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一種氮系統(tǒng)測量控制裝置

閱讀:99發(fā)布:2024-02-24

專利匯可以提供一種氮系統(tǒng)測量控制裝置專利檢索,專利查詢,專利分析的服務。并且本 發(fā)明 公開一種氮系統(tǒng)測量控制裝置,包括PLC可編程控 制模 塊 、現(xiàn)場 控制模塊 、遠程控制模塊、第一供電模塊與第二供電模塊,通過現(xiàn)場控制模塊控制PLC可編程控制模塊對氮系統(tǒng)中各測控儀器進行測控,也可通過遠程控制模塊進行測控;第一供電模塊與第二供電模塊分別用來對PLC可編程控制模塊與遠程控制模塊供電。其中遠程控制模塊具有互為備份的上位機與互為備份的以太網(wǎng);PLC可編程控制模塊具有互為備份的CPU;第一供電模塊與第二供電模塊均具有備用電源為裝置供電。本發(fā)明優(yōu)點在于:可實現(xiàn)氮系統(tǒng)中各種 信號 的測量與控制,滿足 發(fā)動機 羽流與衛(wèi)星熱 真空 試驗的復雜氮系統(tǒng)測控。通過互為備份的CPU、以太網(wǎng)以及上位機,避免CPU、以太網(wǎng)或上位機故障使測控失敗。,下面是一種氮系統(tǒng)測量控制裝置專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種氮系統(tǒng)測量控制裝置,其特征在于:包括PLC可編程控制模以及遠程控制模塊、現(xiàn)場控制模塊,第一供電模塊與第二供電模塊;
所述PLC可編程控制器模塊包括CPU模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、第一前連接器、第二前連接器、第三前連接器、第四前連接器、第一MPI接口、第二MPI接口、通信卡與PLC電源模塊;
其中,模擬量輸入模塊通過第一前連接器與氮系統(tǒng)中的各個壓傳感器、溫度傳感器、流量計及液位計相連,并連接至CPU模塊;模擬量輸出模塊通過第二前連接器與氮系統(tǒng)中的薄膜調(diào)節(jié)相連,并連接至CPU模塊;數(shù)字量輸入模塊通過第三前連接器與氮系統(tǒng)中閥定位器連接,并連接至CPU模塊;數(shù)字量輸出模塊通過第四前連接器與氮系統(tǒng)中的液氮氣動截止閥、電加熱器相連;
CPU模塊通過第一MPI接口與現(xiàn)場控制模塊相連,實現(xiàn)PLC可編程控制模塊與現(xiàn)場控制模塊間的實時通信;CPU模塊還通過第二MPI接口與通信卡相連,通過通信卡實現(xiàn)PLC可編程控制模塊與遠程控制模塊間的實時通信;
PLC電源模塊用來為CPU模塊供電,從而實現(xiàn)對PLC可編程控制模塊以及現(xiàn)場控制模塊的供電;
上述遠程控制模塊包括上位機模塊、以太網(wǎng)、RS232串口服務器、遠程數(shù)據(jù)處理計算機、打印機;其中,上位機模塊通過以太網(wǎng)連接至通信卡;遠程數(shù)據(jù)處理計算機一端通過RS232串口服務器與以太網(wǎng)相連;遠程數(shù)據(jù)處理計算機另一端連接至打印機;
上述結(jié)構(gòu)中,模擬量輸入模塊用來獲取氮系統(tǒng)中各個壓力傳感器、溫度傳感器、流量計及液位計的模擬量測量信號,進行A/D轉(zhuǎn)換,將模擬量測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù),傳輸至CPU模塊;數(shù)字量輸入模塊用來獲取閥門定位器的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù),并傳輸至CPU模塊;
CPU模塊將接收到的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù),通過第一MPI接口發(fā)送給現(xiàn)場控制模塊,由此在現(xiàn)場控制模塊上顯示各個閥門的開關(guān)狀態(tài);同時,CPU模塊還將接收到的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù)通過通信卡,經(jīng)以太網(wǎng)發(fā)送給上位機模塊,通過上位機模塊進行顯示;同時,CPU模塊還將接收到的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù)通過通信卡,經(jīng)以太網(wǎng)由RS232串口服務器發(fā)送給遠程數(shù)據(jù)處理計算機進行存儲,分析以及控制打印機進行打印;
上述現(xiàn)場控制模塊以及上位機模塊中還可實現(xiàn)氮系統(tǒng)中的薄膜調(diào)節(jié)閥的開度控制以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)控制,具體為:
