本發(fā)明涉及一種閥門無線控制系統(tǒng)，屬于冶金鋼鐵行業(yè)的電氣自動化控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在冶金鋼鐵企業(yè)的棒材軋鋼生產(chǎn)線中,軋制線的軋機(jī)、軋輥、倒衛(wèi)、過橋、側(cè)活套、立活套、熱金屬檢測器、高溫儀等許多生產(chǎn)設(shè)備都需要使用冷卻水進(jìn)行冷卻,對這些生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行冷卻水冷卻時通常的做法是，從就近的冷卻水管道通過連接閥門及膠管將冷卻水引到各臺生產(chǎn)設(shè)備的冷卻部位，并通過手動操作進(jìn)行閥門開閉或調(diào)節(jié)閥門開度的大小，以實現(xiàn)對冷卻水的控制?，F(xiàn)實生產(chǎn)中，由于這些被冷卻的設(shè)備分布范圍廣，同時對冷卻水閥門的操作又不太便利，當(dāng)交接班或換品種時，生產(chǎn)線停軋不再需要對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行冷卻的情況下，這些冷卻水閥門也沒有被及時關(guān)閉，由此也造成了不小的浪費(fèi)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種通過無線通訊的方式從生產(chǎn)現(xiàn)場操作臺的操作畫面對分布于生產(chǎn)現(xiàn)場各處的冷卻水閥門進(jìn)行控制的閥門無線控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的閥門無線控制系統(tǒng)包括一臺用于安裝操作畫面軟件的計算機(jī)、一個安裝于生產(chǎn)現(xiàn)場操作臺的無線發(fā)送裝置以及安裝于生產(chǎn)現(xiàn)場對冷卻水閥門進(jìn)行控制的閥門無線控制裝置；無線發(fā)送裝置與計算機(jī)通過串行通訊口進(jìn)行通訊連接和數(shù)據(jù)交換；閥門無線控制裝置根據(jù)所控制閥門的數(shù)量進(jìn)行相應(yīng)配置；無線發(fā)送裝置與閥門無線控制裝置之間通過GPRS通用分組無線業(yè)務(wù)網(wǎng)進(jìn)行無線通訊連接和數(shù)據(jù)交換；

無線發(fā)送裝置，安裝一個GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸單元模塊，該模塊與安裝計算機(jī)之間通過RS232通訊協(xié)議進(jìn)行通訊連接和數(shù)據(jù)交換；計算機(jī)的操作畫面軟件，使用Delphi軟件開發(fā)平臺進(jìn)行設(shè)計，通過軟件編程，設(shè)計與每臺閥門無線控制裝置進(jìn)行無線通訊連接和數(shù)據(jù)交換的配置界面，并通過軟件編程，設(shè)計對每臺閥門無線控制裝置進(jìn)行冷卻水閥門打開或關(guān)閉以及設(shè)置閥門開度大小的操作畫面；

閥門無線控制裝置，硬件以單片機(jī)和GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸單元為核心進(jìn)行設(shè)計；單片機(jī)的串行通訊口與GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸單元的通訊接口之間以RS485通訊規(guī)約進(jìn)行底層硬件連接，并通過MODBUS RTU通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；設(shè)計冷卻水閥門正反向兩個限位開關(guān)的電氣信號輸入端口，該端口由單片機(jī)的輸入口、光電隔離單元及接線端子構(gòu)成；設(shè)計直流電機(jī)驅(qū)動電路，并由單片機(jī)的輸出口通過光電隔離單元對該直流電機(jī)驅(qū)動電路發(fā)出正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的控制信號。

本發(fā)明的計算機(jī)安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場操作臺上，計算機(jī)的操作畫面通過操作按鈕圖標(biāo)及數(shù)值輸入框，實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場的各臺閥門無線控制裝置進(jìn)行閥門打開、閥門關(guān)閉或閥門開度大小的操作；由操作畫面產(chǎn)生的閥門控制命令通過RS232串行通訊傳送給無線發(fā)送裝置的GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸單元模塊，再由該模塊將閥門控制命令發(fā)送到GPRS通用分組無線業(yè)務(wù)網(wǎng)，進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸；生產(chǎn)現(xiàn)場的閥門無線控制裝置通過其安裝的GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸單元從GPRS通用分組無線業(yè)務(wù)網(wǎng)接收閥門的控制命令，并將接收的閥門控制命令通過MODBUS RTU通訊協(xié)議傳送給閥門無線控制裝置的單片機(jī)；閥門無線控制裝置的單片機(jī)對接收的閥門控制命令進(jìn)行分析、處理后，輸出對直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動的信號。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：操作方便、部署簡便、簡單實用，通過無線通訊的方式對生產(chǎn)現(xiàn)場的冷卻水閥門進(jìn)行控制，使用本發(fā)明，生產(chǎn)工人從生產(chǎn)現(xiàn)場的操作臺，通過操作畫面對分布于生產(chǎn)現(xiàn)場各處的冷卻水閥門發(fā)出開閉或調(diào)節(jié)閥門開度大小的控制命令，這些控制命令通過操作臺安裝的無線發(fā)送裝置傳送給GPRS通用分組無線業(yè)務(wù)網(wǎng)，生產(chǎn)現(xiàn)場的閥門無線控制器從GPRS通用分組無線業(yè)務(wù)網(wǎng)接收這些閥門控制命令并作相應(yīng)的處理后，驅(qū)動直流電機(jī)運(yùn)行，同時帶動閥門減速器旋轉(zhuǎn)將閥門打開到一定角度或者關(guān)閉閥門，完全克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足。

