檢測(cè)閥門開度從90度至0度的運(yùn)行時(shí)間，并把該運(yùn)行時(shí)間定義為被控電動(dòng)閥門關(guān)閉所需脈沖寬度的母數(shù)，然后除以步進(jìn)比例后，得出按步進(jìn)比例關(guān)閉的啟控脈沖寬度。對(duì)電動(dòng)蝶閥的閥門開度進(jìn)行控制PLC控制器按照1%或5%或10% 的步進(jìn)比例及啟控脈沖寬度輸出開啟或關(guān)閉脈沖電壓，通過開啟或關(guān)閉脈沖電壓的次數(shù)累加，增加或減少閥門開度。計(jì)算電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥門開度控制參數(shù)檢測(cè)閥門由零開度開啟至最大位置時(shí)的電壓或電流值，然后再除以步進(jìn)比例后，得出按步進(jìn)比例開啟的啟控電壓或電流值；檢測(cè)閥門由最大位置關(guān)閉至零開度時(shí)的電壓或電流值，然后再除以步進(jìn)比例后，得出按步進(jìn)比例關(guān)閉的啟控電壓或電流值。對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥門開度進(jìn)行控制PLC控制器按照1%或5%或 10%的步進(jìn)比例及啟控電壓或電流值，輸出對(duì)應(yīng)的電壓或電流值，增加或減少閥門開度。優(yōu)選的，該多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置還包括溫度變送器，所述溫度變送器與模擬量擴(kuò)展器電性連接。當(dāng)與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的傳感器為熱電偶或熱電阻時(shí)，就需要通過溫度變送器與模擬量擴(kuò)展器連接。優(yōu)選的，為了方便操作，所述人機(jī)界面為液晶觸摸屏。優(yōu)選的，為了方便調(diào)試，遠(yuǎn)距離巡察，該多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置還包括數(shù)碼顯示板，所述數(shù)碼顯示板位于控調(diào)箱的面板上并與PLC控制器電性連接，數(shù)碼顯示板用于顯示被控電動(dòng)閥門的運(yùn)行參數(shù)，所述運(yùn)行參數(shù)包括步進(jìn)比例及閥門開度。優(yōu)選的，為了可以人工手動(dòng)調(diào)節(jié)被控電動(dòng)閥門的開度，該多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置還包括手動(dòng)按鈕，所述手動(dòng)按鈕位于控調(diào)箱的面板上并與PLC控制器電性連接，手動(dòng)按鈕用于手動(dòng)調(diào)節(jié)被控電動(dòng)閥門的開度。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于適應(yīng)不同的應(yīng)用需求、不同的使用場(chǎng)合、不同的水力配置，不同的傳感器類型，由普通的暖施工技術(shù)人員按照使用說明的指引， 在人機(jī)界面上進(jìn)行設(shè)置與選擇，設(shè)定被控閥門組合的參數(shù)范圍、運(yùn)行變量、控調(diào)模式、控調(diào)步進(jìn)比例后，輕松實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控調(diào)電動(dòng)碟閥或調(diào)節(jié)閥的開、閉度，以求獲得最佳水力平衡效果的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)低廉的投資成本同時(shí)滿足廣泛的應(yīng)用需求。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置的系統(tǒng)方框圖2為本發(fā)明實(shí)施例的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置的PLC控制器及模擬量擴(kuò)展器的端口定義連線圖3為圖2的A部分放大示意8圖4為圖2的B部分放大示意圖5為本發(fā)明實(shí)施例的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置的信號(hào)輸入輸出示意圖； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置的開關(guān)量輸入輸出繼電器組的接線圖7為圖6的C部分放大示意圖； 圖8為圖6的D部分放大示意圖9為本發(fā)明實(shí)施例的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置的自動(dòng)控調(diào)流程的方框圖； 圖10為本發(fā)明實(shí)施例的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置的自檢運(yùn)算流程的流程圖； 圖11為本發(fā)明實(shí)施例的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置的脈沖控調(diào)運(yùn)行流程的流程