當采用現(xiàn)場控制模塊進行測控終端中的薄膜調(diào)節(jié)閥的開度控制以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)控制時,通過在現(xiàn)場控制模塊中設定薄膜調(diào)節(jié)閥的開度值,經(jīng)第一MPI接口向CPU模塊發(fā)送薄膜調(diào)節(jié)閥開度的數(shù)字量控制信號,并經(jīng)CPU模塊發(fā)送到模擬量輸出模塊進行D/A轉(zhuǎn)換,將薄膜調(diào)節(jié)閥的控制信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)的模擬信號來驅(qū)動薄膜調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié);通過現(xiàn)場控制模塊經(jīng)第一MPI接口向CPU模塊發(fā)送液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù),并經(jīng)CPU模塊發(fā)送到數(shù)字量輸出模塊,通過數(shù)字量輸出模塊來驅(qū)動液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān);上述過程中,CPU模塊還將接收到的薄膜調(diào)節(jié)閥開度的數(shù)字量控制信號以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù)由通信卡經(jīng)以太網(wǎng)發(fā)送給上位機模塊,通過上位機模塊顯示薄膜調(diào)節(jié)閥的開度以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)狀態(tài);同時,CPU模塊還將接收到的薄膜調(diào)節(jié)閥開度的數(shù)字量控制信號以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù)由通信卡經(jīng)以太網(wǎng)由RS232串口服務器發(fā)送給遠程數(shù)據(jù)處理計算機進行存儲,分析以及控制打印機進行打??;
當采用上位機模塊進行測控終端中的薄膜調(diào)節(jié)閥的開度控制以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)控制時,通過在上位機模塊中設定薄膜調(diào)節(jié)閥的開度值,經(jīng)以太網(wǎng)由通信卡向CPU模塊發(fā)送薄膜調(diào)節(jié)閥開度的數(shù)字量控制信號,并經(jīng)CPU模塊發(fā)送到模擬量輸出模塊進行D/A轉(zhuǎn)換,將薄膜調(diào)節(jié)閥的控制信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)的模擬信號來驅(qū)動薄膜調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié);通過上位機模塊經(jīng)以太網(wǎng)由通信卡向CPU模塊發(fā)送液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù),并經(jīng)CPU模塊發(fā)送到數(shù)字量輸出模塊,通過數(shù)字量輸出模塊來驅(qū)動液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān);上述過程中,CPU模塊還將接收到的薄膜調(diào)節(jié)閥開度的數(shù)字量控制信號以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù)由通信卡經(jīng)第一MPI接口發(fā)送給現(xiàn)場控制模塊,通過現(xiàn)場控制模塊顯示薄膜調(diào)節(jié)閥的開度以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)狀態(tài);上述上位機模塊還將接收到的薄膜調(diào)節(jié)閥開度的數(shù)字量控制信號以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù)還將接收到的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù)通過經(jīng)以太網(wǎng)由RS232串口服務器發(fā)送給遠程數(shù)據(jù)處理計算機進行存儲,分析以及控制打印機進行打印;
