一种遥控阀门的总线控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种遥控阀门的总线控制系统，包括上位机、控制装置、电源箱和多个遥控阀门的控制机构，所述控制机构为设有CANBUS控制单元、中间继电器、开关量输入装置、模拟量输入装置；所述电源箱通过电源线和遥控阀门的动力单元连接，控制装置通过数据线和控制机构连接；所述控制机构用于控制阀门,一个所述控制机构控制一个遥控阀门，所述控制装置用于控制多个所述控制机构；所述控制装置还包括应急检测装置，所述应急检测装置用于检测遥控阀门的电机的运转，所述控制装置还包括故障判断机构。本发明通过总线结构，高度集成，将数据采集、信号控制集成在一套系统中，节约了系统资源，降低了系统的复杂度。
【专利说明】
一种遥控阀门的总线控制系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种总线控制系统，尤其涉及一种电液式遥控阀门装置的总线控制系统。
【背景技术】
[0002]现有的遥控阀门，其数据采集和信号控制分别由两个独立的系统进行，这样布线和数据处理，数据传输以及控制信号传输结构复杂，若遥控阀门数量较多，整个系统的结构会非常庞大，不利于线路的布置、数据的管理及信号的发送。
[0003]而且，现有的遥控阀门系统，电源线如果出现短路或者断路，系统只能在电源端设置过流开关提供过流保护，操作人员只能得出结论这套总线环路出现了电源线短路或者断路故障，而不能准确判断短路或者断路点。
[0004]再者，在应急情况下为了在现场检测遥控阀门，需通过远处的控制室进行电源的开关操作，通过两端人员对讲机互相喊话告知检测情况，路程远，耗时且耗人力。后通过改进安装一个现场控制箱，控制箱上面一般都装有两个按钮，一个按钮对应开操作，另一个按钮对应关操作，普通按钮的防护防爆等级比较低，而防护防爆等级较高的按钮体积又很大。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种高度集成、便于操作的遥控阀门的总线控制系统，为此，本发明提供以下技术方案:
一种遥控阀门的总线控制系统，包括上位机、控制装置、电源箱和多个遥控阀门的控制机构，所述控制机构为设有CANBUS控制单元、中间继电器、开关量输入装置、模拟量输入装置;所述CANBUS控制单元用于与上位机的通信;所述电源箱通过电源线和遥控阀门的动力单元连接，控制装置通过数据线和控制机构连接;所述上位机控制所述控制装置及电源箱，所述控制机构用于控制阀门，一个所述控制机构控制一个遥控阀门，所述控制装置用于控制多个所述控制机构；
所述控制装置还包括应急检测装置，所述应急检测装置用于检测遥控阀门的电机的运转，所述遥控阀门设有电机开关Yl和电机开关Y2，所述应急检测装置包括与电机开关Yl和电机开关Y2相连的干簧管K3和干簧管K4，所述干簧管K3闭合可以控制电机开关Yl的闭合，此时Y2打开，使得电机正转，干簧管K4闭合可以控制电机开关Y2闭合，此时Yl打开，使得电机逆转；
所述控制装置还包括故障判断机构，所述故障判断机构对于其所进行故障判断的遥控阀门均设置中间继电器Kl及中间继电器K2，中间继电器Kl及中间继电器K2连接在遥控阀门的控制机构的供电电路上，电流从一个中间继电器进从另一个中间继电器出，遥控阀门的控制机构的工作用电从中间继电器Kl及中间继电器K2之间取电；
电流从一个中间继电器进从另一个中间继电器出时作为阀门的电源。
[0006]在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案: 所述控制机构最多有64个。
[0007]所述中间继电器Kl及中间继电器K2为常闭触点。
[0008]所述控制机构中的中间继电器设有四路中间继电器输出接口，其中两路用来控制遥控阀门的电机或者电磁阀，当阀门执行器不是电液式或者电动式，而是液压式，或者气动式的时候，就需要电磁阀来控制液压油或者压缩空气的方向，用来控制遥控阀门的开闭，另外两路预留；
所述开关量输入装置设有四路开关量输入接口，其中两路用来输入遥控阀门或者被执行机构的到位信号指示，另外两路预留;所述模拟量输入装置设有四路模拟量输入接口，其中两路用来输入遥控阀门或者被执行机构的开度或者进度指示，另外两路预留。
[0009]所述中间继电器Kl及中间继电器K2在供电电路中被配置为，当系统中出现故障点时，供电电路避开故障点而在其前后重新形成两个供电回路。
