阅读说明：本技术 一种开关型阀门状态检测及判别控制方法 (Switch type valve state detection and discrimination control method ) 是由 汪引红 柳雷 于 2020-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种开关型阀门状态检测及判别控制方法。将开关型阀门的开和关2个阀门位置信号合并为1个DI检测信号,或将开关型阀门的开和关2个阀门位置信号和阀门开关过程中的过力矩故障信号合并为1个DI检测信号,通过电子设备部件将该DI检测信号和控制驱动阀门开关的DO驱动信号进行逻辑运算,由电子设备部件来判别阀门的开、关和非正常(故障)状态,同时对阀门进行开和关的操作,所述DI信号通过接线端子进入电子设备部件,所述电子设备部件包括判别阀门的开、关和正常/故障状态及对阀门进行开和关的操作各逻辑单元。本发明减少使用电子设备部件的DI检测点,实现电子设备部件规模的降低,减少电子设备部件和现场设备的连接电缆芯数,以达到降低成本节约费用的目的。(The invention discloses a method for detecting and judging and controlling the state of a switch type valve. The method comprises the steps of combining 2 opening and closing valve position signals of a switch type valve into 1 DI detection signal, or combining 2 opening and closing valve position signals of the switch type valve and an over-moment fault signal in the valve opening and closing process into 1 DI detection signal, carrying out logic operation on the DI detection signal and a DO driving signal for controlling and driving the valve opening and closing through an electronic equipment component, judging the opening, closing and abnormal (fault) states of the valve through the electronic equipment component, and simultaneously carrying out opening and closing operation on the valve, wherein the DI signal enters the electronic equipment component through a connecting terminal, and the electronic equipment component comprises logic units for judging the opening, closing and normal/fault states of the valve and carrying out opening and closing operation on the valve. The invention reduces DI detection points of electronic equipment components, realizes the reduction of the scale of the electronic equipment components, and reduces the number of connecting cable cores of the electronic equipment components and field equipment, thereby achieving the purposes of reducing cost and saving expense.)

一种开关型阀门状态检测及判别控制方法

技术领域

本发明涉及一种开关型阀门在开和关操作过程中阀门的开、关和故障状态信息的合并检测及控制判别方法。

背景技术

目前公知的，在电子设备部件或PLC/DCS设备控制开关型阀门时，通常由电子设备部件或PLC/DCS设备配置的2个DI通道检测开关型阀门阀门位置的2个位置开关信号来获知开关型阀门的开关状态信息；当阀门需要进行过力矩故障检测时，还需要增加1个或2个DI通道来完成开关型阀门的过力矩故障监控；由电子设备部件或PLC/DCS设备配置的2个DO通道来执行开关型阀门的开阀和关阀操作。

这样电子设备部件或PLC/DCS设备就需要配置多个DI通道和2个DO通道才能完成开关型阀门的监控。

公知的做法所具有特点是需要2（或3）等多个DI通道来完成开关型阀门的状态信息检测。这样，一是需要占用较多的电子设备部件或PLC/DCS设备的DI通道，电子设备部件或PLC/DCS设备的规模较大，成本较高；二是处于现场的开关型阀门和电子设备部件或PLC/DCS设备的控制接口电缆芯数较多，电缆成本和现场施工成本较高。

为解决现有技术存在的问题，降低电子设备部件或PLC/DCS设备的规模降低控制设备的成本和减少控制接口电缆费用和工程施工费用，本发明提出一种开关型阀门状态检测及判别控制方法。

本发明的解决思路是基于不管阀门处于开位置还是关位置，总有一个阀门位置开关处于接通状态，即阀门不在开状态就在关状态的原则进行设计。

本发明的技术解决方案是：一种开关型阀门状态检测及判别控制方法，将开关型阀门的开和关2个阀门位置信号合并为1个DI检测信号，或将开关型阀门的开过力矩信号STO及关过力矩信号STC和开关型阀门的开LSO及关LSC的阀门位置信号一同合并为1个DI检测信号，通过电子设备部件将该DI检测信号和控制驱动阀门开关的DO驱动信号进行逻辑运算，由电子设备部件来判别阀门的开、关和非正常（故障）状态，同时对阀门进行开和关的操作，所述DI信号通过接线端子进入电子设备部件，所述电子设备部件包括判别阀门的开、关和正常/故障状态及对阀门进行开和关的操作各逻辑单元。

