船用电液式阀门智能控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种船用电液式阀门智能控制器，包括微控制器、can隔离芯片a、can收发器a、存储器，所述can隔离芯片a分别连接微控制器和can收发器a，所述存储器连接微控制器，其特征在于还包括电流采集器、角度传感器、温度采集器、压力采集器、电机控制器、显示器，所述电流采集器、角度传感器、温度采集器、压力采集器、电机控制器、显示器均连接于微控制器。本发明专利技术较现有技术而言优点为：采用CAN冗余设计，可以利用can总线与其他智能控制器构成高可靠性的通信网络系统。控制器采用的是高度集成的方案设计，可以与电液式驱动头联为一体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种阀门智能控制器装置，尤其是涉及一种用于船舶的电液式阀门智能控制器装置。
技术介绍
在船舶使用过程中，需要根据实际情况向仓内注入或排出压载水。一般都是通过控制电液式阀门的开度来实现相应的功能。现有技术中对于船舶上的电液式阀门的开度控制是通过远程控制电机的正反转来实现。通过这种控制方式虽然实现对电液式阀门的开启和关闭控制，但是只能实现全开或全闭。同时，对阀门的实际工作状态，操作人员并不能准确掌握。其主要原因是由于阀门被隔离安装在甲板下，工作人员不可能看见阀门的工作现场，基本都是依靠工作经验，根据油压的大小来估计阀门的开度，且每个电液式阀门需要两路控制线，增加了故障率。实际应用中需要一款智能控制器，操作人员可以通过上位机对各阀门控制器发布操作命令，由阀门控制器控制各电液式阀门的工作，并将阀门的工作状态反馈给上位机。一旦有阀门出现阀芯受阻、电液缸压力不正常、湿度异常、温度异常等情况时，阀门控制器会主动将信息发给上位机，从而使操作人员能够及时处理。现有技术中已经公开了比较多关于阀门控制器的技术。如专利号为200410021495.2的专利公开了一种电动阀门控制器，包括阀门位置传送器、阀门控制器，阀门位置传送器的行程齿轮组与中间齿轮啮合，位置传送器的输入轴即A轴与阀门主丝杠联结，经齿轮组合传动装在C轴上的位置传动齿轮与装在D轴上的位置传送从动齿轮啮合传动，连接在D轴上的电位器发出阀门位置信号，电位器引出线与电动阀门控制器连接，实现阀门开与关。优点是阀门开与关实现了全程自动控制显示，电动控制器能数字显示阀门的开度值，不仅控制准确，不会因出现超矩而损坏阀门设备。该技术涉及了一个完整的系统，不仅仅是直接控制电机，还必须要额外的机械控制装置进行配合工作，增加了设备的复杂度，不适宜在船舶上使用。专利号201010589732.0公开了一种智能型阀门电动执行机构控制器，该控制器由电源转换模块，交流异步电机，机械传动装置、电机驱动模块和控制电路构成。阀门电动执行机构的机械传动上装有扭矩开关用于监测输出给阀门的扭矩，装有位置传感器检测阀门的开度；本控制器还可以监控电机的性能，以及电源的相序和缺相问题。控制电路通过总线通讯板卡和远程信号板卡与远程进行通讯，通过遥控器、按钮和液晶屏与就地操作人员完成交互功能。本智能型阀门电动执行机构控制器操作简便，成本低廉，性价比高，由于采用数字芯片控制，克服了原有基于模拟电路实现的控制系统的不稳定、精度低等问题，真正实现了阀门电动执行机构的应用要求。该技术也是一个完整系统，需要依靠额外的机械控制装置进行配合工作，增加了设备的复杂度，不能够实现和电液式驱动头和控制器的一体化，不适宜在船舶上使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种适用于船舶上电液式阀门的控制器，该控制器可以和电液式驱动头实现一体化，能够检测阀门工作过程中的各种状态，同时还可以与其他船用电液式阀门、上位机构成一套阀门监控系统。为了解决上述技术问题，本专利技术的一种船用电液式阀门智能控制器，包括微控制器、can隔离芯片a、can收发器a、存储器，所述can隔离芯片a分别连接微控制器和can收发器a，所述存储器连接微控制器，还包括电流采集器、角度传感器、温度采集器、压力采集器、电机控制器、显示器，所述电流采集器、角度传感器、温度采集器、压力采集器、电机控制器、显示器均连接于微控制器。阀门驱动电机运行方向分为正向运行和反向运行，电流采集器同时采集电机的正向工作和反向工作电流。无论电机正向或反向运行，其工作的电流大小均可被采集到，将信号发送至控制器。