一种基于ModBus总线控制技术的智能化冶金阀门系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金行业技术领域，特别是涉及一种基于ModBus总线控制技术的智能化冶金阀门系统。
【背景技术】
[0002]当前的冶金阀门系统的控制方面一般采用阀门的驱动轴的输出转角作为反馈控制信号，构成整个系统的闭环，虽然能够满足日常的需求，但是对于阀门整体控制效果极差，会影响转炉的煤气浓度、烟气排放和煤气回收等。同时由于冶金阀门属于可更换的设备，因此当前的冶金阀门系统中的冶金阀门主要采用普通的合金材料，对于耐蚀性方面效果较差，影响了冶金行业的正常工作。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于ModBus总线控制技术的智能化冶金阀门系统。
[0004]本发明所采用的技术方案是:一种基于ModBus总线控制技术的智能化冶金阀门系统，包括ModBus总线控制系统、冶金阀门、系统电源、保护电路，ModBus总线控制系统为整个系统的控制中心，ModBus总线控制系统包括如端控制部分、后端控制部分和远程控制部分，系统电源为整个系统进行供电，ModBus总线控制系统通过系统电源将380V交联三相电源为驱动电源，接受控制信号，并将其转化为相应输出轴位移，由输出轴控制冶金阀门。
[0005]作为优选的，所述的冶金阀门选用牌号为GH2132合金为原材料，利用真空非自耗感应+真空电弧组合熔炼工艺进行熔炼，利用分流式浇铸技术，分流式浇口套模具内具有法兰结构。
[0006]作为优选的，所述的驱动电源驱动电机，电机连接带动蜗轮蜗杆转动，蜗轮蜗杆连接输出轴。
[0007]作为优选的，所述的后端控制部分为人机对话接口，实现本地控制信息的采集及将阀门系统状态情况反映给本地操作员。
[0008]作为优选的，所述的端控制部分为电机控制部分，为整个控制系统的关键部分，其接受人机对话接口或远程控制传来的控制信息，经过比较、处理后输出控制冶金阀门的开、关、停的基本运动。
[0009]作为优选的，所述的远程控制部分包括ModBus总线技术的数字量信号传送，实现远程控制。
[0010]作为优选的，所述的系统电源引入变压器得到三路交流输出，分别为2路25V与1路7.5V，输出端经整流后得到2路24V与1路5V电压。
[0011 ] 作为优选的，所述的保护电路包括漏电保护电路、过载保护电路、相序自动调整及复位电路。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果是:实现全自动、全智能化的阀门控制，实现转炉的烟气排放及煤气回收，同时还可以应用于铁矿烧结、冶炼、水泥、化工、发电等行业的通风除尘和环境保护工程。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的工作原理图；
[0014]图2为本发明的总体框架图。
【具体实施方式】
[0015]为了能更清楚地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进一步说明。
[0016]如图1、图2本发明所述的一种基于ModBus总线控制技术的智能化冶金阀门系统，包括ModBus总线控制系统、冶金阀门、系统电源、保护电路，ModBus总线控制系统为整个系统的控制中心，ModBus总线控制系统包括如端控制部分、后端控制部分和远程控制部分，系统电源为整个系统进行供电，ModBus总线控制系统通过系统电源将380V交联三相电源为驱动电源，驱动电源驱动电机，电机连接带动蜗轮蜗杆转动，蜗轮蜗杆连接输出轴，接受控制信号，并将其转化为相应输出轴位移，由输出轴控制冶金阀门，ModBus总线控制系统是实现整个智能化冶金阀门系统的智能化控制的部分，其集常规仪表的检测、控制、执行、调节等作用为一体，具有智能化控制、显示、诊断、保护和通讯功能的系统，ModBus总线控制系统以控制器为中心，将诸多部件组合为一体化结构，如图2所示。
[0017]冶金阀门选用牌号为GH2132合金为原材料，利用真空非自耗感应+真空电弧组合熔炼工艺进行熔炼，提升其纯净度和化学性能，对于氯等腐蚀具有良好防护效果，极大延长阀门的使用寿命，显著提升阀门的各项性能，利用分流式浇铸技术，分流式浇口套模具内具有法兰结构，将气体有效的排出，极大减少阀门铸件的气孔，使得后续补焊和热处理工序大幅度降低。
[0018]ModBus总线控制系统中大致可以分为前端控制部分、后端控制部分和远程控制部分。后端控制部分是人机对话接口，实现本地控制信息的采集及将阀门系统状态情况反映给本地操作员；前端控制部分为电机控制部分，为整个控制系统的关键部分，其接受人机对话接口或远程控制传来的控制信息，经过比较、处理后输出控制冶金阀门的开、关、停等基本运动；远程控制部分包括ModBus总线技术的数字量信号传送，实现远程控制。