根据本发明实施例，所述开关型阀门的开和关的驱动机构是气动驱动或电动驱动的开关型阀门执行机构。

根据本发明实施例，所述电子设备部件是PLC/DCS设备，或者专用于开关型阀门控制的具备逻辑运算能力的阀门控制装置。

根据本发明实施例，驱动机构中，SVO和SVC分别为驱动阀门开和关的执行元件，当需要对阀门进行开或关操作时，电子设备部件输出开DO-SVO或关DO-SVC的DO信号驱动阀门进行开或关操作；LSO和LSC分别为阀门开位置和关位置的位置开关；当阀门为开状态时，位置开关LSO接通，阀门驱动机构为电子设备部件输出阀门开状态信号；当阀门为关状态时，位置开关LSC接通，阀门驱动机构为电子设备部件输出阀门关状态信号。

根据本发明实施例，开关型阀门的开LSO和关LSC的阀门位置信号回路增加了开关型阀门的开过力矩信号STO和关过力矩信号STC；开关型阀门的开过力矩信号STO及关过力矩信号STC和开关型阀门的开LSO及关LSC的阀门位置信号一同合并为1个DI检测信号DI-LSOC，通过电线电缆连接端子DI-LSOC作为DI信号进入电子设备部件，用于电子设备部件判别阀门状态的输入DI信号。

根据本发明实施例，所述接线端子DC-COM为电源端子为阀门驱动信号及阀门状态信号采集提供电源；DO-SVO和DO-SVC端子为电子设备部件输出的DO信号，DO-SVO和DO-SVC用来驱动阀门的开和关操作。

根据本发明实施例，开关型阀门的开和关2个阀门位置信号增加了开过力矩信号STO和关过力矩信号STC，电子设备部件判别阀门的状态即开关状态和故障状态，阀门执行机构的开关过力矩开关STO及STC和阀门开位置开关LSO和关位置开关LSC两个位置开关并联，通过接线端子DI-LSOC作为DI信号进入电子设备部件，电子设备部件判别阀门状态的输人DI信号。

本发明的有益技术效果是：能显著的减少使用电子设备部件或PLC/DCS设备的DI检测点，实现电子设备部件或PLC/DCS设备规模的降低，减少低电子设备部件或PLC/DCS设备和现场设备的连接电缆芯数，简化电子设备部件或PLC/DCS设备和现场阀门之间的接线，可以达到降低成本节约费用的目的。

附图说明

图1是开关型阀门控制原理图 。

图2是带过力矩和阀位检测的开关型阀门控制原理图。

图3是带过力矩和阀位检测的电动开关型阀门控制原理图。

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

本发明如图1、图2、图3中虚线左侧为驱动开关型阀门开和关的执行机构，虚线右侧为电子设备部件或PLC/DCS设备，虚线处是电线电缆及接线端子。

驱动机构可以是气动也可以是电动；电子设备部件或PLC/DCS设备可以是具备逻辑运算能力的电子部件装置，也可以采用专用于开关型阀门控制的具备逻辑运算能力的阀门控制装置，也可以采用PLC或DCS等自动化控制系统设备。

电子设备部件或PLC/DCS设备包括判别阀门的开、关和正常/故障的状态及对阀门进行开和关操作的各逻辑单元。

图1是开关型阀门控制原理图。

图1中虚线左侧为驱动开关型阀门开和关的执行机构，虚线右侧为电子设备部件或PLC/DCS设备，虚线处的为阀门执行机构和电子设备部件或PLC/DCS设备之间接口的电线电缆的接线端子。

图1中虚线左侧的执行机构部分，SVO和SVC分别为驱动阀门开和关的执行元件，LSO和LSC分别为阀门开位置和关位置的位置开关。

图1中虚线处的接线端子DC-COM（+24VDC）为电源端子，DO-SVO和DO-SVC端子为电子设备部件或PLC/DCS设备输出的DO信号端子，DI-LSOC端子为阀门开和关状态合并后的DI信号端子；这些端子分别对应连接阀门执行机构和电子设备部件或PLC/DCS设备之间电线电缆的一芯。