所述第一供電模塊包括第一配電柜與穩(wěn)壓電源裝置;其中,第一配電柜為穩(wěn)壓電源裝置提供電源;穩(wěn)壓電源裝置為PLC可編程控制模塊中的PLC電源模塊提供電源,包括直流穩(wěn)壓電源和第一交流穩(wěn)壓電源;直流穩(wěn)壓電源用來輸出0~24V的可調(diào)電壓以及4~20mA的可調(diào)電流;第一交流穩(wěn)壓電源用來提供穩(wěn)定的交流供電;
第二供電模塊包括第二配電柜與第二交流穩(wěn)壓電源;其中,第二配電柜為第二交流穩(wěn)壓電源提供電源;第二交流穩(wěn)壓電源為遠程控制模塊提供電源。
2.如權(quán)利要求1所述的氮系統(tǒng)測量控制裝置,其特征在于:所述CPU模塊由第一CPU與第二CPU組成,第一CPU與第二CPU互為備份。
3.如權(quán)利要求1所述的氮系統(tǒng)測量控制裝置,其特征在于:所述上位機模塊包括第一上位機和第二上位機,第一上位機和第二上位機互為備份;以太網(wǎng)包括第一以太網(wǎng)與第二以太網(wǎng),第一以太網(wǎng)和第二以太網(wǎng)互為備份;第一上位機和第二上位機均通過第一以太網(wǎng)、第二以太網(wǎng)連接至通信卡;第一以太網(wǎng)和第二以太網(wǎng)均通過RS232串口服務器與遠程數(shù)據(jù)處理計算機相連。
4.如權(quán)利要求1所述的氮系統(tǒng)測量控制裝置,其特征在于:所述第一供電模塊還包括第一UPS電源;通過第一配電柜為第一UPS充電,當?shù)谝慌潆姽駭嚯姇r,通過第一UPS為穩(wěn)壓電源裝置提供電源。
5.如權(quán)利要求1所述的氮系統(tǒng)測量控制裝置,其特征在于:所述第二供電模塊還包括第二UPS電源,通過第二配電柜為第二UPS電源充電,當?shù)诙潆姽駭嚯姇r,通過第二UPS電源為第二交流穩(wěn)壓電源提供電源。
6.如權(quán)利要求1所述的氮系統(tǒng)測量控制裝置,其特征在于:所述現(xiàn)場控制模塊為觸摸控制屏。
7.如權(quán)利要求1所述的氮系統(tǒng)測量控制裝置,其特征在于:所述通信卡采用CP5611通信卡。

說明書全文

一種氮系統(tǒng)測量控制裝置

技術(shù)領域

[0001] 本發(fā)明屬于真空科學技術(shù)領域,本發(fā)明涉及一種氮系統(tǒng)測量控制裝置,具體是指一種液氮氣氮外流程系統(tǒng)測量控制裝置。

背景技術(shù)

[0002] 一般情況下,發(fā)動機及衛(wèi)星的工程應用都離不開嚴密的地面試驗,進行地面試驗離不開測量控制裝置。要評價一個發(fā)動機及衛(wèi)星的實際性能,需要大量的試驗數(shù)據(jù),這就需要測量控制裝置能夠提供可信的數(shù)據(jù)。
[0003] 真空羽流效應試驗系統(tǒng)(多功能羽流試驗平臺)是多用途試驗裝置,主要用于航天姿、軌控發(fā)動機羽流試驗研究,同時兼顧衛(wèi)星等熱真空試驗。真空羽流效應試驗系統(tǒng)中的氮系統(tǒng)設備眾多,需要測量控制的信號種類繁多,包括壓、溫度、流量、液位、、液氮、電加熱器等,要求能同時進行200路信號的測量與控制。目前,國內(nèi)還沒有既能用于衛(wèi)星熱真空試驗又能用于發(fā)動機羽流試驗的兩用地面試驗平臺測量控制裝置。為了圓滿的完成地面試驗,必須為發(fā)動機羽流試驗及衛(wèi)星熱真空試驗配有一套兩用的地面試驗平臺測量控制裝置,在這套兩用的地面試驗平臺測量控制裝置中包含有氮系統(tǒng)測量控制裝置,這就決定了氮系統(tǒng)測量控制裝置的特殊性。

發(fā)明內(nèi)容

[0004] 為了解決上述問題,本發(fā)明為真空羽流效應試驗系統(tǒng)(多功能羽流試驗平臺)提供一種既滿足發(fā)動機羽流試驗又滿足衛(wèi)星熱真空試驗中的氮系統(tǒng)測量控制裝置,采用雙備份冗余設計,可滿足對測控對象的長時間不間斷的測量與控制。
[0005] 一種氮系統(tǒng)測量控制裝置,其特征在于:包括PLC可編程控制模以及遠程控制模塊、現(xiàn)場控制模塊,第一供電模塊與第二供電模塊。
[0006] 所述述PLC可編程控制器模塊包括CPU模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、第一前連接器、第二前連接器、第三前連接器、第四前連接器、第一MPI接口、第二MPI接口、通信卡與PLC電源模塊。
