[实用新型]一种总线型智能PID自控调节阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种调节阀技术领域，具体地说是一种总线型智能PID自控调节阀。

背景技术

调节阀又名控制阀，在工业自动化过程控制领域中，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的最终控制元件。一般由执行机构和阀门组成。如果按行程特点，调节阀可分为直行程和角行程；按其所配执行机构使用的动力，按其功能和特性分为线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。调节阀适用于空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品等介质。

在现代化工厂的自动控制中，调节阀起着十分重要的作用，这些工厂的生产取决于流动着的介质正确分配和控制。这些控制无论是能量的交换、压力的降低或者是简单的容器加料，都需要某些最终控制元件去完成。调节阀在管道中起可变阻力的作用。它改变工艺流体的紊流度或者在层流情况下提供一个压力降，压力降是由改变阀门阻力或摩擦所引起的。这一压力降低过程通常称为“节流”。对于气体，它接近等温绝热状态，偏差取决于气体的非理想程度(焦耳一汤姆逊效应)。在液体的情况下，压力则为紊流或粘滞摩擦所消耗，这两种情况都把压力转化为热能，导致温度略为升高。

常见的控制回路包括三个主要部分，第一部分是敏感元件，它通常是一个变送器。它是一个能够用来测量被调工艺参数的装置，这类参数如压力、液位或温度。变送器的输出被送到调节仪表——调节器，它确定并测量给定值或期望值与工艺参数的实际值之间的偏差，一个接一个地把校正信号送出给最终控制元件——调节阀。阀门改变了流体的流量，使工艺参数达到了期望值。调节阀属于控制阀系列，主要作用是调节介质的压力、流量、温度等等参数，是工艺环路中最终的控制元件。

从事情工业控制多年，体会到国内对流体的控制，基本上是统一模式，即：传感器+PID控制仪表+执行器(控制调节阀)。这种模式虽然成熟，但是其不利因素很多，下面列举几例。

1、布线繁琐，由于PID控制仪表一般安装在控制室里，传感器和执行器要安装在远离控制室的现场。这种情况下，需要先将传感器的引线引到控制室仪表，再将仪表的控制信号线引到现场的执行器，布线工作是一项繁重的任务。

2、施工成本高，由上述布线方式带来的费用是很高的。

3、控制信号干扰严重，由于长距离布线，现场环境中的干扰信号，容易经引线进入控制电路，从而影响系统的稳定。

4、与上位机通信成本高，尽管很多控制仪表具有通信功能，但是，监控系统无法读取阀位信号，若须要，则必须另外增加采集卡，这又大大增加了施工成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种总线型智能PID自控调节阀，既具有自主控制调节的能力，又具有和上位机进行数字通迅的功能。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

一种总线型智能PID自控调节阀，该调节阀包括电源单元、中央处理器单元、数据采集单元、电机控制单元、人机对话及报警输出单元与通信单元，电源单元为本机和外接传感器供电，中央处理器单元控制数据采集单元、电机控制单元、人机对话及报警输出单元与通信单元，数据采集单元从外接传感器以及内部电位器采集数据送中央处理器单元计算，电机控制单元从中央处理器单元接受指令，控制电机的矢量运转，人机对话及报警输出单元从按键采集数据，控制液晶屏显示数据，控制各报警触点的吸合，通信单元以RS485的接口方式接收、发送数据，实现与上位机的通讯。

进一步地，该调节阀还包括继电器JZ1、JZ2、JZ3、JZ4、JZ5，继电器JZ3的脚1连接继电器JZ5的脚1并接电源VCC1，继电器JZ3的脚A连接继电器JZ5的脚A，继电器JZ3的脚B连接继电器JZ5的脚B，继电器JZ3的脚4连接继电器JZ5的脚4并接地GND1。

进一步地，电源单元中包含一单片机U_Power-p，单片机U_Power-p的输入端PowerN连接继电器JZ2的脚2，单片机U_Power-p的输入端PowerL通过保险管F1连接继电器JZ2的脚3，继电器JZ2的脚2与脚3之间通过电容Cp01连接。

进一步地，中央处理器单元中包含一单片机U_CPU-P，单片机U_CPU-P包括输出端P0.0、P0.1、P1.2、P1.3、P1.4、P2.0、P2.1、P2.6、P2.7与输入端P1.7。