[實(shí)用新型]智能閥門定位器控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420204250.2
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN203963225U
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 強(qiáng)文瑞;丁金華;李明穎;王德權(quán);高騰;季田
• 申請（專利權(quán)）人: 大連工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F16K37/00
• 分類號: F16K37/00;F16K31/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模擬量采集、模擬量輸出及上下位機(jī)通信的閥門定位器控制器，是一種調(diào)節(jié)閥門開度的測控儀表。

背景技術(shù)

氣動閥門執(zhí)行器或電動閥門執(zhí)行器，均需要定位器進(jìn)行閥門開度控制。智能閥門定位器控制器是調(diào)節(jié)閥的重要輔助附件之一，廣泛應(yīng)用于電力、冶金、石化、輕紡、食品、醫(yī)藥等行業(yè)。傳統(tǒng)定位器控制器，行程和零點(diǎn)調(diào)整時常需要反復(fù)調(diào)整，調(diào)校麻煩，功能單一、可擴(kuò)展性差。近年來，隨著電子信息和自動化技術(shù)的發(fā)展，以及現(xiàn)場總線和開放式總線技術(shù)的應(yīng)用，智能閥門定位器控制器作為新一代產(chǎn)品，將傳統(tǒng)型閥門定位器控制器的功能與數(shù)字通信技術(shù)結(jié)合起來。可實(shí)現(xiàn)自動調(diào)整零位，閥門故障診斷技術(shù)智能化，且控制精度高，維修保養(yǎng)以及現(xiàn)場調(diào)校方便等特點(diǎn)。使用智能閥門定位器控制器，能夠改善調(diào)節(jié)閥的流量特性和性能，可以通過總線進(jìn)行數(shù)字信息通信，利用上位機(jī)的可視化監(jiān)控界面直觀顯示閥門的工作狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對其它類型產(chǎn)品的不足提出改進(jìn)方案，研制一種智能閥門定位器。

一種智能閥門定位器控制器儀表，智能閥門定位器控制器的原理框圖如圖1所示.具體包括

1.DC4-20mA信號輸入電路;

2.閥門反饋信號0-2V輸入電路;

3.AD轉(zhuǎn)換電路;

4.I2C總線磁隔離電路ADuM1250；

5.微處理器電路STM32F103RBT6

6.RS485磁隔離電路ADM2483

7.按鍵和數(shù)碼管電路；

8.2路可控硅輸出電路；

9.DC4-20mA輸出電路。

指令DC4-20mA模擬信號和閥門反饋DC0-2V模擬信號經(jīng)電壓跟隨后送入精密自校準(zhǔn)串行A/D轉(zhuǎn)換器ADS1110進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)，通過磁隔離芯片ADuM1250，送給微處理器（STM32F103RBT6）的I2C引腳進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。RS485單元，也采用磁隔離技術(shù)，使用通信芯片ADM2483連接上位機(jī)，上下位機(jī)采用MODBUS協(xié)議，實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)的數(shù)據(jù)交換與指令傳輸。

本發(fā)明的有益效果是：采用精密自校準(zhǔn)串行A/D轉(zhuǎn)換器ADS1110進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，磁隔離技術(shù)實(shí)現(xiàn)了模擬信號和RS485通信信號的電氣隔離，既有效地實(shí)現(xiàn)了隔離，又使裝置小型化。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，為了清楚的表達(dá)，將芯片無需說明的IO口引腳略去。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的智能閥門定位器控制器系統(tǒng)原理框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的智能閥門定位器控制器電路原理圖。

具體實(shí)施方式

智能閥門定位器控制器接收上位機(jī)的DC4-20mA信號指令或通過RS485通信獲得的閥門開度信號，進(jìn)行閥門的閉環(huán)開度控制。其特征在于：如圖2所示，上位機(jī)輸入的DC4-20mA模擬信號采用精密電阻R1轉(zhuǎn)換為電壓信號后，送入電壓跟隨器U1后送入精密自校準(zhǔn)串行A/D轉(zhuǎn)換器ADS1110（U3）進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)，通過磁隔離芯片ADuM1250（U5），送給微處理器STM32F103RBT6（U6）的I2C引腳（59，58引腳）進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。另一路由閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)給出的閥門開度DC0-2V模擬信號，直接送往電壓跟隨器U2，再將信號引入精密自校準(zhǔn)串行A/D轉(zhuǎn)換器ADS1110（U4）進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)掛接在同一磁隔離芯片ADuM1250（U5）上，后送給微處理器STM32F103RBT6（U6）的I2C引腳(59,58引腳)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。RS485單元，采用磁隔離通信芯片ADM2483（U7）連接至上位機(jī)。上位機(jī)與下位機(jī)采用MODBUS協(xié)議，實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)的數(shù)據(jù)交換與指令傳輸。閥門開度控制信號DC4-20mA模擬信號輸出由微處理器（STM32F103RBT6）（U6）的PWM引腳輸出脈寬調(diào)制信號，送往內(nèi)含光電隔離的DC4-20mA信號變換電路進(jìn)行變換后，輸出DC4-20mA控制信號；或者閥門開度控制信號直接由STM32F103RBT6微處理器的兩引腳直接給出，驅(qū)動兩個可控硅電路使閥門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)閥門的開度調(diào)節(jié)。?LED數(shù)碼管顯示閥門定位器的輸入輸出參數(shù)：閥門開度DC0-2V、輸入DC4-20mA信號、輸出DC4-20mA，具體顯示內(nèi)容可通過按鍵進(jìn)行切換。參數(shù)的輸入輸出及參數(shù)標(biāo)定，也可通過按鍵進(jìn)行輸入。