圖12為圖11的E部分放大示意圖； 圖13為圖11的F部分放大示意圖； 圖14為圖11的G部分放大示意圖； 圖15為圖11的H部分放大示意圖16為本發(fā)明實(shí)施例的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置的應(yīng)用案例一的示意圖； 圖17為本發(fā)明實(shí)施例的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置的應(yīng)用案例二的示意圖； 圖18為本發(fā)明實(shí)施例的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置的應(yīng)用案例三的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置做進(jìn)一步描述，以便于更清楚的理解本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)思想。如圖1所示，一種多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置，其包括控調(diào)箱1，控調(diào)箱1的面板上設(shè)有液晶觸摸屏6、數(shù)碼顯示板7、面板指示燈8、手動(dòng)按鈕9，控調(diào)箱1內(nèi)設(shè)有PLC控制器 2、模擬量擴(kuò)展器3、模擬量輸入輸出端子12、開關(guān)量輸入輸出繼電器組10、開關(guān)量輸入輸出端子11、穩(wěn)壓電源5、溫度變送器4、AC220V輸入端子13。PLC控制器2通過一個(gè)RS-485通信接口與液晶觸摸屏6電性連接，模擬量擴(kuò)展器3與PLC控制器2電性連接，模擬量輸入輸出端子12與模擬量擴(kuò)展器3電性連接，PLC控制器2的開關(guān)量輸入輸出端口通過開關(guān)量輸入輸出繼電器組10與開關(guān)量輸入輸出端子11電性連接。所述溫度變送器4與模擬量擴(kuò)展器3電性連接。穩(wěn)壓電源5及AC220V輸入端子13的連接方式及功能與現(xiàn)有技術(shù)相同。所述手動(dòng)按鈕9與PLC控制器2電性連接，手動(dòng)按鈕9用于手動(dòng)調(diào)節(jié)被控電動(dòng)閥門的開度。所述數(shù)碼顯示板7位于控調(diào)箱的面板上并與PLC控制器2電性連接，數(shù)碼顯示板7用于顯示被控電動(dòng)閥門的運(yùn)行參數(shù)，所述運(yùn)行參數(shù)包括步進(jìn)比例及閥門開度。面板指示燈8通過開關(guān)量輸入輸出繼電器組10與PLC控制器2連接，面板指示燈8用于指示被控電動(dòng)閥門的工作狀態(tài)。本實(shí)施例PLC控制器2及模擬量擴(kuò)展器3的選型與參數(shù)配置，考慮到可靠性與兼容性及性價(jià)比三者的平衡，PLC控制器2選用西門子200系列的CPU2^5模塊，該模塊具有 16個(gè)開關(guān)量Do輸出端、M個(gè)開關(guān)量Di輸入端；4個(gè)1ms、16個(gè)10ms、236個(gè)IOOms計(jì)數(shù)器； 24V繼電器輸出模式；2個(gè)RS-485接口 ；允許帶7個(gè)I/O擴(kuò)展模塊；最大的站點(diǎn)數(shù)為1 個(gè)，
9完全可滿足本實(shí)施例對(duì)開關(guān)量端口的需求。模擬量擴(kuò)展器3選用西門子的EM235 (4Ai認(rèn)0)，共三塊，合計(jì)12個(gè)Ai和3個(gè) Ao,剛好能夠滿足本實(shí)施例對(duì)模擬量端口的需求，如果實(shí)際應(yīng)用中，碰到與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的溫度傳感器非一體化自帶變送器的傳感器，而是熱電偶或熱電阻(PTlOO)等類型傳感器，則可通過增加溫度變送器4，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)由阻值變量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏骰螂妷鹤兞?，溫度變送?4可選用施耐德的RMT (J/K)與RMP Τ. (ΓΤ3進(jìn)行配置。液晶觸摸屏6的選型，這是實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例很重要的環(huán)節(jié)，1.建立良好的人機(jī)界面所需要的程序；2.能兼容西門子PLC控制器CPU2^5的通信協(xié)議；3.滿足較高性價(jià)比且具有較好的操作性需求。因此本實(shí)施例中的液晶觸摸屏6選用了臺(tái)灣公司生產(chǎn)的威綸MT6056i 觸摸屏，彩色為65536色、分辨率為32(^234、4線電阻觸控、透光度>80%，可兼容西門子 200系列PPI/PMI通信協(xié)議(配有專門的通信電纜)，支持USB2. 0下載線，處理器為32Bit RISC 400MHz, 64 MB DDR2 內(nèi)存，128MB 閃存。本實(shí)施例的控調(diào)箱1的制作數(shù)碼顯示板7三路顯示的所有元器件均安排在一塊線路板上，組成一個(gè)整體，安裝在本實(shí)施例的控調(diào)箱1的面板正面正下方，液晶觸摸屏6安裝在控調(diào)箱1的正面正上方，面板指示燈8與手動(dòng)按鈕9安裝在控調(diào)箱1的正面中間位置?？卣{(diào)箱1內(nèi)PLC控制器2與模擬量擴(kuò)展器3安裝在箱體內(nèi)部的中間位置。PLC控制器2與模擬量擴(kuò)展器3的端口定義與連接詳見附圖2、附圖3、附圖4、附圖5、表1和表2。 其中，表1為CPU2^的端口定義，表2為EM235(4AI-A0)的端口定義。
表1
10
權(quán)利要求