[0019]在ModBus总线控制系统实现对冶金阀门智能化控制的过程中，其硬件部分与软件部分分别采用分布式架构和模块化架构，实现软硬件协同联调。
[0020]电源是维持整个智能化冶金阀门系统正常工作的基础，为系统内各个部分提供正常工作的电源电压，因此在系统设计过程中，需要对系统电源进行相应的设计。
[0021]本方案的工作方面对工作电压支持380V和660V，因此系统电源在设计过程中引入变压器得到三路交流输出，分别为2路25V与1路7.5V，输出端经整流后得到2路24V与1路5V电压，同时考虑到系统中大部分芯片的工作电压为5V，选择5V作为前级输入和末级电源，可有效的降低系统的复杂度，节省成本。
[0022]所述的保护电路包括漏电保护电路、过载保护电路、相序自动调整及复位电路。漏电保护电路通过检测计算相对地绝缘电阻的阻值，判断是否出现漏电情况，当线路出现漏电故障绝缘电阻值会降低，系统立即启动漏电保护措施；冶金阀门系统中阀门控制器的相序自动调整电路由可控硅和换向继电器两部分组成；过载保护电路是为保护冶金阀门系统中负荷电流大于额定电流等情况下系统的安全，当阀门工作时出现过载情况则实行过载保护和及时报警；复位电路是确保系统的稳固性进行设计的电路模块，其能够实现上电复位、掉电复位和外部复位等功能。在设计过程中，系统使用MAX708SD作为复位电路的控制芯片，可以同时输出高电平有效和低电平有效的复位信号，也可以进行手动复位输入或独立的比较器出发复位。
[0023]以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
【主权项】
1.一种基于ModBus总线控制技术的智能化冶金阀门系统，其特征在于:包括ModBus总线控制系统、冶金阀门、系统电源、保护电路，ModBus总线控制系统为整个系统的控制中心，ModBus总线控制系统包括前端控制部分、后端控制部分和远程控制部分，系统电源为整个系统进行供电，ModBus总线控制系统通过系统电源将380V交联三相电源为驱动电源，接受控制信号，并将其转化为相应输出轴位移，由输出轴控制冶金阀门。2.根据权利要求1所述的一种基于ModBus总线控制技术的智能化冶金阀门系统，其特征在于:所述的冶金阀门选用牌号为GH2132合金为原材料，利用真空非自耗感应+真空电弧组合熔炼工艺进行熔炼，利用分流式浇铸技术，分流式浇口套模具内具有法兰结构。3.根据权利要求1所述的一种基于ModBus总线控制技术的智能化冶金阀门系统，其特征在于:所述的驱动电源驱动电机，电机连接带动蜗轮蜗杆转动，蜗轮蜗杆连接输出轴。4.根据权利要求1所述的一种基于ModBus总线控制技术的智能化冶金阀门系统，其特征在于:所述的后端控制部分为人机对话接口，实现本地控制信息的采集及将阀门系统状态情况反映给本地操作员。5.根据权利要求1所述的一种基于ModBus总线控制技术的智能化冶金阀门系统，其特征在于:所述的端控制部分为电机控制部分，为整个控制系统的关键部分，其接受人机对话接口或远程控制传来的控制信息，经过比较、处理后输出控制冶金阀门的开、关、停的基本运动。6.根据权利要求1所述的一种基于ModBus总线控制技术的智能化冶金阀门系统，其特征在于:所述的远程控制部分包括ModBus总线技术的数字量信号传送，实现远程控制。7.根据权利要求1所述的一种基于ModBus总线控制技术的智能化冶金阀门系统，其特征在于:所述的系统电源引入变压器得到三路交流输出，分别为2路25V与1路7.5V，输出端经整流后得到2路24V与1路5V电压。8.根据权利要求1所述的一种基于ModBus总线控制技术的智能化冶金阀门系统，其特征在于:所述的保护电路包括漏电保护电路、过载保护电路、相序自动调整及复位电路。
【专利摘要】本发明公开了一种基于ModBus总线控制技术的智能化冶金阀门系统，包括ModBus总线控制系统、冶金阀门、系统电源、保护电路，ModBus总线控制系统为整个系统的控制中心，ModBus总线控制系统包括前端控制部分、后端控制部分和远程控制部分，系统电源为整个系统进行供电，ModBus总线控制系统通过系统电源将380V交联三相电源为驱动电源，接受控制信号，并将其转化为相应输出轴位移，由输出轴控制冶金阀门。本发明的有益效果是：实现全自动、全智能化的阀门控制，实现转炉的烟气排放及煤气回收，同时还可以应用于铁矿烧结、冶炼、水泥、化工、发电等行业的通风除尘和环境保护工程。
【IPC分类】F16K31/04
【公开号】CN105299289
【申请号】CN201410338797
【发明人】周智林
【申请人】上海中沪阀门（集团）有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年7月16日