气动阀门的机电集成控制装置的制作方法

1.本实用新型属于管线流程快速切换和故障诊断领域，特别涉及带反馈气动阀门的机电集成控制装置。


背景技术：

2.气动阀门的开闭有进气和排气两个过程，所以一般由气路换向阀通过气源换向的动作来实现对气动阀门的开闭控制。气路换向阀分为机械式气路换向阀和电磁气动换向阀等，前者是通过纯机械式操作实现气路换向，后者则通过电路的高低电位转换实现气路换向。特别地，当需要控制的气动阀门数量较多时，前者衍生为空气分配器，后者衍生为plc集成电路控制的电磁气动换向阀组。
3.一般的空气分配器具有以下特点：1、多个气动阀门的控制集成化；2、流程切换手柄一键操作，动作迅速可靠；3、输出气源工况根据用户需求定制；4、在无气源时处于常闭状态。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在使气动阀门的机械式控制方式和plc电路控制方式相结合，通过增加反馈系统，实时监测当前流程下气动阀门的开闭状态，便于快速排查和显示。
5.鉴于此，本实用新型采用的技术方案是：气动阀门的机电集成控制装置，包括气电互锁空气分配器、plc控制器、电磁气动换向阀、气动阀门、压力传感器和流程位置感应器，其中，所述气电互锁空气分配器的进气口与所述电磁气动换向阀的气源接口连接，所述气电互锁空气分配器的出气口与所述气动阀门连接，所述气动阀门输出气源的路径上设置压力传感器，所述压力传感器将压力转化为电信号返回给所述plc控制器，所述plc控制器的控制端与电磁气动换向阀连接，所述气电互锁空气分配器上具有流程位置感应器，所述流程位置感应器将流程位置转化为电信号返回给所述plc控制器。
6.进一步，所述气电互锁空气分配器包括快速切换手柄、进气口ⅰ、进气口ⅱ、出气口ⅰ、出气口ⅱ；所述进气口ⅰ为装置的气源输入口，所述出气口ⅰ和出气口ⅱ为装置的气源输出口，所述出气口ⅰ连接所述电磁气动换向阀的进气口p，所述出气口ⅱ连接气动阀门，输出气源用于控制所述气动阀门的开启，所述进气口ⅱ连接所述电磁气动换向阀的出气口b；所述快速切换手柄用于手动控制所述出气口ⅰ和所述出气口ⅱ的气源接通或断开，且优先级高于所述plc的控制。
7.进一步，所述快速切换手柄位于电控位时，所述出气口ⅰ的气源接通，plc控制器控制所述出气口b的气源接通，所述出气口a的气源断开，从而使所述进气口ⅱ的气源接通，所述进气口ⅱ气源接通时，对应的出气口ⅱ气源接通，气动阀门的开启，此时所述气动阀门的开闭由所述plc控制器控制；所述快速切换手柄位于非电控位时，所述出气口ⅰ的气源关闭，此时所述气动阀门的开闭由所述快速切换手柄控制。
8.进一步，所述流程位置感应器为磁感应开关，在所述快速切换手柄旋转到对应流
程位置感应器位置时，所述流程位置感应器输出电信号给所述plc控制器。
9.更具体地，所述压力传感器在气源接通时输出电信号“1”，在气源断开时输出电信号“0”，并将该电信号输入所述plc控制器；所述流程位置感应器输入电信号给所述plc控制器；所述plc控制器将两种信号与预设逻辑进行比较，输出状态信息。所述plc控制器的输出端口连接状态指示灯或者电控显示屏。
10.在本实用新型中，所述plc控制器、所述电磁气动换向阀、所述压力传感器及所述流程位置感应器均为标准通用设备，可以直接采购使用。
11.气电互锁空气分配器采用我公司自主研制的产品，具体参见专利申请号为202123246319.7公开的气电联锁阀集成式空气分配器。还增加了以下几点功能：1、气电互锁功能：兼容手动和电控两种控制方式，预留plc控制气路气管接口，当旋转手柄时可自动屏蔽plc控制气路气源，保证手动和电控互不干涉；2、流程反馈功能：预留流程位置感应器安装孔，可实时反馈流程位置。
12.气动阀采用我公司自主研制的产品，具体参见专利申请号为202123246324.8公开的具有开闭反馈功能的气动阀。具有以下几点功能：1、体积小、重量轻：主体用铝合金进行压模铸造整体成形，可有效提高运加油车的有效负荷；2、双向全压差工作：介质可双向流动，关闭后密封严密无可见渗漏；3、自平衡式结构：阀门不会被管道内介质压力自动打开，在无气源时阀处于常闭状态；4、应急手动：当气源出现意外不能正常工作时，可利用应急手动机构开启或关闭阀门；5、信号反馈：设置有独立的气压信号反馈口，用于反馈阀门开闭状态；6、超温保护：进气口处设置有易熔元件，当环境温度达到75℃
±
5℃时，易熔元件熔融，使进气气源泄出，阀门自动恢复到关闭状态；7、耐腐蚀：表面经特殊工艺处理具有很强的耐蚀和耐磨性。
13.本实用新型的工作原理如下：
14.气电互锁空气分配器具有手动一键切换流程的功能，实现气动阀门的机械控制；气电互锁空气分配器提供了电磁气动换向阀的气源接口，配合plc实现气动阀门的电路控制；气动阀门具有开闭反馈功能，当阀门开启时输出气源压力，经压力传感器转化为电信号返回给plc；流程位置感应器可将流程位置转化为电信号返回给plc；plc将流程信号和阀门开闭信号进行比对，根据预设逻辑，实时监测当前流程下各个气动阀门是否正常开启或关闭。