[0007] 其中,模擬量輸入模塊通過第一前連接器與氮系統(tǒng)中的各個壓力傳感器、溫度傳感器、流量計及液位計相連,并連接至CPU模塊;模擬量輸出模塊通過第二前連接器與氮系統(tǒng)中的薄膜調(diào)節(jié)閥相連,并連接至CPU模塊;數(shù)字量輸入模塊通過第三前連接器與氮系統(tǒng)中閥門定位器連接,并連接至CPU模塊;數(shù)字量輸入模塊通過第四前連接器與氮系統(tǒng)中的液氮泵、氣動截止閥、電加熱器相連。
[0008] CPU模塊通過第一MPI接口與現(xiàn)場控制模塊相連,實現(xiàn)PLC可編程控制模塊與現(xiàn)場控制模塊間的實時通信;CPU模塊還通過第二MPI接口與通信卡相連,通過通信卡實現(xiàn)PLC可編程控制模塊與遠程控制模塊間的實時通信。
[0009] PLC電源模塊用來為CPU模塊供電,從而實現(xiàn)對PLC可編程控制模塊以及現(xiàn)場控制模塊的供電。
[0010] 上述遠程控制模塊包括上位機模塊、以太網(wǎng)、RS232串口服務器、遠程數(shù)據(jù)處理計算機、打印機;其中,上位機模塊通過以太網(wǎng)連接至通信卡;遠程數(shù)據(jù)處理計算機一端通過RS232串口服務器與以太網(wǎng)相連;遠程數(shù)據(jù)處理計算機另一端連接至打印機。
[0011] 上述結(jié)構(gòu)中,模擬量輸入模塊用來獲取氮系統(tǒng)中各個壓力傳感器、溫度傳感器、流量計及液位計的模擬量測量信號,進行A/D轉(zhuǎn)換,將模擬量測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù),傳輸至CPU模塊;數(shù)字量輸入模塊用來獲取閥門定位器的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù),并傳輸至CPU模塊。
[0012] CPU模塊將接收到的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù),通過第一MPI接口發(fā)送給現(xiàn)場控制模塊,由此在現(xiàn)場控制模塊上顯示各個閥門的開關(guān)狀態(tài);同時,CPU模塊還將接收到的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù)通過通信卡,經(jīng)以太網(wǎng)發(fā)送給上位機模塊,通過上位機模塊進行顯示;同時,CPU模塊還將接收到的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù)通過通信卡,經(jīng)以太網(wǎng)由RS232串口服務器發(fā)送給遠程數(shù)據(jù)處理計算機進行存儲,分析以及控制打印機進行打印。
[0013] 上述現(xiàn)場控制模塊以及第一上位機或第二上位機中還可實現(xiàn)氮系統(tǒng)中的薄膜調(diào)節(jié)閥的開度控制以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)控制,具體為:
[0014] 當采用現(xiàn)場控制模塊進行測控終端中的薄膜調(diào)節(jié)閥的開度控制以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)控制時,通過在現(xiàn)場控制模塊中設定薄膜調(diào)節(jié)閥的開度值,經(jīng)第一MPI接口向CPU模塊發(fā)送薄膜調(diào)節(jié)閥開度的數(shù)字量控制信號,并經(jīng)CPU模塊發(fā)送到模擬量輸出模塊進行D/A轉(zhuǎn)換,將薄膜調(diào)節(jié)閥的控制信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)的模擬信號來驅(qū)動薄膜調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié);通過現(xiàn)場控制模塊經(jīng)第一MPI接口向CPU模塊發(fā)送液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù),并經(jīng)CPU模塊發(fā)送到數(shù)字量輸出模塊,通過數(shù)字量輸出模塊來驅(qū)動液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān);上述過程中,CPU模塊還將接收到的薄膜調(diào)節(jié)閥開度的數(shù)字量控制信號以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù)由通信卡經(jīng)以太網(wǎng)發(fā)送給上位機模塊,通過上位機模塊顯示薄膜調(diào)節(jié)閥的開度以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)狀態(tài);同時,CPU模塊還將接收到的薄膜調(diào)節(jié)閥開度的數(shù)字量控制信號以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù)由通信卡經(jīng)以太網(wǎng)由RS232串口服務器發(fā)送給遠程數(shù)據(jù)處理計算機進行存儲,分析以及控制打印機進行打印。
