专利名称：智能化闸位仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种闸位仪。
背景技术：
现有的普通闸位仪在结构、智能化、通用化、通讯方式等方面存在缺陷，影响工作性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构合理，功能强、通用性能好的智能化闸位仪。本发明的技术解决方案是一种智能化间位仪，其特征是包括绝对旋转编码器，绝对旋转编码器通过电平转 换及数据接收装置与微处理器连接，微处理器与输出的三路信号经电平转换隔离输入输出 装置，第一路与D/A数据转换模块连接，第二路与外部终端同步串行接口连接，第三路与上 位机通讯接口连接；工作电源电路为上述各部件提供电源。微处理器是对绝对旋转编码器输出的葛雷码进行二进制译码、进行方向、零位处 理、进行扬程_开度计算、上下极限输出处理及指令或凸轮控制输出的微处理器。D/A数据转换模块是进行4_20mA输出的模块。外部终端同步串行接口是输出闸门开度值、输出升降指令及极限保护信号及外部 开关量输入的接口。本发明结构合理，功能强、通用性能好，有其独特的优点1、一体化智能化闸位测量仪创造性地采用光电旋转编码器和微处理器，集多圈绝对的闸位 测量、译码、扬程-开度转换、比例计算、控制、通讯等功能为一体。与当前习惯采用单一旋 转编码器作为闸门开度传感器，输出的旋转编码信号送二次仪表(开度显示仪)或PLC可 编程控制器进行各种计算等处理，最后送上位计算机进行远程监控的模式相比，“智能化闸 位测量仪”具有系统成套简单方便、可靠性高、通用性强，系统总成本低的特点。2、智能化由于各种闸门的大小、形状、启闭方式和开度传感器安装位置等不同，在选用开度 传感器时，一般都要根据实际情况进行针对性的订货定制。用户必须将闸位传感器的安装 方式、旋转方向、每一转显示的开度数据提供给厂方，厂方根据以上参数进行特定生产。而 “智能化闸位测量仪”无须以上步聚，用户可直接根据自已的参数对“智能化闸位测量仪”进 行设定，一次设定永久保存(可达100年不变)，亦可随时更改设定。适用各种不同的使用 条件。另外，在闸位仪采用绝对旋转编码器时，现场安装还需考虑绝对旋转编码器的零 位和闸门开度零位的同步问题，这在一般的安装固定开度传感器时特别难于正确定位，不 知经多少次调整，才能得到同步。同样采用绝对旋转编码器，“智能化闸位测量仪”无须考虑零位同步问题，闸位仪的任意位置均可作为零位。当闸位仪与启闭机联接固定后，将闸门确 认关到零位后，按一下校零键即可。3、网络化、标淮化当前所有的测量传感仪表都向着网络化发展，而市场上大部分间位测量仪都无网络通讯功能。虽然有的产品在硬件上设有通讯接口，但大部分都无固定通用协议。一般都 要与上位机系统自定义通讯协议，无法做到通用性，且可靠性无法保证。“智能化间位测量 仪”采用世界上经典的ModBus通讯规约允许闸位测量仪与施耐德、西门子、AB、GE等多个国 际著名品牌的可编程顺序控制器(PLC) ,RTU,SCADA系统、DCS或与第三方具有ModBus兼容 的监控系统之间进行信息交换和数据传送。在当前众多的国内外计算机工控组态软件中， 都嵌有该标淮协议。所以，用“智能化闸位测量仪”组成闸门自动化系统时，简单、方便、快 捷，无须考虑通讯驱动程序和可靠性问题。4、CAN双总线热备功能闸位仪可选用多种总线通讯模块，配用“2CAN”模块后，具有CAN双总线热备功能。 CAN总线是由德国Bosch公司最初为汽车的检测、控制系统而设计的。现以其较高的通讯速 率(最高达1M)、很远的传输距离(长达10公里)、高抗电磁干扰性能等众多优点而被国外 工业控制领域广泛的应用。本闸位仪在国内独创CAN双总线热备功能，不论任何一根总线 出现断路短路或接口芯片损坏，均不会影响通讯。实现了国外只有高档次PLC才有的双总 线冗余功能，比普通总线通讯，可靠性提高一倍。5、多接口、多功能为适应各用户将闸位测量仪与多种设备的联接，本“智能化闸位测量仪”配备了多 种接口 串行通讯口(RS-232、RS-485、CAN可选)、4-20mA电流模拟口、同步串行口。同步 串行口可与多种设备相联，系统组合灵活、功能扩展方便。可实现闸门开度显示功能、上位 机控制指令输出功能、各种角度、位置的凸轮控制等功能。通过联接LED终端显示器，不但 可以直接显示闸门开度数据，还能输出上限、下限、上升、下降等控制信号。6、负值显示功能国内许多闸位仪均无负值显示功能。