一种用于内燃机尾气余热利用装置的旁通阀控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种用于内燃机尾气余热利用装置的旁通阀控制系统，包括内燃机尾气余热利用装置的主管道、旁通阀以及主管道控制器，旁通阀与主管道相连，主管道设有翻板，翻板与主管道控制器相连，还包括旁通阀控制器，电气阀门定位器，人机交互界面以及执行器；执行器设于旁通阀上，执行器与电气阀门定位器相连，电气阀门定位器与旁通阀控制器相连，旁通阀控制器与人机交互界面相连，主管道控制器与旁通阀控制器相连。本实用新型安全性能高、尾气利用率高、能够防止气体泄漏、降低电力以及气量消耗、反应快、使用寿命长。
【专利说明】
一种用于内燃机尾气余热利用装置的旁通阀控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及尾气余热利用领域，特指一种用于内燃机尾气余热利用装置的旁通阀控制系统。
【背景技术】
[0002]自动调节系统一般由检测器、调节器、执行器和调节对象组成。执行器常被称为实现生产过程自动化的“手足”。执行器以电能、气压或液压为动力，接受调节器来的标准信号(模拟量或数字量)，通过将这信号变成相对应的机械位移(转角、直线或多转)来自动改变操作变量(调节阀、风门、挡板开度等)，以达到对被调参数(温度、压力、流量、液位等)自动调节的目的，使生产过程按预定要求进行。随着控制过程要求的不断严格，针对阀的控制要求越来越高，而执行器对阀的安全运行、可靠性及调节品质的优劣都有很大影响。
[0003]尾气余热利用领域中怎么样根据生产要求，在保证安全生产的前提下，实现尾气利用率的最大化是一个值得长期探讨的问题。
【实用新型内容】
[0004]为解决现有技术存在的问题，本实用新型提出一种安全性能高、尾气利用率高、能够防止气体泄漏、降低电力以及气量消耗、反应快、使用寿命长的用于内燃机尾气余热利用装置的旁通阀控制系统。
[0005]本实用新型为解决现有技术存在的问题所采用的技术方案为:一种用于内燃机尾气余热利用装置的旁通阀控制系统，包括内燃机尾气余热利用装置的主管道、旁通阀以及主管道控制器，旁通阀与主管道相连，主管道设有翻板，翻板与主管道控制器相连，还包括旁通阀控制器，电气阀门定位器，人机交互界面以及执行器;执行器设于旁通阀上，执行器与电气阀门定位器相连，电气阀门定位器与旁通阀控制器相连，旁通阀控制器与人机交互界面相连，主管道控制器与旁通阀控制器相连。电气阀门定位器与旁通阀控制器之间设有安全栅。电气阀门定位器设有报警模块。
[0006]进一步，执行器设有动作器件，动作器件与旁通阀相连；电气阀门定位器设有控制端口以及反馈接收端口，控制端口与动作器件相连，反馈接收端口通过阀位反馈杆以及电位计与动作器件相连;阀位反馈杆固定在动作器件上；阀位反馈杆与电位计相连，电位计与反馈接收端口相连。
[0007]进一步，电气阀门定位器包括微处理器以及两个压电微型阀，控制端口以及反馈接收端口均设于微处理器上，两个压电微型阀均与控制端口相连，两个压电微型阀均与动作器件相连，微处理器与旁通阀控制器相连。
[0008]进一步，微处理器设有反馈输出端口以及控制器信号接收端口，反馈输出端口通过阀位反馈模块与旁通阀控制器相连，控制器信号接收端口与旁通阀控制器相连。
[0009]本实用新型相对于现有技术，其优点在于:
[0010]1、本实用新型中，旁通阀控制器实时采集主管道翻板及旁通阀的开合度信息，并通过执行器及时调节旁通阀的开合度，能够实现尾气余热利用率的最大化；
[0011]2、本实用新型中，旁通阀控制器与电气阀门定位器之间采用安全栅隔离，可将危险区的现场回路与主控室安全区的控制系统有效隔离，安全性能高且同时增强了检测和控制回路的抗干扰能力；允许现场仪表接地，且现场仪表接地将不会与控制系统接地之间产生相互影响，在设备出现故障情况下，可通过手动关停旁通阀，进一步提高了设备的安全性能以及抗干扰性能；
[0012]3、本实用新型中电气阀门定位器的微处理器可以自己确定零点、终点位置，运动方向和速度，确定小脉冲时间和死区并且进行优化控制，在阀门不动作时不会有任何仪表空气排放，能够防止气体泄漏，降低电力消耗和气量消耗。传统电/气转换原理在执行器处于稳定状态时，也要连续消耗压缩空气，本实用新型中电气阀门定位器的压电微型阀采用开关原理，在系统状态稳定时，切断气源，大大减少了气源消耗。此外，流过压电阀的电流很小、功率消耗低、性能稳定、寿命长。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型一实施例的结构框图。
【具体实施方式】
[0014]现结合附图以及实施例对本实用新型做进一步说明。
[0015]实施例
[0016]参照图1，本实施例包括内燃机尾气余热利用装置的主管道、旁通阀以及主管道控制器，旁通阀与主管道相连，主管道设有翻板，翻板与主管道控制器相连，还包括旁通阀控制器，电气阀门定位器，人机交互界面以及执行器;执行器设于旁通阀上，执行器与电气阀门定位器相连，电气阀门定位器与旁通阀控制器相连，旁通阀控制器与人机交互界面相连，主管道控制器与旁通阀控制器相连。