1. 一種多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置，包括控調(diào)箱，控調(diào)箱的面板上設(shè)有人機(jī)界面，控調(diào)箱內(nèi)設(shè)有PLC控制器，PLC控制器通過通信接口與人機(jī)界面電性連接，其特征在于，還包括模擬量擴(kuò)展器、模擬量輸入輸出端子、開關(guān)量輸入輸出繼電器組、開關(guān)量輸入輸出端子， 模擬量擴(kuò)展器與PLC控制器電性連接，模擬量輸入輸出端子與模擬量擴(kuò)展器電性連接，PLC 控制器的開關(guān)量輸入輸出端口通過開關(guān)量輸入輸出繼電器組與開關(guān)量輸入輸出端子電性連接；所述模擬量擴(kuò)展器通過模擬量輸入輸出端子與模擬量傳感器電性連接； 所述開關(guān)量輸入輸出繼電器組的輸入繼電器組通過開關(guān)量輸入輸出端子的輸入端子檢測(cè)開關(guān)量傳感器的啟閉狀態(tài)；多個(gè)電動(dòng)閥門分別與開關(guān)量輸入輸出端子對(duì)應(yīng)的開關(guān)量輸入輸出繼電器組和/或模擬量輸入輸出端子電性連接；所述人機(jī)界面，用于設(shè)置被控電動(dòng)閥門的閥門開度的最大值、中間值及最小值，設(shè)置開關(guān)量輸入輸出端子與開關(guān)量傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)置模擬量輸入輸出端子與模擬量傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)置被控電動(dòng)閥門分別與開關(guān)量傳感器及模擬量傳感器的關(guān)聯(lián)關(guān)系，設(shè)置單個(gè)模擬量傳感器的啟動(dòng)值及結(jié)束值，設(shè)置二個(gè)同類型的模擬量傳感器之間的設(shè)定差值，以及設(shè)置被控電動(dòng)閥門的啟控級(jí)別；所述PLC控制器，用于接收人機(jī)界面的設(shè)置信號(hào)，自動(dòng)檢測(cè)被控電動(dòng)閥門的啟閉時(shí)間并計(jì)算出閥門開度控制參數(shù)；進(jìn)入自動(dòng)控調(diào)運(yùn)行流程接收模擬量傳感器的信號(hào)，接收開關(guān)量傳感器的信號(hào)，根據(jù)模擬量傳感器的信號(hào)及開關(guān)量傳感器的信號(hào)并利用閥門開度控制參數(shù)對(duì)被控電動(dòng)閥門的開度進(jìn)行調(diào)控； 所述自動(dòng)控調(diào)運(yùn)行流程包括開始自動(dòng)控調(diào)運(yùn)行流程，檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值，若與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)為接通及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值小于啟動(dòng)值，則至a;若與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)為斷開及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值大于啟動(dòng)值，則結(jié)束自動(dòng)控調(diào)運(yùn)行流程；a.檢測(cè)被控電動(dòng)閥門的閥門開度是否為大于中間值，若大于中間值，則至反饋節(jié)點(diǎn)一； 若小于中間值，則增大被控電動(dòng)閥門的閥門開度至中間值后，至反饋節(jié)點(diǎn)一；反饋節(jié)點(diǎn)一若多個(gè)被控電動(dòng)閥門的啟控級(jí)別相等，則至反饋節(jié)點(diǎn)二 ；若多個(gè)被控電動(dòng)閥門的啟控級(jí)別不相等，判斷多個(gè)被控電動(dòng)閥門中啟控級(jí)別最高的電動(dòng)閥門，啟控級(jí)別最高的電動(dòng)閥門為H級(jí)電動(dòng)閥門，對(duì)H級(jí)電動(dòng)閥門進(jìn)行優(yōu)先啟控，使與H級(jí)電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值最快達(dá)到大于啟動(dòng)值；若與H級(jí)電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值小于啟動(dòng)值，則返回反饋節(jié)點(diǎn)一；若與H級(jí)電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值大于啟動(dòng)值，則至反饋節(jié)點(diǎn)二 ； 反饋節(jié)點(diǎn)二 判斷與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值； 若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值小于啟動(dòng)值，則通過延時(shí)N分鐘后返回反饋節(jié)點(diǎn)二；若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值大于啟動(dòng)值，則至反饋節(jié)點(diǎn)三；反饋節(jié)點(diǎn)三檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值； 