经常出现闸门关闭到位后，由于惯性过冲或 其它因素造成闸位仪小于零值，这时因编码器结构的原因将会由显示数“O”变为最大值， 如“99. 99”。这将既出现显示错误，又会造成控制失误。本“智能化闸位测量仪”使用了负 值显示，闸门零位以下的偏移量用负值显示，这既避免了以上问题，又解决了某些钢绳卷扬 启闭机在闸门关闭后，需要适当放松钢绳松紧度的要求。7、高可靠、抗雷击目前市场上有的闸位测量仪也配有RS-485和4_20mA接口输出，但这些接口输 出与内部电路无隔离措施，抗干扰及抗雷击性能较差，可靠性无法保证。“智能化间位测量 仪”采用隔离技术，接口输出与内部电路之间无电气线路连接，接口内外电路之间可承受 1000-2000v以上的电压差。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1是本发明一个实施例的结构示图。
具体实施例方式—种智能化间位仪，包括绝对旋转编码器1，绝对旋转编码器通过电平转换及数据 接收装置2与微处理器3连接，微处理器与输出的三路信号经电平转换隔离输入输出装置 4，第一路与D/A数据转换模块5连接，第二路与外部终端同步串行接口 6连接，第三路与上 位机通讯接口 7连接；工作电源电路8为上述各部件提供电源。微处理器是对绝对旋转编码器输出的葛雷码进行二进制译码、进行方向、零位处理、进行扬程-开度计算、上下极限输出处理及指令或凸轮控制输出的微处理器。D/A数据 转换模块是进行4-20mA输出的模块。外部终端同步串行接口是输出闸门开度值、输出升降 指令及极限保护信号及外部开关量输入的接口。智能化间位测量仪采用绝对型光电旋转编码器加上微处理器组成。由机械机构将 闸门上升或下降的直线运动变为旋转运动，带动智能化间位测量仪内的绝对型光电旋转编 码器，绝对型光电旋转编码器输出对应的葛雷码，由微处理器进行二进制译码后，减去闸门 零位值，再根据扬程_开度转换表(由用户根据各闸门的扬程_开度数据初始预置)、每转 开度值等数据计算闸门的实际开度。比较闸门开度值，产生上、下极限信号。最后将闸门开 度值分多种方式经多路输出。第一路经D/A转换为4-20mA后送出。第二路把开度数据和 上下极限位置、升降指令信号由时钟同步后串行输出至LED终端显示控制仪，同时，将LED 终端显示控制仪的外部开关量信号输入给微处理器。通过随机配套的软件设置，该路输出 还可供KDY-闸门开度仪和PLC可编程控制器的I/O 口接收16位的开度信号。第三路通过 异步串行通讯口组成RS-232/485或CAN等现场总线现与上位计算机或PLC可编程控制器 等外部设备通讯。智能化闸位测量仪(通过随机配套的软件设置)由二种工作方式“指令控制”与 “凸轮控制”。当在“指令控制”方式下，可由上位机或PLC进行闸门的上升、下降指令控制。 当在“凸轮控制”方式下，通过设定行程控制表，可作为一个凸轮控制器使用，任意控制四路 开关量输出。
权利要求
一种智能化闸位仪，其特征是包括绝对旋转编码器，绝对旋转编码器通过电平转换及数据接收装置与微处理器连接，微处理器与输出的三路信号经电平转换隔离输入输出装置，第一路与D/A数据转换模块连接，第二路与外部终端同步串行接口连接，第三路与上位机通讯接口连接；工作电源电路为上述各部件提供电源。
2.根据权利要求1所述的智能化间位仪，其特征是微处理器是对绝对旋转编码器输 出的葛雷码进行二进制译码、进行方向、零位处理、进行扬程-开度计算、上下极限输出处 理及指令或凸轮控制输出的微处理器。
3.根据权利要求1或2所述的智能化闸位仪，其特征是D/A数据转换模块是进行 4-20mA输出的模块。
4.根据权利要求1或2所述的智能化间位仪，其特征是外部终端同步串行接口是输 出闸门开度值、输出升降指令及极限保护信号及外部开关量输入的接口。
全文摘要
本发明公开了一种智能化闸位仪，包括绝对旋转编码器，绝对旋转编码器通过电平转换及数据接收装置与微处理器连接，微处理器与输出的三路信号经电平转换隔离输入输出装置，第一路与D/A数据转换模块连接，第二路与外部终端同步串行接口连接，第三路与上位机通讯接口连接；工作电源电路为上述各部件提供电源。本发明结构合理，工作性能好。
文档编号G01F23/292GK101832807SQ20101018811
公开日2010年9月15日 申请日期2010年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者王惠平 申请人:王惠平