附圖說明

圖1為無線發(fā)送裝置及計算機(jī)操作畫面的原理結(jié)構(gòu)圖；

圖2為閥門無線控制裝置電氣原理框圖；

圖3為直流電機(jī)驅(qū)動電路原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述：

圖1所示，為本發(fā)明的無線發(fā)送裝置及計算機(jī)操作畫面的原理結(jié)構(gòu)圖，參照圖1，本發(fā)明的無線發(fā)送裝置及安裝本發(fā)明操作畫面軟件的計算機(jī)安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場的操作臺，無線發(fā)送裝置的串行通訊口與計算機(jī)的COM通訊口之間建立RS232通訊協(xié)議的底層硬件連接；計算機(jī)安裝的本發(fā)明的操作軟件由兩部分組成，分別是冷卻水閥門無線通訊連接與數(shù)據(jù)交換配置界面和冷卻水閥門打開、關(guān)閉及閥門開度調(diào)節(jié)操作畫面；用戶從操作軟件的冷卻水閥門無線通訊連接與數(shù)據(jù)交換配置界面對生產(chǎn)現(xiàn)場安裝的每臺閥門無線控制裝置進(jìn)行通訊參數(shù)及讀寫緩存單元的設(shè)置，以便與每臺閥門無線控制裝置建立無線通訊連接和數(shù)據(jù)交換；用戶從操作軟件的冷卻水閥門打開、關(guān)閉及閥門開度調(diào)節(jié)操作畫面通過操作打開、關(guān)閉按鈕圖標(biāo)或從數(shù)值輸入框輸入閥門開度數(shù)值分別對生產(chǎn)現(xiàn)場的每臺冷卻水閥門進(jìn)行操作控制；通過操作軟件產(chǎn)生的無線通訊配置信息及對冷卻水閥門的操作控制命令，通過計算機(jī)與無線發(fā)送裝置之間的串行通訊連接傳送給無線發(fā)送裝置，并由無線發(fā)送裝置的GDPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸單元模塊通過GPRS通用分組無線業(yè)務(wù)網(wǎng)發(fā)送給生產(chǎn)現(xiàn)場的閥門無線控制裝置；無線發(fā)送裝置由開關(guān)電源、GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸單元模塊及插入該模塊的SIM卡插槽中的手機(jī)SIM卡構(gòu)成，實際使用時應(yīng)對該SIM手機(jī)卡開通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提供的上網(wǎng)包流量服務(wù)；無線發(fā)送裝置中的開關(guān)電源為GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸單元模塊提供直流12V的工作電源，GDPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸單元模塊，該模塊通過與計算機(jī)建立RS232串行通訊連接，從計算機(jī)接收無線通訊配置信息或?qū)鋮s水閥門的操作控制命令，并將這些接收的數(shù)據(jù)信息通過GPRS通用分組無線業(yè)務(wù)網(wǎng)發(fā)送給生產(chǎn)現(xiàn)場的閥門無線控制裝置。

圖2所示，為本發(fā)明的閥門無線控制裝置電氣原理框圖，參照圖2，閥門無線控制裝置的硬件由開關(guān)電源，單片機(jī)，兩個光電隔離單元，MAX485通信芯片、DB9通訊連接器，GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸單元，SIM手機(jī)卡，直流電機(jī)驅(qū)動電路以及用于連接閥門限位開關(guān)的接線端子等構(gòu)成；開關(guān)電源為單片機(jī)、光電隔離單元、MAX485芯片、GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸單元、直流電機(jī)驅(qū)動電路等提供直流工作電源；MAX485芯片分別與單片機(jī)的串行通訊口及DB9通訊連接器連接，同時，DB9通訊連接器與GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸單元的通訊端子連接，從而構(gòu)成RS485通訊協(xié)議的底層硬件連接；SIM手機(jī)卡插入GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸單元的SIM卡插槽，在實際工作中應(yīng)對該手機(jī)卡號開通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提供的上網(wǎng)包流量服務(wù)；選取單片機(jī)的兩個輸出IO端口與光電隔離單元的輸入連接，光電隔離單元的輸出與直流電機(jī)驅(qū)動電路的正反轉(zhuǎn)控制輸入端連接；選取單片機(jī)的兩個輸入IO口與光電隔離單元的輸出相連接，光電隔離單元的輸入與連接閥門限位開關(guān)的接線端子相連接；通過對單片機(jī)進(jìn)行軟件編程，設(shè)計MODBUS RTU通訊處理功能塊，用于從GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸單元讀取無線通訊配置信息或冷卻水閥門的操作控制命令；通過對單片機(jī)進(jìn)行軟件編程，設(shè)計直流電機(jī)控制功能塊，該功能塊依據(jù)接收的冷卻水閥門的操作控制命令以及閥門全開限位開關(guān)及全閉限位開關(guān)的輸入信號，對直流電機(jī)驅(qū)動電路的正轉(zhuǎn)輸入端或反轉(zhuǎn)輸入端輸出相應(yīng)的控制信號，并由直流電機(jī)驅(qū)動電路對直流電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的驅(qū)動控制，從而帶動閥門減速器旋轉(zhuǎn)并將閥門打開到一定角度或?qū)㈤y門關(guān)閉。

圖3所示，為本發(fā)明的直流電機(jī)驅(qū)動電路原理圖，參照圖3，直流電機(jī)選擇3V工作電壓的電機(jī)，電路的正轉(zhuǎn)輸入端和反轉(zhuǎn)輸入端與光電隔離單元的輸出相連接，光電隔離單元的輸入與單片機(jī)的兩個輸出IO口連接；當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行直流電機(jī)控制功能塊，并對該電路的正轉(zhuǎn)輸入端置低電平、反轉(zhuǎn)輸入端置高電平時電機(jī)正轉(zhuǎn)，反之，對該電路的正轉(zhuǎn)輸入端置高電平、反轉(zhuǎn)輸入端置低電平時電機(jī)正轉(zhuǎn)。