[發(fā)明專利]智能閥門定位器的本安閥位電流反饋系統(tǒng)和校準(zhǔn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211620234.7
• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN116224849A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張磊;薛斌;胡孟杰;黃興
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江中控技術(shù)股份有限公司;浙江中控自動化儀表有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發(fā)明提供了一種智能閥門定位器的本安閥位電流反饋系統(tǒng)和校準(zhǔn)方法，包括信號A/D轉(zhuǎn)換電路、CPU處理器、PWM信號輸出電路、光電隔離電路、信號整形濾波電路、信號反饋控制電路，本安輸入/輸出電路，其中，信號A/D轉(zhuǎn)換電路將接收到的閥門位置信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號之后發(fā)送給CPU處理器，CPU處理器生成PWM信號后發(fā)送給光電隔離電路，光電隔離電路對接收到的PWM信號進行整形濾波之后發(fā)送給信號反饋控制電路，信號反饋控制電路將整形濾波后的信號發(fā)送給本安輸入/輸出電路，由本安輸入/輸出電路輸出4mA～20mA的電流信號。從而能夠保障智能閥門定位器在寬電壓配電輸入及強電磁波等環(huán)境下穩(wěn)定輸出相應(yīng)的電流信號。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種智能閥門定位器的本安閥位電流反饋系統(tǒng)和校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)

目前多數(shù)智能閥門定位器采用變壓器隔離或耦合線圈隔離方式來實現(xiàn)內(nèi)部電路閥位輸出信號與外部(4～20)mA電流反饋信號的隔離。然而，信號整形濾波等電路較簡單，使智能閥門定位器進行閥位信號輸出時存在失真大、抗干擾性低，輸出不穩(wěn)定等缺點，特別是電路同時滿足本安要求的情況下，電路性能有所下降，會影響閥位反饋輸出精度。

采用變壓器隔離或耦合線圈隔離方式來隔離耦合閥門反饋PWM信號，PWM信號傳輸容易失真，并且也達不到本安防爆要求。信號整形濾波等電路較簡單，使信號還原能力差，輸出的信號質(zhì)量低，影響智能閥門定位器閥位反饋輸出信號不穩(wěn)定及反饋輸出精度。增加本安防爆器件設(shè)計后若電路不匹配，信號傳輸損耗會變大，電路性能有所下降，會影響反饋精度。二線制智能電氣閥門定位器輸入4mA～20mA信號，光電隔離電路功耗大，在3.6mA最小輸入信號時會影響智能閥門定位器正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種智能閥門定位器的本安閥位電流反饋系統(tǒng)和校準(zhǔn)方法。

第一方面，本申請實施提供一種智能閥門定位器的本安閥位電流反饋系統(tǒng)，包括：信號A/D轉(zhuǎn)換電路、CPU處理器、PWM信號輸出電路、光電隔離電路、信號整形濾波電路、信號反饋控制電路，本安輸入/輸出電路，其中，所述信號A/D轉(zhuǎn)換電路將接收到的閥門位置信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號之后發(fā)送給所述CPU處理器，所述CPU處理器生成PWM信號后發(fā)送給所述光電隔離電路，所述光電隔離電路對接收到的PWM信號進行整形濾波之后發(fā)送給所述信號反饋控制電路，所述信號反饋控制電路將整形濾波后的信號發(fā)送給所述本安輸入/輸出電路，由所述本安輸入/輸出電路輸出4mA～20mA的電流信號。

可選地，所述本安輸入/輸出電路還與檢測電源連接，用于接入10V～30V的直流電源。

可選地，閥門位置傳感器向所述A/D轉(zhuǎn)換電路輸入0～2.5V的模擬電壓信號。

可選地，所述信號A/D轉(zhuǎn)換電路包括：A/D轉(zhuǎn)換芯片，A/D轉(zhuǎn)換芯片的第一引腳、第三引腳接地，第四引腳通過電阻R19連接至閥門位置信號輸入端；第十引腳、第九引腳分別連接至CPU處理器，第十引腳通過電阻R20連接至3V電源端，第九引腳通過電阻R18連接至3V電源端，第八引腳連接至3V電源端，且第八引腳還通過電容C20接地。

可選地，當(dāng)CPU處理器輸出的PWM信號為低電平時，所述光電隔離電路的光耦CPT1導(dǎo)通，輸出低電平；當(dāng)CPU處理器輸出的PWM信號為高電平時，所述光電隔離電路的光耦CPT1截止，輸出高電平。

可選地，所述信號整形濾波電路采用模擬開關(guān)進行PWM信號整形，并通過三級濾波器進行濾波處理。

可選地，所述信號反饋控制電路采用運算放大器執(zhí)行一級跟隨和二級反饋控制，輸出目標(biāo)電流值，且將所述目標(biāo)電流通過取樣電阻后的電壓值作為反饋電壓，對運算放大器進行反饋調(diào)節(jié)。

第二方面，本申請實施例提供一種智能閥門定位器的本安閥位電流反饋系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法，應(yīng)用于第一方面中任一項所述的用于智能閥門定位器的本安閥位電流反饋系統(tǒng)中，所述方法包括：