[0010]所述控制装置、电源箱和多个遥控阀门均设在机壳内，通过磁铁靠近或远离所述应急检测装置的干簧管K3和干簧管K4相对应的机壳处，可控制干簧管K3和干簧管K4闭合。
[0011]所述应急检测装置连接在单相电路上。
[0012]所述应急检测装置连接在三相电路上。
[0013]所述总线控制系统能用于电液式遥控阀门、液压式执行机构、电动式执行机构、气动式执行机构或者水力执行机构。
[0014]开关量输入装置或模拟量输入装置包括压力变送器、压力开关、温度变送器、温度开关、液位变送器、液位开关、流量变送器和流量开关其中的一种或多种。
[0015]由于采用本发明的技术方案，本发明的有益效果为:本发明通过总线结构，高度集成，将数据采集、信号控制集成在一套系统中，将模拟信号转换为数字信号，可进行远距离的传输，节约了系统资源，降低了系统的复杂度;本发明应急检测装置采用了干簧管的工作原理，实现了隔离式的现场操作，场控制单元结构简单，控制方便快捷;并且，本发明不仅能够判断出整套系统何处出现了电源线短路或者断路故障，还能够通过冗余线路，使得整套系统能够继续应急使用。
【附图说明】
[0016]图1为本发明提供的一种遥控阀门的总线控制系统的示意图。
[0017]图2为本发明提供的控制机构模块图。
[0018]图3是本发明应急检测装置应用在单相电路的应用示意图。
[0019]图4是本发明应急检测装置应用在三相电路的应用示意图。
[0020]图5是本发明提供的故障判断机构示意图。
[0021 ]图6为本发明提供的阀门执行系统正视图。
[0022]图7为本发明提供的阀门执行系统俯视图。
[0023]图8为本发明提供的阀门执行系统侧视图。
[0024]图9为本发明提供的阀门执行器的剖视图。
【具体实施方式】
[0025]如图1所示，一种遥控阀门的总线控制系统，所述总线控制系统能用于电液式遥控阀门、液压式执行机构、电动式执行机构、气动式执行机构或者水力执行机构。
[0026]该系统包括上位机100、控制装置200、电源箱300和多个遥控阀门600，所述控制装置为集成线路板，所述遥控阀门上设有控制机构700，所述控制机构为设有CANBUS控制单元701、中间继电器702、开关量输入装置703、模拟量输入装置704;所述电源箱通过电源线400和遥控阀门的动力单元连接，控制装置通过数据线500和控制机构700连接；
所述上位机100控制所述控制装置200及电源箱300，所述控制机构700用于控制阀门，所述控制装置用于控制多个所述控制机构700。所述CANBUS控制单元用于与上位机的通信，本系统将控制机构700通过模拟量输入装置704收集到的模拟信号进行转换，转换为数字信号通过数据线500传输给控制装置200。上位机100通过控制所述控制装置200和电源箱300对整个装置进行监控。
[0027]所述遥控阀门600包括压力变送器601、压力开关602、温度变送器603、温度开关604、液位变送器605、液位开关606、流量变送器607和流量开关608其中的一种或多种。所述控制机构700最多有64个。
[0028]所述控制装置还包括应急检测装置，所述应急检测装置用于检测所述电机的运转，所述遥控阀门设有电机开关Yl和电机开关Y2，所述应急检测装置包括与电机开关Yl和电机开关Y2相连的干簧管K3和干簧管K4，所述干簧管K3闭合可以控制电机开关Yl的闭合，此时Y2打开，使得电机正转，干簧管K4闭合可以控制电机开关Y2闭合，此时Yl打开，使得电机逆转;所述控制装置、电源箱和多个遥控阀门均设在机壳内，通过磁铁靠近或远离所述应急检测装置的干簧管K3和干簧管K4相对应的机壳处，可控制干簧管K3和干簧管K4闭合。
[0029]所述应急检测装置连接在单相电路上，如图3所示。
[0030]所述应急检测装置连接在三相电路上，如图4所示。
[0031]检修时，调试人员或者管理、检修人员到达现场。当电源有电时，只需要带着一个磁铁，把磁铁靠近K3布置的位置，电机就会正转，把磁铁靠近K4布置的位置，电机就会逆转。通过电机是否转动来判别是否正常，无需调试的时候在总控制台布置人员用对讲机或者别的通讯工具来协调这个困难。特别是在船舶上总控制台与执行器相距非常远，应用本装置将大大的降低了检修的人力及难度。