图1中虚线右侧的电子设备部件或PLC/DCS设备部分，DO-SVO和DO-SVC为驱动控制阀门开和关的DO输出单元；OUU和CUU为DO-SVO和DO-SVC信号的上升沿检测逻辑单元；ONU和CNU为DO-SVO和DO-SVC信号的取反逻辑单元；LUU和LDU分别为DI-LSOC信号的上升沿检测和下降沿检测逻辑单元；OAU和CAU分别为输出指示阀门全开和全关的与逻辑单元；LOAU和LCAU分别为输出指示阀门开和关过程的与逻辑单元；SOU为输出指示阀门故障状态的或逻辑单元。

虚线左侧的驱动机构中，SVO和SVC分别为驱动阀门开和关的执行元件，当需要对阀门进行开或关操作时，电子设备部件或PLC/DCS设备输出开DO-SVO或关DO-SVC的DO信号驱动阀门进行开或关操作；LSO和LSC分别为阀门开位置和关位置的位置开关；当阀门为开状态时位置开关LSO接通，当阀门为关状态时位置开关LSC接通；LSO和LSC阀门开关状态信号合并后为阀门驱动机构为电子设备部件或PLC/DCS设备输出阀门开关状态信号。

图1所示的开关型阀门控制原理图图中虚线处的接线端子DC-COM（+24VDC）为电源端子为阀门驱动信号及阀门状态信号采集提供电源；DO-SVO和DO-SVC端子为电子设备部件或PLC/DCS设备输出的DO信号，DO-SVO和DO-SVC用来驱动阀门的开和关操作，DI-LSOC端子为阀门开和关状态合并后的DI信号，为电子设备部件或PLC/DCS设备的输入DI信号。

本实施例的具体技术解决方法是将阀门驱动机构输出的阀门开关状态信号LSO和LSC进行并联，为电子设备部件或PLC/DCS设备合并输出阀门的开关状态信号DI-LSOC；这样减少DI检测点数来实现本发明要达到的目的。

如图1所示的开关型阀门控制原理图中虚线左侧阀门执行机构，将阀门开位置开关LSO和关位置开关LSC两个位置开关并联，通过接线端子DI-LSOC作为DI信号进入电子设备部件或PLC/DCS设备作为电子设备部件或PLC/DCS设备判别阀门状态的输入DI信号。

图1所示的将阀门位置开关LSO和关位置开关LSC两个位置开关并联合并为1个DI信号，通过接线端子DI-LSOC作为DI信号进入电子设备部件或PLC/DCS设备作为电子设备部件或PLC/DCS设备判别阀门状态的输入DI信号，将进入电子设备部件或PLC/DCS设备的输入DI信号减少到了1个DI信号。

图2是带过力矩和阀位检测的开关型阀门控制原理图，图3是带过力矩和阀位检测的电动开关型阀门控制原理图。

图2和图3中虚线右侧的电子设备部件或PLC/DCS设备部分的各单元与图1中的相同；图2和图3中虚线处连接阀门执行机构和件或PLC/DCS设备的接线端子和对应连接阀门执行机构和电子设备部件或PLC/DCS设备之间电线电缆及芯数也与图1中的相同。

不同的是图2所示的是图中虚线左侧的阀门执行机构中增加了开过力矩信号STO和关过力矩信号STC；图3与图1所不同的是不仅在图中虚线左侧的阀门执行机构中增加了开过力矩信号STO和关过力矩信号STC，还采用了电动执行机构，KMO和KMC为驱动阀门开和关的电动机主回路的接触器或继电器，KMO驱动电动机正转执行开阀操作，KMC驱动电动机反转执行关阀操作。

图2中虚线左侧阀门执行机构，增加了开过力矩信号STO和关过力矩信号STC，对于电子设备部件或PLC/DCS设备来说，需要完成的工作是判别阀门的状态即开关状态和故障状态，因此按图2所示的阀门执行机构的开关过力矩开关STO及STC信号和阀门开位置开关LSO和关位置开关LSC信号均通过接线端子DI-LSOC作为DI信号进入电子设备部件或PLC/DCS设备作为电子设备部件或PLC/DCS设备的输入DI信号，用于判别阀门的状态。

图3中虚线左侧阀门执行机构，增加了开过力矩信号STO和关过力矩信号STC，只是阀门的开和关的驱动变成了电动。

虚线右侧KMO和KMC为驱动阀门开和关的电动机主回路的接触器或继电器，KMO接通电动机主回路驱动电动机正转执行开阀操作，KMC接通电动机主回路驱动电动机反转执行关阀操作。同样将阀门执行机构的开关过力矩开关STO及STC和阀门开位置开关LSO和关位置开关LSC两个位置开关并联，通过接线端子DI-LSOC作为DI信号进入电子设备部件或PLC/DCS设备作为电子设备部件或PLC/DCS设备判别阀门状态的输人DI信号。

