之前介紹SY42AX煤礦水管路減壓閥應(yīng)用案例，現(xiàn)在介紹智能調(diào)節(jié)電動減壓閥出口壓力智能電動閥門模塊，專為閥門控制設(shè)計，具有功能強(qiáng)大，通用性強(qiáng)，兼容性好，適用于各類閥門控制。提供RS485接口/M_BUS接口、4~20mA/1~5V/0~10V輸入接口, 4~20mA/1~5V/0~10V輸出接口等豐富的接口，適合與各類控制設(shè)備及傳感器對接。原來是開關(guān)量控制的，就是（調(diào)節(jié)閥的電機(jī)）正反轉(zhuǎn)線圈按控制要求輪流供電，以實現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的開啟和關(guān)閉。我想把它改成模擬量控制，比如4-20mA或是0-10V，不知大家有何好的建議？前提是還用這個閥門，不換閥。從全關(guān)到全開的時間為10s。 4-20mA或是0-10V控制，閥門一定要加裝位置反饋裝置，還需要設(shè)一個位置閉環(huán)，相當(dāng)于一個PID內(nèi)環(huán)。我用過電動調(diào)節(jié)閥內(nèi)的位置檢測裝置（差壓變送器式的），閥的位置用4~20mA輸出。也可以將閥換為現(xiàn)成的電動調(diào)節(jié)閥，位置檢測和位置閉環(huán)都是做好的，保證了閥的開度（位置）跟隨閥輸入的電流信號（即PID外環(huán)的輸出），二者基本上成正比。

擴(kuò)展模塊具有以下特性：
· 電源 AC 24 V 或 DC 24 V，控制器供電
· 8 個通用 I/O（對模擬或數(shù)字信號輸入/輸出可配置）
· 4 個繼電器輸出（常開觸點）
· 2 個模擬輸出(DC 0…10 V)
· 本地/遠(yuǎn)程擴(kuò)展I/O 的設(shè)備總線接口
2、該擴(kuò)展模塊955.00/xxx 屬于 Climatix 產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)
工作電壓 AC 24 V ±20%；DC 24 V ±10%
頻率 45…65 Hz
大交流電功耗 0.6 A
大直流電功耗 0.34 A
連接設(shè)備總線
大通過電流 3.15 A @ AC 24 V / 3.54 A @ DC 24 V
繼電器：類型，觸點單穩(wěn)，常開觸點
觸點容量：
分?jǐn)嚯妷?AC 24 V…230 V（-20%，+10%）
額定電流 (res. / ind.) Max. AC 4 A/3 A (cosφ 0.6)

   另一個方案是用原來的閥，不加裝任何附件，也可以實現(xiàn)閉環(huán)控制。單片機(jī)的閥門開度控制方法的實現(xiàn)。針對比例控制的穩(wěn)定性和精度之間的矛盾，引入了基于系統(tǒng)模態(tài)辨識的多策略智能PID控制算法。實驗證明，閥門的定位誤差達(dá)到了一級精度。其魯棒性較好，且算法簡單，易于實現(xiàn)，終實現(xiàn)了閥門開度的控制。電動閥門的開度控制運用的是步進(jìn)PID控制器（增量式）FB42，該控制器將設(shè)定值與測量值的誤差信號運算得到閥門位置的增大值或減小值，然后輸出脈沖信號，再由該信號驅(qū)動電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以達(dá)到控制閥門的目的。當(dāng)閥門要保持在某一位置時，控制器不需要任何輸出信號。PID控制器具有簡單而固定的形式,而且具有良好的魯棒性,在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。本文綜述了各種PID控制器參數(shù)自整定方法及其近的研究成果。減壓閥通常采用先導(dǎo)閥控制減壓閥出口壓力，由人為旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)閥壓力調(diào)節(jié)螺栓進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。當(dāng)減壓閥進(jìn)口壓力或者減壓閥出口流量以及控制系統(tǒng)管路通暢情況等發(fā)生改變后，減壓閥出口壓力也會隨之發(fā)生改變，減壓閥無法保持出口壓力的恒定，需人工重新調(diào)整壓力。

