1　概述

電動閥門廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)工藝管道上，用來進(jìn)行各種工藝介質(zhì)的切斷與隔離。傳統(tǒng)的電動閘閥、蝶閥和盲板閥等大都在現(xiàn)場的控制箱上操作，也有的在控制室的操作臺上操作。電動閥門的指示信號通常有打開、關(guān)閉、打開到位、關(guān)閉到位、開過力矩、關(guān)過力矩和熱保護(hù)等開關(guān)量信號。與電動調(diào)節(jié)閥門不同，一般的電動閥門不設(shè)置開度位置反饋信號，僅有少量的電動閥門帶開度位置反饋裝置。

2　問題提出

隨著計算機(jī)控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，大量的電動閥門要求在中央控制室的HMI上也能夠遠(yuǎn)程控制，這樣，沒有閥門位置指示就顯得非常不方便，尤其是一些大口徑的閥門，其全行程時間長達(dá)幾十秒至幾分鐘，不能確切知道閥門開到了什么位置，而去等待幾分鐘，直至到位信號出現(xiàn)。由于沒有閥門開度位置指示，也就不能把閥門準(zhǔn)確地開到中間某個位置。加裝閥門位置反饋裝置可以解決這一問題，但這將增加閥門的造價，并且在控制系統(tǒng)中必須增加相應(yīng)的閥門開度采集I/O成本。

本文介紹一種在不增加任何成本的情況下，應(yīng)用在計算機(jī)控制系統(tǒng)下位控制器中編制程序的方法，模擬實(shí)現(xiàn)電動閥門的開度顯示，借助這一技術(shù)，操作人員能直觀地實(shí)時知道閥門的開度，并可將閥門控制到任意位置。

3　解決方法

電動閥門在通常情況下其全行程時間是相對固定的，其運(yùn)行速度是均勻的，并且動作可靠?；诖耍梢愿鶕?jù)閥門動作的時間和其全行程時間之比計算出閥門的位置。

具體方法是在控制器中編制閥門控制程序，設(shè)置該段程序的掃描周期為固定，并在系統(tǒng)允許的情況下盡量短，比如011s，較短的周期可以增加計算的精度。程序中設(shè)置一計數(shù)器，該計數(shù)器在閥門的開返回信號為真時，每運(yùn)算周期加1。在閥門的關(guān)返回信號為真時，每運(yùn)算周期減1。在閥門關(guān)閉到位信號為真時計數(shù)器清零。在判斷閥門由關(guān)閉到位一次直接打開到位時，記錄下計數(shù)器的計數(shù)值，此數(shù)值就是該閥門的全行程計數(shù)，作為基數(shù)，計數(shù)器的實(shí)時值除以基數(shù)，就是閥門開度百分?jǐn)?shù)，在閥門打開到位信號為真時將計數(shù)器置為記錄下的全行程計數(shù)基數(shù)。在上位計算機(jī)畫面顯示閥門開、關(guān)、到位信號的同時顯示計算得到的閥門開度。

此方法雖然是用時間度量閥門開度，但并不需要事先測量閥門全行程時間，而是在程序中自動測量基數(shù)。所以，無需為開度顯示專門調(diào)試，只需在程序下裝后，或更換閥門后，將閥門從關(guān)到位到開到位操作一次后，即可正常工作，非常方便。

針對不同的控制系統(tǒng)編制相應(yīng)的自定義功能塊，調(diào)試完成后，即可直接調(diào)用。即使有千百套閥門，也只需編制調(diào)試一次程序，其余只是復(fù)用而已。

本方法在生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用后，效果非常理想。此方法同樣適用于勻速運(yùn)動的以少量行程開關(guān)確定位置的上料小車、布料小車等設(shè)備的位置連續(xù)模擬顯示，對于變速運(yùn)行，可分區(qū)間計算。

假如閥門因某種原因有接觸器返回而實(shí)際沒有動作，在開閥時，閥門開度到了100%以上許多，或關(guān)閥時閥門開度變?yōu)樨?fù)數(shù)許多，就可判定閥門動作異常，可在程序中設(shè)定報警，以提醒操作人員處理。閥門故障恢復(fù)后，將閥門從全關(guān)到全開動作一個周期，開度指示即可正常工作。

由于受程序掃描周期的限制，在閥門全行程時間較短時，計算精度會變差，但作為參考數(shù)據(jù)，不影響其實(shí)用效果。另外，用開、關(guān)閥接觸器返回信號作為閥門動作計數(shù)依據(jù)，比較真實(shí)，但閥門實(shí)際動作與接觸器返回信號測量有一定滯后，會帶來一定誤差考慮到大多數(shù)情況下，控制輸出必然會導(dǎo)致閥門動作，所以，可用輸出信號代替返回信號，以克服滯后影響。