若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值大于設(shè)定差值，被控電動(dòng)閥門的閥門開度被調(diào)控至最大值后返回至反饋節(jié)點(diǎn)三；若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值小于或等于設(shè)定差值，減小被控電動(dòng)閥門的閥門開度，至反饋節(jié)點(diǎn)四；反饋節(jié)點(diǎn)四再次檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值；若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值大于設(shè)定差值，增大被控電動(dòng)閥門的閥門開度，至反饋節(jié)點(diǎn)三；若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值小于或等于設(shè)定差值，則至反饋節(jié)點(diǎn)五；反饋節(jié)點(diǎn)五檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值；若與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)為接通及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值小于結(jié)束值，則至b;若與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)為斷開及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值大于結(jié)束值，則至c ；b.再次檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值，若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值大于設(shè)定差值，則返回反饋節(jié)點(diǎn)四， 若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值小于設(shè)定差值，則減小被控電動(dòng)閥門的閥門開度；當(dāng)被控電動(dòng)閥門的閥門開度被減小后，再次檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值，若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值大于設(shè)定差值，則返回反饋節(jié)點(diǎn)四，若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值小于設(shè)定差值，則再次檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值，若與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)為接通及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值小于結(jié)束值，則返回反饋節(jié)點(diǎn)五，若與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)為斷開及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值大于結(jié)束值，則檢測(cè)被控電動(dòng)閥門的閥門開度是否為最小值，若為最小值，則結(jié)束自動(dòng)控調(diào)運(yùn)行流程，若不是最小值，則至反饋節(jié)點(diǎn)六；c.繼續(xù)檢測(cè)被控電動(dòng)閥門的閥門開度是否為最小值，若為最小值，則結(jié)束自動(dòng)控調(diào)運(yùn)行流程；若不是最小值，則將被控電動(dòng)閥門的閥門開度控調(diào)至最小值后，返回反饋節(jié)點(diǎn)五；反饋節(jié)點(diǎn)六檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值；若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值大于設(shè)定差值，則返回反饋節(jié)點(diǎn)三；若與被控電動(dòng)閥門關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型模擬量傳感器的測(cè)量差值小于設(shè)定差值，繼續(xù)檢測(cè)被控電動(dòng)閥門的閥門開度是否為最小值，若為最小值，則至d;若不是最小值，則返回反饋節(jié)點(diǎn)五；d.檢測(cè)與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值， 若與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)為斷開及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值大于結(jié)束值，則結(jié)束自動(dòng)控調(diào)運(yùn)行流程；若與被控電動(dòng)閥門相關(guān)聯(lián)的開關(guān)量傳感器的狀態(tài)為接通及單個(gè)模擬量傳感器的測(cè)量值小于結(jié)束值，則延時(shí)M分鐘后，返回反饋節(jié)點(diǎn)六；其中，M、N均為大于零的自然數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置，其特征在于，所述電動(dòng)閥門包括電動(dòng)蝶閥和/或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，電動(dòng)蝶閥的執(zhí)行器與開關(guān)量輸入輸出端子電性連接，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行器與模擬量輸入輸出端子電性連接。