[0032]所述控制装置还包括故障判断机构，所述故障判断机构对于其所进行故障判断的遥控阀门均设置中间继电器Kl及中间继电器K2，中间继电器Kl及中间继电器K2连接在遥控阀门的控制机构的供电电路上，电流从一个中间继电器进从另一个中间继电器出，遥控阀门的控制机构的工作用电从中间继电器Kl及中间继电器K2之间取电；
如图5所示，整套遥控阀门系统正常工作情况时电源由正向流动，先经过执行器I的Kl，再经过执行器I的K2，再通往执行器2的K1，再通往执行器2的K2，如此一直延续下去，Kl和K2都是常闭触点。所述中间继电器Kl及中间继电器K2在供电电路中被配置为，当系统中出现故障点时，供电电路避开故障点而在其前后重新形成两个供电回路。
[0033]如图5所示，如果A点电源线400出现断路情况，那么正向流动的电源到了遥控阀门901后就送不到遥控阀门902了，这样上位机100系统根据数据线500反馈的数据就能够判断遥控阀门902没有电了。因为上位机100巡检的时候遥控阀门902往后都没有信号。此时上位机会根据相应的判断做出提示，提示界面会明确指出遥控阀门901与遥控阀门902之间电源线400断路。上位机100会发送数据控制遥控阀门901的中间继电器K2线圈吸合K2主触点断开，使得正向电源只能送到遥控阀100，同时，上位机100会控制反向电源接通，通过数据线发送数据给到遥控阀门902，使得遥控阀门902的中间继电器Kl断开。这样，整套系统会根据故障判断绕开断路A点，恢复全系统的遥控阀门工作。
[0034]如果A点电源线400出现短路情况，那么布置在正向电源处的过流保护开关会过流跳电，从发生短路到开关跳电动作时间约为10mS左右，此时遥控阀门遥控电源系统跳电保护，上位机100系统提示系统某处短路，上位机100会提示操作人员合上短路过流保护开关，操作人员按照上位机100提示合上电源开关。从合上电源开关到再一次跳电保护之间有10ms时间。上位机100利用这个时间发出自检命令，遥控阀门901后就不会有反馈数据，因为遥控阀门901后面由于电源短路没电源了。这时正向的过流保护开关再一次跳电，上位机100提示根据刚才的巡检结果已经知道是遥控阀门901与遥控阀门902之间的电源线400A点短路。计算器会再一次提示操作人员合上正向电源开关。
[0035]同时，上位机100会给遥控阀门901的控制单元发送一个命令，命令内容是切断遥控阀门901的中间继电器K2，中间继电器的动作时间只需要10mS，这样电源就能够正常从正向流到遥控阀门901，使遥控阀门901往前都能够正常工作;接着计算器会控制反向的过流保护开关合上，同时，上位机100通过总线系统给遥控阀门902发送一个切断遥控阀门902的中间继电器Kl的命令，这样反向流动的电源可以一直输送到遥控阀门2。
[0036]通过上面的操作，本系统不仅能够判断出整套系统何处出现了电源线400短路故障，还能够通过布置在控制单元的Kl与K2把故障点隔开，使得整套系统能够继续应急使用。
[0037]所述中间继电器702设有四路中间继电器输出接口，其中两路用来控制遥控阀门600动力单元的电机或者电磁阀，另外两路预留。
[0038]所述开关量输入装置703设有四路开关量输入接口，其中两路用来输入遥控阀门600或者被执行机构的到位信号指示，另外两路预留。
[0039]所述模拟量输入装置704设有四路模拟量输入接口，其中两路用来输入遥控阀门600或者被执行机构的开度或者进度指示，另外两路预留。
[0040]如图6-9所示的阀门执行系统的实施例，是将本发明中的部分单元高度整合，各部分高度集成为一个整体，没有任何外接液压管路，降低漏油风险，并配设有各种应急结构。其阀门执行器结构精巧，将位置传感器设于执行器缸体内部，有利于位置传感器的保护，不容易损伤。阀门执行系统包括阀门执行器8和型微电液动力单元I，所述阀门执行器与型电液动力单元相连，所述微型电液动力单元位于阀门执行器8的一侧，所述微型电液动力单元包括油箱3、功能阀块2、电机4、接线盒5;
所述接线盒5位于微型电液动力单元I的上部，所述接线盒5内设有阀门总线控制系统及所述执行装置的应急检测装置，所述执行装置的应急检测装置用于检测所述电机4的运转。
[0041]所述油箱设于微型电液动力单元下部的一侧，所述电机设于微型电液动力单元I下部的另一侧，所述油箱及电机中间正对阀门执行器设有功能阀块，所述功能阀块为电机的输出部分，所述接线盒位于电机的上方，所述接线盒面向油箱的一侧设有干簧管操作部。所述干簧管操作部用于检测员手持磁铁靠近该区域进行检测。
