专利名称：数字智能流量调节装置的制作方法
技术领域：
一种数字智能流量调节装置，属于热工过程变量调节领域，尤其是流量调节领域。
背景技术：
传统的模拟式流量调节系统通常由流量计、差压变送器、控制器、气动或电动调节阀等部分组成(图1)，每台现场仪表设备需要逐一通过双绞线或屏蔽线与控制室仪表相联，以4～20mA模拟信号方式进行控制，其设备和电气连接比较复杂，投资大。
现有模拟式差压变送器的输出为4～20mA信号，智能差压变送器在4～20mA回路中添加了数字通信的信号，但其能力受到低通信速率的制约(图3)。电动或气动调节阀存在的问题是调节范围小，关不严，动作迟钝，寿命较短，选型复杂。
现场总线控制系统可实现现场仪表与控制室之间全数字化的双向通信，使基本控制功能彻底下放到现场，是新一代的全分布式系统。实际使用的问题是缺少具有基本控制功能的现场智能仪表和设备。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种数字智能流量调节装置，采用全数字化控制技术，具有现场智能调节流量的功能，特别适合用于现场总线控制系统。
本实用新型的特征在于，它含有孔板节流装置和数码调节阀，装在同一个工艺管道上；智能差压变送器，它含有差压传感元件，它的输入端和上述孔板节流装置的差压信号输出端相连；振荡器和调解器，它的输入端和上述差压传感器的输出端相连；A/D转换器，它的输入端和上述振荡器和调解器的输出端相连；微处理器，它的输入端和上述A/D转换器的输出端相连；它的PIO输出端与上述数码调节阀的输入端相连；它的COM输入/输出端与外界的微机的COM输入/输出端相连。
所述的微处理器是Micro16所述的A/D转换器是AIN5501；所述的差压变送器中的差压传感元件是电容式或电感式差压传感元件；所述的数码调节阀参见已公开的实用新型专利CN 2584978Y；所述的节流装置中的测量元件是孔板，或是喷嘴。
本实用新型为具有基本控制功能的现场数字智能流量调节装置，所用智能差压变送器内含微处理器，可独自实现采样、线性化以及PID调节算法等功能，并采用二进制数码信号直接控制数码调节阀调节流量，完全不需要经过控制室的主控系统，这样就节省了控制仪表出入接口的A/D和D/A转换装置，以及现场与控制室之间的大量联接导线，并消除了现场仪表与控制仪表的输入/输出处存在的“瓶颈”现象，提高了检测与控制的精度和整个系统的实时性与可靠性。
使用证明本实用新型所述装置结构简单、反应迅速、调节平稳、抗干扰性强，能在免维护条件下长期连续运行，可用于需要流量调节热工过程的各个工业生产和科学研究领域，尤其适用于现场总线控制系统。
图1，传统的模拟式流量调节系统原理图。
图2，数字智能流量调节系统原理图。
图3，传统的智能差压变送器工作原理图。
图4，本实用新型提出的智能差压变送器工作原理图。
具体实施方式
请见图2，在同一工艺管道上按规定的间隔装上数码调节阀和孔板节流装置，通过引压管将孔板前后的差压信号连接到智能差压变送器。
请见图4，将变送器内微处理器PIO接口输出端接到数码调节阀的输入端上，将COM输入/输出端与位于控制室的微机的COM输入/输出端相接。
变送器内差压传感元件检测到来自孔板节流装置的差压信号，经振荡器和调解器以及A/D转换器变成数字量输入微处理器，经过线性化以及PID控制算法等处理，由PIO接口输出二进制数码控制信号到数码调节阀的电磁驱动结构，触发相应的开闭动作，从而控制阀体内相应通道的开闭，达到流量调节的目的。智能差压变送器的量程重置、常数设定、诊断和组态等功能由控制室的微机完成。
A/D转换器和微处理器的具体接线方法以及各种PID调节算法属于现有技术，不予详述。
权利要求1.数字智能流量调节装置，含有差压变送器、调节阀和孔板节流装置，其特征在于，它含有孔板节流装置和数码调节阀，装在同一个工艺管道上；智能差压变送器，它含有差压传感元件，它的输入端与上述孔板节流装置的差压信号输出端相连；振荡器和调解器，它的输入端与上述差压传感元件的输出端相连；A/D转换器，它的输入端与上述振荡器和调解器的输出端相连；微处理器，它的输入端和上述A/D转换器的输出端相连；它的PIO输出端与上述数码调节阀的输入端相连；它的COM输入/输出端与外界的微机的COM输入/输出端相连。
2.根据权利要求1所述的数字智能流量调节装置，其特征在于所述的微处理器是Micro16。
3.根据权利要求1所述的数字智能流量调节装置，其特征在于所述的A/D转换器是AIN5501。
4.根据权利要求1所述的数字智能流量调节装置，其特征在于所述的差压变送器中的差压传感元件是电容式或电感式差压传感元件。
专利摘要数字智能流量调节装置，属于过程变量调节领域，它含有装在同一工艺管道上的数码调节阀和孔板节流装置，输入为经引压管从上述孔板前后取得的差压信号的智能差压变送器。在变送器内部含有输入端与差压传感元件输出端相连的振荡器和调解器，输入端与振荡器和调解器的输出端相连的A/D转换器，输入端与A/D转换器输出端相连的微处理器。微处理器的PIO输出端与数码调节阀的输入端相连，COM输入/输出端与位于控制室的微机相连，微处理器具有PID调节算法等功能。本实用新型结构简单、反应迅速、调节平稳、抗干扰性强，能在免维护条件下长期连续运行，可用于需要流量调节的各个工业生产和科学研究领域，尤其适用于现场总线控制系统。
文档编号G05D7/06GK2755656SQ200420009958
公开日2006年2月1日 申请日期2004年12月17日 优先权日2004年12月17日
发明者仲朔平, 查美生 申请人:清华大学