[0015] 當采用上位機模塊進行測控終端中的薄膜調(diào)節(jié)閥的開度控制以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)控制時,通過在上位機模塊中設定薄膜調(diào)節(jié)閥的開度值,經(jīng)以太網(wǎng)由通信卡向CPU模塊發(fā)送薄膜調(diào)節(jié)閥開度的數(shù)字量控制信號,并經(jīng)CPU模塊發(fā)送到模擬量輸出模塊進行D/A轉(zhuǎn)換,將薄膜調(diào)節(jié)閥的控制信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)的模擬信號來驅(qū)動薄膜調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié);通過上位機模塊經(jīng)以太網(wǎng)由通信卡向CPU模塊發(fā)送液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù),并經(jīng)CPU模塊發(fā)送到數(shù)字量輸出模塊,通過數(shù)字量輸出模塊來驅(qū)動液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān);上述過程中,CPU模塊還將接收到的薄膜調(diào)節(jié)閥開度的數(shù)字量控制信號以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù)由通信卡經(jīng)第一MPI接口發(fā)送給現(xiàn)場控制模塊,通過現(xiàn)場控制模塊顯示薄膜調(diào)節(jié)閥的開度以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)狀態(tài);上述上位機模塊還將接收到的薄膜調(diào)節(jié)閥開度的數(shù)字量控制信號以及液氮泵、氣動截止閥、電加熱器的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù)還將接收到的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù)通過經(jīng)以太網(wǎng)由RS232串口服務器發(fā)送給遠程數(shù)據(jù)處理計算機進行存儲,分析以及控制打印機進行打印。
[0016] 所述第一供電模塊包括第一配電柜與穩(wěn)壓電源裝置;其中,第一配電柜為穩(wěn)壓電源裝置提供電源;穩(wěn)壓電源裝置為PLC可編程控制模塊中的PLC電源模塊提供電源,包括直流穩(wěn)壓電源和第一交流穩(wěn)壓電源;直流穩(wěn)壓電源用來輸出0~24V的可調(diào)電壓以及4~20mA的可調(diào)電流;第一交流穩(wěn)壓電源用來提供穩(wěn)定的交流供電;
[0017] 第二供電模塊包括第二配電柜與第二交流穩(wěn)壓電源;其中,第二配電柜為第二交流穩(wěn)壓電源提供電源;第二交流穩(wěn)壓電源為遠程控制模塊提供電源。
[0018] 本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0019] 1、本發(fā)明氮系統(tǒng)測量控制裝置中采用冗余的CPU模塊設計,避免CPU故障導致測控失??;
[0020] 2、本發(fā)明氮系統(tǒng)測量控制裝置中采用冗余的以太網(wǎng)絡設計,避免太網(wǎng)絡故障導致測控失敗;
[0021] 3、本發(fā)明氮系統(tǒng)測量控制裝置中采用冗余的上位機設計,避免上位機故障導致測控失??;
[0022] 4、本發(fā)明氮系統(tǒng)測量控制裝置中采用UPS備用電源設計,可穩(wěn)定持續(xù)供電,避免斷電導致測控失敗;
[0023] 5、本發(fā)明氮系統(tǒng)測量控制裝置可實現(xiàn)對氮系統(tǒng)的測控終端的現(xiàn)場與遠程測量控制,測控方法靈活;
[0024] 6、本發(fā)明氮系統(tǒng)測量控制裝置可實現(xiàn)氮系統(tǒng)中200路信號的測量與控制,即滿足發(fā)動機羽流試驗又滿足衛(wèi)星熱真空試驗時復雜的氮系統(tǒng)測控;
