天然气站场阀门控制系统的制作方法

本发明涉及阀门控制，具体的，涉及天然气站场阀门控制系统。

背景技术：

1、在天然气站场与压气站场中，阀门执行机构与过程控制系统这两者间存在十分复杂的输入输出信号接线，天然气站场采用的阀门是电磁控制阀（电磁阀），是一种通过电磁力来控制流体（液体或气体）的开关元件，通常由铁芯、线圈、阀体和密封件组成。当通电时，线圈产生磁场，使铁芯被吸引到线圈的中心位置，同时密封件被升起或降下，从而改变阀体内部通道的开闭状态，控制流体的流动或停止。由于天然气站场的工作环境比较复杂，导致电磁阀的工作电流不稳定。

2、如果电磁阀工作电流太小，会导致铁芯磁化不足，无法完全吸合，阀体不能打开或关闭，从而影响电磁阀的工作效率和流体控制的稳定性。电磁阀工作电流过大也会对其造成损害，因为过大的电流会在线圈内产生较大的磁场和热量，超过铜导线的承载能力，使电磁阀线圈烧毁或加速老化，从而影响电磁阀的使用寿命和性能。

技术实现思路

1、本发明提出天然气站场阀门控制系统，解决了相关技术中电磁阀的工作电流不稳定的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、天然气站场阀门控制系统，包括主控单元和阀门控制电路，所述阀门控制电路连接所述主控单元，所述阀门控制电路包括电阻r1、光耦u3、开关管q3、开关管q1、电阻r3、开关管q2、电阻r2和电阻r4，

4、所述电阻r1的第一端连接所述主控单元的第一输出端，所述电阻r1的第二端连接所述光耦u3的第一输入端，所述光耦u3的第一输出端连接所述开关管q1的控制端，所述开关管q1的第一端连接24v电源，所述开关管q1的第一端通过所述电阻r3连接所述开关管q1的控制端，所述开关管q1的第二端连接电磁阀线圈l1的第一端，

5、所述光耦u3的第二输出端连接所述开关管q2的控制端，所述开关管q2的第一端连接电磁阀线圈l1的第二端，所述开关管q2的第二端通过所述电阻r2接地，所述开关管q2的第二端通过所述电阻r4连接所述开关管q3的控制端，所述开关管q3的第一端连接所述光耦u3的第二输入端，所述开关管q3的第二端接地。

6、进一步，本发明中所述阀门控制电路还包括二极管d1和二极管d4，所述二极管d1的阳极连接所述开关管q2的第二端，所述二极管d1的阴极连接所述电磁阀线圈l1的第一端，所述二极管d4的阳极连接所述电磁阀线圈l1的第二端，所述二极管d4的阴极连接24v电源。

7、进一步，本发明中所述阀门控制电路还包括或门u6、开关管q4、电阻r5和开关管q5，所述或门u6的第一输入端连接所述主控单元的第一输出端，所述或门u6的第二输入端连接所述主控单元的第二输出端，所述或门u6的输出端连接所述电阻r1的第一端，

8、所述电阻r5的第一端连接所述主控单元的第三输出端，所述电阻r5的第二端连接所述开关管q5的控制端，所述电阻r5的第二端连接所述开关管q4的控制端，所述开关管q4的第一端连接24v电源，所述开关管q4的第二端连接所述开关管q1的第一端，所述开关管q5的第一端连接12v电源，所述开关管q5的第二端连接所述开关管q1的第一端。

9、进一步，本发明中还包括开度检测电路，所述开度检测电路包括位置传感器p1、运放u1、电阻r7、运放u2、电阻r8和电阻r9，所述位置传感器p1供电端连接5v电源，所述位置传感器p1的输出端连接所述运放u1的同相输入端，所述位置传感器p1的接地端接地，所述运放u1的输出端连接所述运放u1的反相输入端，所述运放u1的输出端通过所述电阻r7连接所述运放u2的同相输入端，所述运放u2的反相输入端通过所述电阻r8接地，所述运放u2的输出端通过所述电阻r9连接所述运放u2的反相输入端，所述运放u2的输出端连接所述主控单元的第一输入端。

10、进一步，本发明中所述运放u2的输出端和所述主控单元的第一输入端之间还设有滤波电路，所述滤波电路包括电阻r10和电容c5，所述电阻r10的第一端连接所述运放u2的输出端，所述电阻r10的第二端通过所述电容c5接地，所述电阻r10的第二端连接所述主控单元的第一输入端。