智能調(diào)節(jié)電動減壓閥出口壓力
   上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥如果改為4-20mA或是0-10V控制，閥門一定要加裝位置反饋裝置，還需要設(shè)一個位置閉環(huán)，相當(dāng)于一個PID內(nèi)環(huán)。我用過電動調(diào)節(jié)閥內(nèi)的位置檢測裝置（差壓變送器式的），閥的位置用4~20mA輸出。也可以將閥換為現(xiàn)成的電動調(diào)節(jié)閥，位置檢測和位置閉環(huán)都是做好的，保證了閥的開度（位置）跟隨閥輸入的電流信號（即PID外環(huán)的輸出），二者基本上成正比。提供一種減壓閥壓力智能調(diào)節(jié)裝置及方法，通過支架將其安裝于傳統(tǒng)減壓閥的先導(dǎo)閥上，通過檢測減壓閥進(jìn)、出口壓力與設(shè)定壓力值比較，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)動作旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)閥壓力調(diào)節(jié)螺栓，可智能實現(xiàn)減壓閥出口壓力的自動調(diào)節(jié)。
為了實現(xiàn)上述的技術(shù)特征，本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種減壓閥壓力智能調(diào)節(jié)裝置，它包括減壓閥先導(dǎo)閥，所述減壓閥先導(dǎo)閥的頂部安裝有安裝支架，所述安裝支架的頂部安裝有行星齒輪減速機(jī)，所述行星齒輪減速機(jī)的輸入軸與步進(jìn)電機(jī)的輸出軸相連，并傳遞扭矩；所述步進(jìn)電機(jī)通過控制信號線與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器相連，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器與智能控制模塊相連，所述智能控制模塊的信號輸入端通過信號線分別與減壓閥進(jìn)口壓力傳感器和減壓閥出口壓力傳感器相連。

所述行星齒輪減速機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器與減壓閥先導(dǎo)閥的壓力調(diào)節(jié)螺栓相連。
所述智能控制模塊采用單片機(jī)，所述單片機(jī)與電源模塊相連，并提供電能；所述單片機(jī)上安裝有用于設(shè)定壓力的獨立按鍵；所述單片機(jī)上設(shè)置有用于轉(zhuǎn)換減壓閥進(jìn)、出口壓力值的AD模塊；所述單片機(jī)上設(shè)置有用于存儲設(shè)定壓力值的EPROM；所述單片機(jī)上連接有用于顯示減壓閥進(jìn)、出口壓力及設(shè)定壓力值的LCD顯示器。
任意一種減壓閥壓力智能調(diào)節(jié)裝置的控制方法，裝置工作時，由電源模塊向單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、減壓閥進(jìn)口壓力傳感器和減壓閥出口壓力傳感器供電；兩個壓力傳感器分別檢測減壓閥進(jìn)、出口的壓力值并通過AD模塊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)；單片機(jī)讀取預(yù)先設(shè)定并存儲在EPROM內(nèi)的設(shè)定壓力值數(shù)據(jù)，并檢測用戶是否有重新設(shè)定壓力的需求；然后讀取AD模塊內(nèi)的進(jìn)、出口壓力值數(shù)據(jù)，再通過LCD屏幕顯示出進(jìn)、出口壓力值及設(shè)定壓力值；后驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)動作，帶動減壓閥先導(dǎo)閥壓力調(diào)節(jié)螺栓旋轉(zhuǎn)調(diào)整減壓閥出口壓力。
所述驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)動作的具體過程：單片機(jī)通過進(jìn)、出口壓力值與設(shè)定壓力值進(jìn)行比較，判斷壓力是否正常，若測得壓力值與設(shè)定壓力值偏差在允許范圍內(nèi)，則無需步進(jìn)電機(jī)動作，系統(tǒng)重新進(jìn)行程序循環(huán)；若測得壓力值與設(shè)定壓力值偏差超出允許范圍，則進(jìn)行延時判斷，若延時過程中壓力值仍未恢復(fù)正常，則需要步進(jìn)電機(jī)動作進(jìn)行壓力調(diào)整，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的方向、角度，與步進(jìn)電機(jī)連接的行星齒輪減速機(jī)增大步進(jìn)電機(jī)輸出力矩后，通過聯(lián)軸器帶動減壓閥先導(dǎo)閥壓力調(diào)節(jié)螺栓旋轉(zhuǎn)，完成一次壓力調(diào)整動作，隨后系統(tǒng)重新進(jìn)行程序循環(huán)。
當(dāng)系統(tǒng)需要重新設(shè)定壓力時的具體方法：單片機(jī)檢測壓力設(shè)定按鍵有輸入，即轉(zhuǎn)入鍵盤輸入程序進(jìn)行壓力設(shè)定，設(shè)定完成后數(shù)據(jù)自動存入EPROM并再次讀取EPROM保存的設(shè)定壓力值，隨后跳入主程序進(jìn)行進(jìn)、出口壓力值讀取，并進(jìn)行程序循環(huán)驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)調(diào)整減壓閥先導(dǎo)閥，直至壓力滿足需求。