15.与现有技术相比，本实用新型使气动阀门的机械式控制方式和plc电路控制方式相结合，通过增加反馈系统，实时监测当前流程下气动阀门的开闭状态，便于快速排查和显示。本实用新型可应用于运加油车、储油罐等管路系统中，实现气动阀门的机电集成控制。
附图说明
16.图1是本实用新型的系统组成原理图；
17.图2是本实用新型的气路接线示意图；
18.图3是本实用新型所用气电互锁空气分配器的示意图；
19.图中：1-气电互锁空气分配器；2-plc控制器；3-电磁气动换向阀；4-气动阀门；5-压力传感器；6-流程位置感应器；7-快速切换手柄；8-进气口ⅰ；9-进气口ⅱ；10-出气口ⅰ；11-出气口ⅱ；12-进气口p；13-出气口b；14-出气口a；15-指针。
具体实施方式
20.应理解，本实用新型的实施例只用于说明本实用新型而非限制本实用新型，在不脱离本发明技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出的各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。
21.如图1所示，气动阀门的机电集成控制装置，包括气电互锁空气分配器1、plc控制器2、电磁气动换向阀3、气动阀门4、压力传感器5、流程位置感应器6，所述气电互锁空气分配器1的进气口与所述电磁气动换向阀3的气源接口连接，所述气电互锁空气分配器1的出气口与所述气动阀门4连接，所述气动阀门4输出气源的路径上设置压力传感器5，所述压力传感器5将压力转化为电信号返回给所述plc控制器2，所述plc控制器2的控制端与电磁气动换向阀3连接，所述气电互锁空气分配器1上具有流程位置感应器6，所述流程位置感应器6将流程位置转化为电信号返回给所述plc控制器2。所述气电互锁空气分配器1具有手动一键切换流程的功能，实现所述气动阀门4的机械控制；当手柄处于非电控位，电磁气动换向阀的总气源断开，气动阀门的开闭只受快速切换手柄控制，实现气动阀门的机械控制，所述气电互锁空气分配器1提供了所述电磁气动换向阀3的气源接口；当手柄处于电控位，电磁气动换向阀3的总气源接通，plc控制器2控制电磁气动换向阀3从而间接控制了空气分配器输出口气源的开闭，配合所述plc控制器2实现所述气动阀门4的电路控制；所述气动阀门4具有开闭反馈功能，当阀门开启时输出气源压力，经所述压力传感器5转化为电信号返回给所述plc控制器2；所述流程位置感应器6可将流程位置转化为电信号返回给所述plc控制器2；所述plc控制器2将流程信号和阀门开闭信号进行比对，根据预设逻辑，实时监测当前流程下所述各个气动阀门4是否正常开启或关闭。
22.如图2和图3所示，所述气电互锁空气分配器1设置有快速切换手柄7、进气口ⅰ8、进气口ⅱ9、出气口ⅰ10、出气口ⅱ11；所述进气口ⅰ8为装置的气源输入口，所述出气口ⅰ10和出气口ⅱ11为装置的气源输出口，所述出气口ⅰ10输出气源用于所述电磁气动换向阀3的进气口p12，所述出气口ⅱ11输出气源用于所述气动阀门4的开启；所述快速切换手柄7可以由手动控制所述出气口ⅰ10和所述出气口ⅱ11的气源接通或断开，且优先级高于所述plc控制器2的控制；所述plc控制器2控制所述电磁气动换向阀3换向，在所述出气口ⅰ10气源接通的前提下，使所述出气口b13的气源接通，所述出气口a14的气源断开，从而使所述进气口ⅱ9的气源接通；所述进气口ⅱ9气源接通时，对应的出气口ⅱ11气源接通；只有在所述快速切换手柄7位于某一特定位置电控位时，所述出气口ⅰ10的气源才会接通，此时所述气动阀门4的开闭由所述plc控制器2控制；所述快速切换手柄7在非电控位时，所述出气口ⅰ10的气源均关闭，此时所述气动阀门4的开闭仅由所述快速切换手柄7控制。在与所述快速切换手柄7连接的圆盘上设置有指针15，指针15用于指示流程位置。
23.电磁气动换向阀3由所述进气口p12进气，默认所述出气口a14出气，所述plc控制器2控制气源换向，使所述出气口b13的气源接通，所述出气口a14的气源断开，所述出气口b13与所述进气口ⅱ9用气管相接通；所述气动阀门4在无气源时常闭，在气源接通时开启并将气源压力传到所述压力传感器5；所述压力传感器5在气源接通时输出电信号“1”，在气源断开时输出电信号“0”；所述流程位置感应器6为磁感应接近开关，在所述快速切换手柄7旋转到对应流程位置时，所述流程位置感应器6输出电信号给所述plc控制器2；所述plc控制器2收到所述流程位置感应器6的流程信号后，根据预设逻辑在各个端口呈现“1”或“0”，与
各个端口收到的实际来自所述压力传感器5的电信号“1”或“0”进行比对；当两种信号逻辑一致时，在该所述气动阀门4对应的所述plc控制器2输出端口输出电信号“1”，表示正常状态，当两种信号逻辑不一致时，输出电信号“0”，表示异常状态；所述快速切换手柄7处于非电控位时，流程信号由所述流程位置感应器6提供，所述快速切换手柄7处于电控位时，流程信号由所述plc控制器2自身提供；所述plc控制器2的输出端口可以连接状态指示灯或者电控显示屏，实时监测和显示所述气动阀门4的开闭状态。