[0017]电气阀门定位器与旁通阀控制器之间设有安全栅，电气阀门定位器设有报警模块，在设备出现故障情况下，可通过手动关停旁通阀，以确保生产安全;能够提高安全性能以及抗干扰性能。
[0018]执行器设有动作器件，动作器件与旁通阀相连；电气阀门定位器设有控制端口以及反馈接收端口，控制端口与动作器件相连，反馈接收端口通过阀位反馈杆以及电位计与动作器件相连；阀位反馈杆固定在动作器件上；阀位反馈杆与电位计相连，电位计与反馈接收端口相连。
[0019]电气阀门定位器包括微处理器以及两个压电微型阀，控制端口以及反馈接收端口均设于微处理器上，两个压电微型阀均与控制端口相连，两个压电微型阀均与动作器件相连，微处理器与旁通阀控制器相连。
[0020]微处理器设有反馈输出端口以及控制器信号接收端口，反馈输出端口通过阀位反馈模块与旁通阀控制器相连，控制器信号接收端口与旁通阀控制器相连。
[0021]主管道控制器与旁通阀控制器相连，主管道控制器与主管道翻板相连，旁通阀控制器从主管道控制器当中获取翻板的开合度信息；
[0022]旁通阀控制器与电气阀门定位器相连；电气阀门定位器一方面通过控制端口控制执行器的动作器件做出调节动作，一方面通过获取阀位反馈杆传递的旁通阀开合度信息，进一步旁通阀开合度信息通过电气阀门定位器的微处理器传递至旁通阀控制器当中；旁通阀开合度信息的流向为经过反馈接收端口进入微处理器，微处理器再将信息通过反馈输出端口输送至旁通阀控制器当中；
[0023]旁通阀控制器将翻板的开合度信息以及旁通阀开合度信息显示在人机交互界面上，实现了对二者的实时监控；
[0024]同时，本实施例可选择手动和自动控制两种模式，手动模式下操作者可以在人机交互界面上直接输入参数，对旁通阀的开合度进行控制。自动控制模式下，旁通阀控制器实时监控翻板以及旁通阀的开合度信息，通过内部运算，输出信号，电气阀门定位器接收信号，并驱动执行器调节旁通阀开合度。
[0025]旁通阀控制器实时监测翻板及旁通阀的开合度，经过内部运算输出4?20mA的模拟电流，电气阀门定位器的微处理器将接收到的电流信号与当前旁通阀开合度反馈值进行比较，二者偏差的大小和方向进行PID计算，输出一个PWM脉宽调制脉冲信号来控制压电微型阀的开、闭动作。由于脉冲的宽度对应于电气阀门定位器输出气源压力的增量，从而可以迅速、准确的改变气源压力输出PI。当偏差较大时，定位器输出一个连续信号，快速连续、大幅度的改变Pl的大小，当偏差较小时，定位器输出一个较小脉宽的脉冲信号，断续、小幅改变Pl的大小，当偏差很小(进入死区)时，则无脉冲输出，阀位稳定工作。压电转换元件采用两个压电微型阀，压电阀只有通和断两种状态，需要加大阀门开度，打开进气阀，否则打开出气阀，状态稳定时，两阀均处于切断状态，将执行器锁定在设定位置，这和传统定位器相比较，气源损耗几乎可以忽略不计。
【主权项】
1.一种用于内燃机尾气余热利用装置的旁通阀控制系统，包括内燃机尾气余热利用装置的主管道、旁通阀以及主管道控制器，所述旁通阀与主管道相连，所述主管道设有翻板，所述翻板与主管道控制器相连，其特征在于，还包括旁通阀控制器，电气阀门定位器，人机交互界面以及执行器;所述执行器设于旁通阀上，所述执行器与电气阀门定位器相连，所述电气阀门定位器与旁通阀控制器相连，所述旁通阀控制器与人机交互界面相连，所述主管道控制器与旁通阀控制器相连。2.根据权利要求1所述的用于内燃机尾气余热利用装置的旁通阀控制系统，其特征在于，所述执行器设有动作器件，所述动作器件与旁通阀相连;所述电气阀门定位器设有控制端口以及反馈接收端口，所述控制端口与动作器件相连，所述反馈接收端口通过阀位反馈杆以及电位计与动作器件相连;所述阀位反馈杆固定在动作器件上;所述阀位反馈杆与电位计相连，所述电位计与反馈接收端口相连。3.根据权利要求1所述的用于内燃机尾气余热利用装置的旁通阀控制系统，其特征在于，所述电气阀门定位器与旁通阀控制器之间设有安全栅。4.根据权利要求1所述的用于内燃机尾气余热利用装置的旁通阀控制系统，其特征在于，所述电气阀门定位器设有报警模块。5.根据权利要求2所述的用于内燃机尾气余热利用装置的旁通阀控制系统，其特征在于，所述电气阀门定位器包括微处理器以及两个压电微型阀，所述控制端口以及反馈接收端口均设于微处理器上，所述两个压电微型阀均与控制端口相连，所述两个压电微型阀均与动作器件相连，所述微处理器与旁通阀控制器相连。6.根据权利要求5所述的用于内燃机尾气余热利用装置的旁通阀控制系统，其特征在于，所述微处理器设有反馈输出端口以及控制器信号接收端口，所述反馈输出端口通过阀位反馈模块与旁通阀控制器相连，所述控制器信号接收端口与旁通阀控制器相连。
【文档编号】F01N5/02GK205477850SQ201620023587
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月11日
【发明人】龚玉林, 张振翔, 王栋, 王文榜
【申请人】南海西部石油油田服务（深圳）有限公司