智能調(diào)節(jié)電動減壓閥出口壓力產(chǎn)品特點
 ◆采用德國西門子控制產(chǎn)品及PLC靈活配置，實現(xiàn)各種控制功能
 ◆針對不同的現(xiàn)場工況，可靈活調(diào)整控制參數(shù)，使系統(tǒng)優(yōu)化
 ◆通過微積分計算（PI調(diào)節(jié)），提前預(yù)測溫度變化趨勢，控溫。
 ◆可由控制器讀取當(dāng)前溫度值及閥門的工作狀態(tài)
 ◆可擴(kuò)展功能，如溫度補償，遠(yuǎn)程設(shè)置，晝夜和冬夏轉(zhuǎn)換，超溫報警，大優(yōu)先級，遠(yuǎn)傳通訊，監(jiān)控等，節(jié)能，安全。
 ◆用戶可根據(jù)工況要求選擇斷電保護(hù)功能，停電時閥門自動關(guān)斷，保護(hù)后面設(shè)備停電后不受損。
 ◆實現(xiàn)各種智能化節(jié)能運行模式．無人值守，性價比高。
   另一個方案是用原來的閥，不加裝任何附件，也可以實現(xiàn)閉環(huán)控制。
如果PLC是S7-300/400，可以調(diào)用FB42來計算出閥門位置，組成閥門位置控制的內(nèi)環(huán)和實現(xiàn)外環(huán)的PI控制。也可以同時調(diào)用PID控制器FB41和脈沖發(fā)生器FB43。以上兩種方法輸出開閥和關(guān)閥的脈沖，來實現(xiàn)閉環(huán)控制。
   我曾經(jīng)自己編程序，用兩個開關(guān)量輸出實現(xiàn)了水輪發(fā)電機(jī)組有功功率的閉環(huán)控制?？刂茩C(jī)組進(jìn)水量的導(dǎo)水葉相當(dāng)于一個調(diào)節(jié)閥，程序類似于FB41+FB43。輸出脈沖的周期固定，脈沖寬度與PID輸出的值成正比。PID輸出為正時輸出開閥的脈沖，PID輸出為負(fù)時輸出關(guān)閥的脈沖。
我用S7-300/400的仿真軟件實現(xiàn)了FB41+FB43開關(guān)量輸出的閉環(huán)控制的仿真。
支持MODBUS/ CJ-T188-2004/E1433協(xié)議，可組成大規(guī)模智能控制網(wǎng)絡(luò)；

智能調(diào)節(jié)電動減壓閥出口壓力
模塊的485接口采用防雷設(shè)計，可有效抵御雷電干擾，48B線間或AB線對地之間可承受40V電壓長時間加載，而不損壞。帶4~20mA/1~5V/0~10V輸入、輸出的IEVM系列智能電動閥門模塊，支持PID算法。具有閥體死區(qū)補償、機(jī)械間隙補償、過流，防卡死，報警等功能。詳見各模塊說明書。采用灌封技術(shù)，具有良好的防水，阻燃性能，可在惡劣環(huán)境下正常工作。減壓閥壓力智能調(diào)節(jié)裝置的控制方法，裝置工作時，由電源模塊向單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、減壓閥進(jìn)口壓力傳感器和減壓閥出口壓力傳感器供電；兩個壓力傳感器分別檢測減壓閥進(jìn)、出口的壓力值并通過AD模塊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)；單片機(jī)讀取預(yù)先設(shè)定并存儲在EPROM內(nèi)的設(shè)定壓力值數(shù)據(jù)，并檢測用戶是否有重新設(shè)定壓力的需求；然后讀取AD模塊內(nèi)的進(jìn)、出口壓力值數(shù)據(jù)，再通過LCD屏幕顯示出進(jìn)、出口壓力值及設(shè)定壓力值；后驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)動作，帶動減壓閥先導(dǎo)閥壓力調(diào)節(jié)螺栓旋轉(zhuǎn)調(diào)整減壓閥出口壓力。
所述驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)動作的具體過程：單片機(jī)通過進(jìn)、出口壓力值與設(shè)定壓力值進(jìn)行比較，判斷壓力是否正常，若測得壓力值與設(shè)定壓力值偏差在允許范圍內(nèi)，則無需步進(jìn)電機(jī)動作，系統(tǒng)重新進(jìn)行程序循環(huán)；若測得壓力值與設(shè)定壓力值偏差超出允許范圍，則進(jìn)行延時判斷，若延時過程中壓力值仍未恢復(fù)正常，則需要步進(jìn)電機(jī)動作進(jìn)行壓力調(diào)整，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的方向、角度，與步進(jìn)電機(jī)連接的行星齒輪減速機(jī)增大步進(jìn)電機(jī)輸出力矩后，通過聯(lián)軸器帶動減壓閥先導(dǎo)閥壓力調(diào)節(jié)螺栓旋轉(zhuǎn)，完成一次壓力調(diào)整動作，隨后系統(tǒng)重新進(jìn)行程序循環(huán)。

當(dāng)系統(tǒng)需要重新設(shè)定壓力時的具體方法：單片機(jī)檢測壓力設(shè)定按鍵有輸入，即轉(zhuǎn)入鍵盤輸入程序進(jìn)行壓力設(shè)定，設(shè)定完成后數(shù)據(jù)自動存入EPROM并再次讀取EPROM保存的設(shè)定壓力值，隨后跳入主程序進(jìn)行進(jìn)、出口壓力值讀取，并進(jìn)行程序循環(huán)驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)調(diào)整減壓閥先導(dǎo)閥，直至壓力滿足需求。與本文相關(guān)的論文：自力式煤氣調(diào)壓閥組?