图2所示的将阀门位置开关LSO和关位置开关LSC两个位置开关信号和阀门开过程中的开过力矩信号STO和关过程中的关过力矩信号STC等多个信号合并为1个DI信号，通过接线端子DI-LSOC作为DI信号进入电子设备部件或PLC/DCS设备作为电子设备部件或PLC/DCS设备判别阀门状态的输入DI信号，将进入电子设备部件或PLC/DCS设备的输入多个DI信号减少到了1个DI信号。

执行运算本发明的逻辑单元可以采用专用的电子设备部件或控制器设备，也可以采用通用的可编程控制器或分散控制系统PLC/DCS设备，只需要电子设备部件或PLC/DCS设备能完成本发明要求的控制逻辑即可，对电子设备部件或PLC/DCS设备无特殊要求。

本发明简化了电子设备部件或PLC/DCS设备和阀门执行机构之间的电线电缆的连接。

如图1、图2和图3所示，由于从阀门执行机构进入电子设备部件或PLC/DCS设备的阀门状态检测DI点数由多个DI信号减少到了1个DI信号，降低了电子设备部件或PLC/DCS设备的规模，节省了设备成本。

本发明的阀门执行机构和电子设备部件或PLC/DCS设备之间连接的电线电缆由2芯或多芯下降到只采用1芯，即DI-LSOC就可以完成对阀门状态的检测判别，节省了工程建设中的电缆及安装施工的材料和施工成本。

下面结合附图对本发明工作过程的进行描述。

如图1所示的开关型阀门控制原理图，DC-COM为开关型阀门执行机构的电源，图中标识为24VDC+，也可以采用其它型式和电压等级的电源；DO-SVO和DO-SVC分别为电子设备部件或PLC/DCS设备驱动阀门开和关的驱动信号；阀门开和关位置开关LSO和LSC并联合并为阀门位置信号DI-LSOC进入电子设备部件或PLC/DCS设备的DI通道。

DO-SVO一方面驱动SVO执行阀门的开操作，另一方面经过OUU形成上跳变信号和经过取反逻辑单元ONU形成取反后的DO-SVO信号；DO-SVC一方面驱动SVC执行阀门的关操作，另一方面经过CUU形成上跳变信号和经过取反逻辑单元CNU形成取反后的DO-SVC信号；DI-LSCO阀门位置信号分别经过LUU和LDU逻辑单元产生上跳变信号和下跳变信号，且DI-LSCO阀门位置信号还直接参与到或逻辑单元SOU形成阀门的状态信号。

OAU为与逻辑单元，由DO-SVO和DI-LSOC的上跳变信号径OAU的与逻辑形成阀门全开或开到位的阀门状态信息；CAU为与逻辑单元，由DO-SVC和DI-LSOC的上跳变信号径CAU的与逻辑形成阀门全关或关到位的阀门状态信息；LOAU为与逻辑单元，由DO-SVO经ONU取反逻辑单元后的信号和DI-LSOC经过LDU下跳变逻辑单元形成的信号通过LOAU的逻辑与运算形成阀门的开过程信号；LCAU为与逻辑单元，由DO-SVC经CNU取反逻辑单元后的信号和DI-LSOC经过LDU下跳变逻辑单元形成的信号通过LCAU的逻辑与运算形成阀门的关过程信号；由DI-LSOC信号、由DO-SVO经ONU取反逻辑单元后的信号和DO-SVC经CNU取反逻辑单元后的信号经过或逻辑单元SOU的或逻辑运算形成阀门的运行综合状态信号，指示阀门故障状态。

需要说明的是上述对本发明工作过程的描述只考虑了本发明中各信号的传递流向和需要的逻辑功能，省略了各信号在传递过程中的整形、滤波和延时等工程处理的环节。

如图2所示的带过力矩和阀位检测的开关型阀门控制原理图，本发明工作过程与如附图1所示的开关型阀门控制原理图的工作过程相同，所不同的是在图中虚线左侧的阀门执行机构中增加了开过力矩信号STO和关过力矩信号STC，阀门执行机构内部（左侧）的接线如图，虚线右侧的工作过程如同图1所述。