[0042]所述阀门执行器8设有直线位移传感器，所述阀门执行器8及直线位移传感器的引线均安装在接线盒5内；所述内置式直线位移传感器10包括主体11及伸缩探头12，所述伸缩探头12位于主体11前部并与凸轮8接触，或通过中间传动装置与凸轮8接触，所述凸轮8设有凹口，所述凹口位于所述直线位移变送器时，所述伸缩探头12伸入凹口。
[0043]所述微型电液动力单元I还设有应急接口6，所述应急接口 6用于在微型动力单元I出现故障时，连接手压栗。
[0044]所述阀门执行器8包括凸轮8;所述阀门执行器8还包括垂直于凸轮8设置的内置式直线位移传感器10，所述缸体内设有所述内置式直线位移传感器10的安装位，所述凸轮8的旋转能够带动内置式直线位移传感器10伸缩，所述伸缩的距离用于判别阀门式执行器的开度。所述内置式直线位移传感器10位于阀门执行器8下部或者上部。
[0045]本发明主要优选应用于大型船舶上。
[0046]以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的保护范围之中。
【主权项】
1.一种遥控阀门的总线控制系统，包括上位机、控制装置、电源箱和多个遥控阀门的控制机构，其特征在于，所述控制机构设有CANBUS控制单元、中间继电器、开关量输入装置、模拟量输入装置;所述CANBUS控制单元用于与上位机的通信;所述电源箱通过电源线和遥控阀门的动力单元连接，控制装置通过数据线和控制机构连接;所述上位机控制所述控制装置及电源箱，所述控制机构用于控制阀门，所述控制装置用于控制多个所述控制机构； 所述控制装置还包括应急检测装置，所述应急检测装置用于检测遥控阀门的电机的运转，所述遥控阀门设有电机开关Yl和电机开关Y2，所述应急检测装置包括与电机开关Yl和电机开关Y2相连的干簧管K3和干簧管K4，所述干簧管K3闭合可以控制电机开关Yl的闭合，此时Y2打开，使得电机正转，干簧管K4闭合可以控制电机开关Y2闭合，此时Yl打开，使得电机逆转； 所述控制装置还包括故障判断机构，所述故障判断机构对于其所进行故障判断的遥控阀门均设置中间继电器Kl及中间继电器K2，中间继电器Kl及中间继电器K2连接在遥控阀门的控制机构的供电电路上，电流从一个中间继电器进从另一个中间继电器出，遥控阀门的控制机构的工作用电从中间继电器Kl及中间继电器K2之间取电； 电流从一个中间继电器进从另一个中间继电器出时作为阀门的电源。2.如权利要求1所述的一种遥控阀门的总线控制系统，其特征在于，所述中间继电器Kl及中间继电器K2为常闭触点。3.如权利要求1所述的一种遥控阀门的总线控制系统，其特征在于，所述控制机构中的中间继电器设有四路中间继电器输出接口，其中两路用来控制遥控阀门的电机或者电磁阀，另外两路预留； 所述开关量输入装置设有四路开关量输入接口，其中两路用来输入遥控阀门，或者被执行机构的到位信号指示，另外两路预留； 所述模拟量输入装置设有四路模拟量输入接口，其中两路用来输入遥控阀门或者被执行机构的开度或者进度指示，另外两路预留。4.如权利要求1或2所述的一种遥控阀门的总线控制系统，其特征在于，所述中间继电器Kl及中间继电器K2在供电电路中被配置为，当系统中出现故障点时，供电电路避开故障点而在其前后重新形成两个供电回路。5.如权利要求1所述的一种遥控阀门的总线控制系统，其特征在于，所述控制装置、电源箱和多个遥控阀门均设在机壳内，通过磁铁靠近或远离所述应急检测装置的干簧管K3和干簧管K4相对应的机壳处，可控制干簧管K3和干簧管K4闭合。6.如权利要求1或5所述的一种遥控阀门的总线控制系统，其特征在于，所述应急检测装置连接在单相电路上。7.如权利要求1或5所述的一种遥控阀门的总线控制系统，其特征在于，所述应急检测装置连接在三相电路上。8.如权利要求1或3所述的一种遥控阀门的总线控制系统，其特征在于，所述总线控制系统能用于电液式遥控阀门、液压式执行机构、电动式执行机构、气动式执行机构或者水力执行机构。9.如权利要求1所述的一种遥控阀门的总线控制系统，其特征在于，所述遥控阀门包括压力变送器、压力开关、温度变送器、温度开关、液位变送器、液位开关、流量变送器和流量开关其中的一种或多种。
【文档编号】G05B19/042GK106054701SQ201610387642
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】颜愚极
【申请人】颜愚极