角度传感器用于采集电液式阀门的开度，将信号发送至控制器。温度采集器用于检测当前阀门的驱动电机工作环境温度，以保障工作环境的正常，避免阀门进水等因素造成对阀门的破坏。压力采集器用于检测电液式阀门中油压的压力，以此可以判定阀芯的位置变化，电机控制器用于控制阀门的驱动电机，显示器用于显示相关工作状态。can收发器a用于与外部can线路进行通信连接。上述技术方案中还包括湿度采集器、电加热装置，所述湿度采集器和电加热装置均连接于微控制器。湿度采集器用于检测当前阀门的驱动电机工作环境湿度，避免阀门潮湿等因素造成对阀门的破坏。一旦检测到湿度过大，可以启动电加热装置进行烘干工作。为了保证控制器通信的稳定性，在上述技术方案的基础上还包括can隔离芯片b、can收发器b，所述can隔离芯片b分别连接微控制器和can收发器b。通过设置两个can隔离芯片和can收发器形成冗余设置，提高整体的稳定性。本专利技术的船用电液式阀门智能控制器较现有的技术方案而言有以下优点:1.采用CAN冗余设计，可以利用can总线与其他智能控制器构成高可靠性的通信网络系统。2.控制器采用的是高度集成的方案设计，可以与电液式驱动头联为一体。【附图说明】图1为本专利技术控制器的结构图图2为本专利技术控制器最佳实施方式结构图【具体实施方式】结合附图1?2可知，本专利技术的船用电液式阀门智能控制器，包括ARM的32位STM32微控制器1、can隔离芯片alO、can收发器all、can隔离芯片bl2、can收发器bl3、存储器14，所述can隔离芯片alO分别连接STM32微控制器I和can收发器all，所述can隔离芯片bl2分别连接STM32微控制器I和can收发器bl3，所述存储器14连接STM32微控制器I。还包括电流采集器3、角度传感器4、温度采集器5、湿度采集器6、压力采集器7、电机控制器8、电加热装置9、LED显示器2，所述电流采集器3、角度传感器4、温度采集器5、湿度采集器6、压力采集器7、电机控制器8、电加热装置9、LED显示器2，均连接于STM32微控制器I。STM32微控制器基于Cortex_M3内核的ARM7，以其优异的性能被广泛使用。其具有以下性能:内核:1.32位的(:0代61-13内核，最大工作主频可达72MHz，支持单周期乘法运算和硬件除法运算；内存:256KbyteS闪存存储器，64Kbytes SRAM ;时钟、复位和管理单元:供电电源和1 口电平可在2.0?3.6V，可编程电压监控，支持3?25MHz外部晶振，内部固有8M内部晶振，内部计算40KHz晶振，内部32KHz实时时钟晶振；低功耗。在实际工作中，需要采集的实时数据有5路，分别为电机工作电流、当前阀门角度、当前阀门工作环境温度、当前阀门工作环境湿度、阀门油压。其中当前工作电流通过电流采集器3处理后由STM32的ADC采集接口采集，采集后的值经软件滤波处理并存储。阀门当前角度由角度传感器4将角度转换为O?5V电压信号，并经过软件处理后存储。阀门当前工作环境的温度和湿度分别由温度采集器5、湿度采集器6采集，被STM32微控制器I读取并软件处理后存储数据。每个阀门控制器配有LED显示器2作为当前工作状态和报警等信息显示。每个子节点的ID地址可由8位1配置为O?255之间任意地址，ID地址的输入由8位拨码开关实现。阀门控制器需要驱动电机转动，带到阀门开度的变化，故STM32微控制器I驱动电路驱动电机正向或反向运行。同时可以配有2个按钮手动现场控制，该手动控制需要经硬件互锁电路、隔离电路、继电器驱动电路控制电机的运行方向。因为本专利技术中设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船用电液式阀门智能控制器，包括微控制器、can隔离芯片a、can收发器a、存储器，所述can隔离芯片a分别连接微控制器和can收发器a，所述存储器连接微控制器，其特征在于还包括电流采集器、角度传感器、温度采集器、压力采集器、电机控制器、显示器，所述电流采集器、角度传感器、温度采集器、压力采集器、电机控制器、显示器均连接于微控制器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建国，张培建，张堃，申磊，陆平，秦磊，杨晓伟，丁焕杰，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32