液壓閥門的智能控制

(哈電集團哈爾濱電站閥門有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000)

閥門是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，具有截止、調節(jié)、導流、防治逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能。用于流體控制系統(tǒng)的閥門，從最簡單的截止閥到極為復雜的自控系統(tǒng)中的各種閥門，其品種和規(guī)格相當繁多。在各種控制中閥門的重要作用是不言而喻的。而現(xiàn)階段的智能化閥門更是運用廣泛，它是基于傳感器，在計算機的控制下，與之前的機電技術一體化進行有效結合從而達到對閥門進行的只能控制。本文在現(xiàn)有技術水平的基礎上，不斷摸索和探索閥門的智能之路。

1 驅動智能閥門的裝置示意

閥門是通過數(shù)字閥來控制1 來進行來回擺動的。運用1 的來回驅動來帶動閥門軸進行來回運動，使之能精準的分析閥門的位置并進行開合試驗。下圖1 的擺動可以輸出力矩和較大的力，可以達到迅速及穩(wěn)定的控制，并可以做到準確控制開合。下圖為智能閥門的液壓驅動裝置圖。途中標記的4.5—差壓式傳感器，安裝在閥門前后的設置，作用是處理到來的美壓信號，處理完成再傳送到單片器的控制器，與此同時，下圖中的3—角位移的傳感器再將信號出送給下圖中的10--單片機控制器，然后只能計算信息，對閥門管道中流量進行實際計算，比較這個結果和一開始設定的數(shù)據(jù)。如果這個結果大于一開始我們設定的數(shù)據(jù)了，則要對單葉片進行控制，進行流量調節(jié)。

2 智能控制閥門的硬件

在現(xiàn)代工業(yè)自動化的控制中，工業(yè)過程控制的質量很大程度上取決于過程控制儀表性能的高低。氣動調節(jié)閥是工業(yè)過程控制的重要調節(jié)機構，調節(jié)型閥門控制器是氣動調節(jié)閥的核心附件，它能夠顯著改善閥門的動態(tài)特性，提高閥門的響應速度、定位精度以及控制靈活性。液壓閥門的只能控制實在現(xiàn)有機械結構上改動最小的原則，利用傳感器和電子電路替換傳統(tǒng)的機械控制結構。并且開發(fā)了集執(zhí)行機構、驅動單元、調節(jié)控制單元、現(xiàn)場顯示儀表等為一體的機電自動化只能電動執(zhí)行器。實現(xiàn)并設計智能閥門控制器，對提高國內閥門控制的自動化水平和智能閥門電動裝置生產(chǎn)水平，參與國際競爭具有重要的現(xiàn)實意義。下圖是閥門控制的原理結構圖。

3 軟件部分設計

3.1 液壓閥門控制系統(tǒng)的軟件設計

圖3 為單片機的控制流程圖，在系統(tǒng)工作時，通過傳感器得到系統(tǒng)工作參數(shù)，經(jīng)過單片機處理后并與設定數(shù)據(jù)進行比較判斷。當傳感器檢測到的值在可調范圍內，則再次進行判斷；當檢測值小于設定參考值時，通過單片機設定程序計算，使單片式擺動缸正轉增大。圖3 單片機控制流程圖開口面積來控制流量，使其在設定的范圍內；當檢測到的值大于設定值時，通過單片機設定程序計算使單片式擺動缸反傳減小開口面積來控制流量，使其在設定的范圍內。

3.2 系統(tǒng)的故障報警

當差壓傳感器檢測到的信號遠遠大于單片機控制器可調范圍時，調出報警子程序報警。報警以發(fā)出聲音和(LCD)屏幕報警為報警信號，顯示"輸入信號故障"。此時單片機控制器運行中斷子程序。單片機控制器發(fā)出脈沖信號，通過數(shù)字閥控制單葉片擺動缸使液壓閥門全部打開，這時可以用角位移傳感器反饋信號給單片機控制器，判斷是否使控制閥門全部打開。當液壓閥門全部打開后，單片機控制器發(fā)出脈沖信號使油泵和電動機停止工作。同時單片機也可通過差壓式傳感器隨時檢測管道中的壓力變化。并把檢測到的信息反饋回單片機控制器，使系統(tǒng)處于安全的運行狀態(tài)。以方便操作者監(jiān)視和處理。

4 系統(tǒng)抗干擾設計

通過上述分析可以說調節(jié)型閥門電動裝置今后幾年在國內將進入發(fā)展成熟階段，而且隨著工業(yè)自動化的進步、控制技術發(fā)展及受數(shù)字技術和微處理技術的影響，人們對工業(yè)過程控制的終端一執(zhí)行器提出了新的要求，以及調節(jié)型閥門電動裝置與傳統(tǒng)的普通閥門電動裝置相比的突出優(yōu)勢，可以推測在未來幾年時間調節(jié)型閥門電動裝置將會在很大層面上取代普通液壓閥門電動裝置。因此，進行調節(jié)型閥門電動裝置控制器的研究開發(fā)，提升國內產(chǎn)品的技術水平，以參與國際競爭勢在必行。

結語

這個液壓閥門的智能控制可以控制一定的流量在一定的場合下，實現(xiàn)快送高效控制，也可以根據(jù)不同的場合進行不同的流量設定與設計。系統(tǒng)也首次采用了差壓式傳感器和角位移傳感器同時把信號輸送給單片機控制器，能快速達到控制要求。這樣不僅可以保證系統(tǒng)的反應速度快，更能使整個控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定。系統(tǒng)只考慮用管道中的壓力來控制流量，還可以在改變傳感器的情況下，通過測試流量和開口面積來控制壓力。

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