11、本发明的工作原理及有益效果为：

12、本发明中，主控单元输出控制指令至阀门控制电路，阀门控制电路根据主控单元的控制指令控制天然气站场电磁阀的打开或关闭。

13、阀门控制电路的工作原理为：电磁阀打开时，主控单元的第一输出端输出pwm控制信号至光耦u3的第一输入端，当pwm控制信号为低电平信号时，光耦u3截止，开关管q1和开关管q2同时截止，电磁阀线圈l1没有电流通过，电磁阀不动作；当pwm控制信号变为高电平时，光耦u3导通，开关管q1和开关管q2同时导通，这时24v电源依次经开关管q1、电磁阀线圈l1、开关管q2和电阻r2后到地，电磁阀打开。

14、电磁开启时电阻r2上产生电压，当电磁阀的工作电流发生变化时，电阻r2上的电压也会随之发生变化。当流过电磁阀的工作电流偏大时，电阻r2上的电压变大，将电阻r2上的电压作为采样电压，电阻r2上的电压经电阻r4加至开关管q3的控制端，开关管q3导通，且工作放大状态，开关管q3的控制端电流变大，导致光耦u3内部发光二极管的电流减小，从而导致开关管q1和开关管q2的控制端电流减小，进而使流过电磁阀线圈l1的电流减小，抑制电磁阀的工作电流变大；当流过电磁阀的工作电流偏小时，电阻r2上的电压减小，开关管q3的控制端电流减小，导致光耦u3内部发光二极管的电流变大，从而导致开关管q1和开关管q2的控制端电流变大，进而使流过电磁阀线圈l1的电流变大，抑制电磁阀的工作电流减小。

15、本发明中，能够保证电磁阀的工作电流稳定不变，电磁阀的工作电流不会因环境或其他不可控因素的变化出现波动，提高了电磁阀的使用寿命和性能。

技术特征：

1.天然气站场阀门控制系统，其特征在于，包括主控单元和阀门控制电路，所述阀门控制电路连接所述主控单元，所述阀门控制电路包括电阻r1、光耦u3、开关管q3、开关管q1、电阻r3、开关管q2、电阻r2和电阻r4，

2.根据权利要求1所述的天然气站场阀门控制系统，其特征在于，所述阀门控制电路还包括二极管d1和二极管d4，所述二极管d1的阳极连接所述开关管q2的第二端，所述二极管d1的阴极连接所述电磁阀线圈l1的第一端，所述二极管d4的阳极连接所述电磁阀线圈l1的第二端，所述二极管d4的阴极连接24v电源。

3.根据权利要求1所述的天然气站场阀门控制系统，其特征在于，所述阀门控制电路还包括或门u6、开关管q4、电阻r5和开关管q5，所述或门u6的第一输入端连接所述主控单元的第一输出端，所述或门u6的第二输入端连接所述主控单元的第二输出端，所述或门u6的输出端连接所述电阻r1的第一端，

4.根据权利要求1所述的天然气站场阀门控制系统，其特征在于，还包括开度检测电路，所述开度检测电路包括位置传感器p1、运放u1、电阻r7、运放u2、电阻r8和电阻r9，所述位置传感器p1供电端连接5v电源，所述位置传感器p1的输出端连接所述运放u1的同相输入端，所述位置传感器p1的接地端接地，所述运放u1的输出端连接所述运放u1的反相输入端，所述运放u1的输出端通过所述电阻r7连接所述运放u2的同相输入端，所述运放u2的反相输入端通过所述电阻r8接地，所述运放u2的输出端通过所述电阻r9连接所述运放u2的反相输入端，所述运放u2的输出端连接所述主控单元的第一输入端。

5.根据权利要求4所述的天然气站场阀门控制系统，其特征在于，所述运放u2的输出端和所述主控单元的第一输入端之间还设有滤波电路，所述滤波电路包括电阻r10和电容c5，所述电阻r10的第一端连接所述运放u2的输出端，所述电阻r10的第二端通过所述电容c5接地，所述电阻r10的第二端连接所述主控单元的第一输入端。

技术总结
本发明涉及阀门控制技术领域，提出了天然气站场阀门控制系统，包括主控单元和阀门控制电路，阀门控制电路包括光耦U3、开关管Q3、开关管Q1、开关管Q2、电阻R2和电阻R4，光耦U3的第一输入端连接主控单元，光耦U3的第一输出端连接开关管Q1的控制端，开关管Q1的第一端连接24V电源，开关管Q1的第二端连接电磁阀线圈L1的第一端，光耦U3的第二输出端连接开关管Q2的控制端，开关管Q2的第一端连接电磁阀线圈L1的第二端，开关管Q2的第二端通过电阻R2接地，开关管Q2的第二端通过电阻R4连接开关管Q3的控制端，开关管Q3的第一端连接光耦U3的第二输入端，开关管Q3的第二端接地。通过上述技术方案，解决了相关技术中电磁阀的工作电流不稳定的问题。

技术研发人员：郭江涛,宋树国,郭江玮
受保护的技术使用者：恒通阀门有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15