如图3所示的带过力矩和阀位检测的电动开关型阀门控制原理图，本发明工作过程与如附图1所示的开关型阀门控制原理图的工作过程相同，所不同的是在图中虚线左侧的阀门执行机构中增加了开过力矩信号STO和关过力矩信号STC，且阀门执行机构的驱动采用电动驱动，阀门执行机构内部（左侧）的接线如图，虚线右侧的工作过程如同图1所述的一样。

本发明的有益效果一是将阀门的执行机构和电子设备部件或PLC/DCS设备之间的多个DI信号进行了合并并减少到了1个DI信号，降低了电子设备部件或PLC/DCS设备的规模，节省了电子设备部件或PLC/DCS设备等控制设备的成本。

本发明的有益效果二是阀门的执行机构和电子设备部件或PLC/DCS设备之间的多个DI信号进行了合并并减少到了1个DI信号，阀门执行机构和电子设备部件或PLC/DCS设备之间连接的电线电缆由2芯或多芯下降到只采用1芯，简化了执行机构和电子设备部件或PLC/DCS设备之间的接线，节省了工程建设中的电缆及安装施工的材料和施工成本。

有益效果还包括本发明利用电子设备部件或PLC/DCS设备的逻辑运算功能，通过节省电子设备部件或PLC/DCS设备的规模和简化接线，在节省工程费用的同时还可以减少工程的建设周期，加快工程进度。

如图1所示的开关型阀门控制原理图，典型的应用如离线清灰的脉冲袋式除尘器的仓室停凤阀（也称离线阀或提升阀等）的控制。

袋式除尘器的仓室停凤阀在正常过滤过程中处于打开状态，在该仓室离线清灰时处于关闭状态。停凤阀一般采用气动驱动，配置开位置和关位置检测开关。

如图1，SVO为停凤阀开的气缸驱动电磁阀，SVC为停凤阀关的气缸驱动电磁阀，LSO和LSC是停凤阀开位置和关位置的检测开关。采用本发明时，将开位置和关位置的检测开关LSO和LSC并联形成1个DI线号DI-LSOC。

投入运行后，电子设备部件或PLC/DCS设备通过DO-SVO和DO-SVC驱动停凤阀开和关的电磁阀SVO和SVC，通过DI-LSOC检测停凤阀的状态；电子设备部件或PLC/DCS设备通过逻辑运算产生对应的停凤阀对应的状态信息。

如图2所示的带过力矩和阀位检测的开关型阀门控制原理图和图3所示的带过力矩和阀位检测的电动开关型阀门控制原理图，典型的应用如除尘系统中烟气管道上安装的气动风量切换阀的控制，具体如炼铁工艺过程中上料矿槽上的除尘抽风阀。

为防止粉尘外溢，矿槽卸料小车在该矿槽卸料时，对应该矿槽的除尘抽风阀打开，在卸料小车完成该矿槽的卸料作业离开该矿槽时，对应该矿槽的除尘抽风阀关闭。

除尘抽风阀可采用气动驱动如图2虚线左侧所示，也可采用电动驱动如图3虚线左侧所示，除尘抽风阀一般配置开和关的位置检测开关，还配置在开和关的过程中过力矩的故障检测信号。

如图2和图3，气动驱动的除尘抽风阀SVO为开阀驱动电磁阀，SVC为关阀驱动电磁阀；KMO和KMC为驱动抽风阀开和关的电动机主回路的接触器或继电器，KMO驱动电动机正转执行开阀操作，KMC驱动电动机反转执行关阀操作；LSO和LSC是抽风阀开位置和关位置的检测开关；STO和STC是抽风阀执行开和关操作过程中过力矩检测信号开关。抽风阀气动/电动执行机构内的接线如图中虚线左侧部分。

采用本发明时，将除尘抽风阀开位置和关位置的检测开关LSO和LSC及除尘抽风阀开和关操作过程中过力矩STO和STC进行如图示的连接，形成1个DI线号DI-LSOC。

投入运行后，电子设备部件或PLC/DCS设备通过DO-SVO和DO-SVC驱动气动除尘抽风阀开和关的电磁阀SVO和SVC或通过KMO和KMC驱动电动执行机构的电动机的正转和反转实现电动除尘抽风阀的开和关，通过DI-LSOC检测除尘抽风阀的状态；电子设备部件或PLC/DCS设备通过逻辑运算产生对应的除尘抽风阀对应的状态信息。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。