3.如權(quán)利要求2所述的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置，其特征在于，計(jì)算電動(dòng)蝶閥的閥門開度控制參數(shù)檢測(cè)閥門開度從0度至90度的運(yùn)行時(shí)間，并把該運(yùn)行時(shí)間定義為被控電動(dòng)閥門開啟所需脈沖寬度的母數(shù)，然后除以步進(jìn)比例后，得出按步進(jìn)比例開啟的啟控脈沖寬度；檢測(cè)閥門開度從90度至0度的運(yùn)行時(shí)間，并把該運(yùn)行時(shí)間定義為被控電動(dòng)閥門關(guān)閉所需脈沖寬度的母數(shù)，然后除以步進(jìn)比例后，得出按步進(jìn)比例關(guān)閉的啟控脈沖寬度。
4.如權(quán)利要求3所述的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置，其特征在于，對(duì)電動(dòng)蝶閥的閥門開度進(jìn)行控制PLC控制器按照1%或5%或10%的步進(jìn)比例及啟控脈沖寬度輸出開啟或關(guān)閉脈沖電壓，通過開啟或關(guān)閉脈沖電壓的次數(shù)累加，增加或減少閥門開度。
5.如權(quán)利要求2所述的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置，其特征在于，計(jì)算電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥門開度控制參數(shù)檢測(cè)閥門由零開度開啟至最大位置時(shí)的電壓或電流值，然后再除以步進(jìn)比例后，得出按步進(jìn)比例開啟的啟控電壓或電流值；檢測(cè)閥門由最大位置關(guān)閉至零開度時(shí)的電壓或電流值，然后再除以步進(jìn)比例后，得出按步進(jìn)比例關(guān)閉的啟控電壓或電流值。
6.如權(quán)利要求5所述的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置，其特征在于，對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥門開度進(jìn)行控制PLC控制器按照1%或5%或10%的步進(jìn)比例及啟控電壓或電流值，輸出對(duì)應(yīng)的電壓或電流值，增加或減少閥門開度。
7.如權(quán)利要求1所述的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置，其特征在于，該多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置還包括溫度變送器，所述溫度變送器與模擬量擴(kuò)展器電性連接。
8.如權(quán)利要求1所述的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置，其特征在于，所述人機(jī)界面為液晶觸摸屏。
9.如權(quán)利要求1所述的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置，其特征在于，在人機(jī)界面設(shè)置中，二個(gè)同類型的模擬量傳感器之間的設(shè)定差值被設(shè)置為正向關(guān)系或反向關(guān)系，被控電動(dòng)閥門的閥門開度按照相關(guān)聯(lián)的二個(gè)同類型的模擬量傳感器之間的設(shè)定差值的正向關(guān)系或反向關(guān)系變化。
10.如權(quán)利要求1所述的多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置，其特征在于，該多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置還包括手動(dòng)按鈕，所述手動(dòng)按鈕位于控調(diào)箱的面板上并與PLC控制器電性連接，手動(dòng)按鈕用于手動(dòng)調(diào)節(jié)被控電動(dòng)閥門的開度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多用途水力平衡自動(dòng)控調(diào)裝置，其包括控調(diào)箱，控調(diào)箱的面板上設(shè)有人機(jī)界面，控調(diào)箱內(nèi)設(shè)有PLC控制器，PLC控制器通過通信接口與人機(jī)界面電性連接，其還包括模擬量擴(kuò)展器、模擬量輸入輸出端子、開關(guān)量輸入輸出繼電器組、開關(guān)量輸入輸出端子，通過人機(jī)界面與PLC控制器建立通信連接及端口定義，結(jié)合自檢運(yùn)算流程及自動(dòng)控調(diào)運(yùn)行流程對(duì)電動(dòng)閥門的閥門開度進(jìn)行自動(dòng)控制。本發(fā)明由普通的暖施工技術(shù)人員按照使用說明的指引，在人機(jī)界面上進(jìn)行設(shè)置與選擇，設(shè)定被控閥門組合的運(yùn)行參數(shù)后，輕松實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控調(diào)電動(dòng)碟閥或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，實(shí)現(xiàn)低廉的投資成本同時(shí)滿足廣泛的應(yīng)用需求。
文檔編號(hào)G05B19/05GK102323789SQ20111030003
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者張 雄 申請(qǐng)人:張 雄