[0025] 7、本發(fā)明氮系統(tǒng)測量控制裝置可對氮系統(tǒng)中200路信號實現(xiàn)不間斷測控,同時信號抗干擾能力強。附圖說明
[0026] 圖1為本發(fā)明氮系統(tǒng)測量控制裝置整體示意圖;
[0027] 圖2為本發(fā)明氮系統(tǒng)測量控制裝置各部分結(jié)構(gòu)與控制關(guān)系框圖。
[0028] 圖中:
[0029] 1-PLC可編程控制模塊 2-遠程控制模塊 3-現(xiàn)場控制模塊 4-第一供電模塊[0030] 5-第二供電模塊 6-測控終端 101-CPU模塊 102-模擬量輸入模塊[0031] 103-模擬量輸出模塊 104-數(shù)字量輸入模塊 105-數(shù)字量輸出模塊106-第一前連接器[0032] 107-第二前連接器 108-第三前連接器 109-第四前連接器 110-第一MPI接口[0033] 111-第二MPI接口 112-通信卡 113-PLC電源模塊 1011-第一CPU[0034] 1012-第二CPU 201-上位機模塊 202-第一以太網(wǎng) 203-第二以太網(wǎng)[0035] 204-RS232串口服務器 205-遠程數(shù)據(jù)處理計算機 206-打印機[0036] 2011-第一上位機 2012-第二上位機 401-第一配電柜 402-穩(wěn)壓電源裝置[0037] 403-第一UPS電源 4021-直流穩(wěn)壓電源 4022-第一交流穩(wěn)壓電源[0038] 501-第二配電柜 502-第二交流穩(wěn)壓電源 503-第二UPS電源 601-壓力傳感器[0039] 602-溫度傳感器 603-流量計 604-液位計 605-薄膜調(diào)節(jié)閥[0040] 606-閥門定位器 607-液氮泵 608-氣動截止閥 609-電加熱器具體實施方式
[0041] 下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0042] 本發(fā)明一種氮系統(tǒng)測量控制裝置,包括安裝在控制柜中的PLC可編程控制模塊1與現(xiàn)場控制模塊3,以及外置的遠程控制模塊2、第一供電模塊4與第二供電模塊5,如圖1所示,操作人員可通過現(xiàn)場控制模塊3控制PLC可編程控制模塊1對測控終端6進行測控,也可通過遠程控制模塊5對測控終端6進行測控;第一供電模塊4與第二供電模塊5分別用來對PLC可編程控制模塊1與遠程控制模塊2供電。所述測控終端6即為氮系統(tǒng)中的各種測控儀器,包括各個壓力傳感器601、溫度傳感器602、流量計603、液位計604、薄膜調(diào)節(jié)閥605、閥門定位器606、液氮泵607、氣動截止閥608、電加熱器609。
[0043] 如圖2所示,上述PLC可編程控制器模塊1包括CPU模塊101、模擬量輸入模塊102、模擬量輸出模塊103、數(shù)字量輸入模塊104、數(shù)字量輸出模塊105、第一前連接器106、第二前連接器107、第三前連接器108、第四前連接器109、第一MPI接口110、第二MPI接口
111、通信卡112與PLC電源模塊113。
[0044] 其中,模擬量輸入模塊102通過第一前連接器106與測控終端6中的各個壓力傳感器601、溫度傳感器602、流量計603及液位計604相連,并連接至CPU模塊101;模擬量輸出模塊103通過第二前連接器107與測控終端6中的薄膜調(diào)節(jié)閥605相連,并連接至CPU模塊101;數(shù)字量輸入模塊104通過第三前連接器108與測控終端6中閥門定位器606連接,并連接至CPU模塊101;數(shù)字量輸入模塊105通過第四前連接器109與測控終端6中的液氮泵607、氣動截止閥608、電加熱器609相連。
[0045] CPU模塊101通過第一MPI接口110與現(xiàn)場控制模塊相連,實現(xiàn)PLC可編程控制模塊1與現(xiàn)場控制模塊3間的實時通信;所述現(xiàn)場控制模塊3為觸摸控制屏。CPU模塊101還通過第二MPI接口111與通信卡112相連,通過通信卡112實現(xiàn)PLC可編程控制模塊1與遠程控制模塊2間的實時通信,所述通信卡112采用CP5611通信卡。所述CPU模塊101由第一CPU1011與第二CPU1012組成,第一CPU1011與第二CPU1012互為備份,當?shù)谝籆PU1011或第二CPU1012故障時,第二CPU1012或第一CPU1011自動啟動,避免因CPU故障導致測控失敗。
[0046] 所述PLC電源模塊113用來為CPU模塊101供電,從而實現(xiàn)對整個PLC可編程控制模塊1以及現(xiàn)場控制模塊3的供電。
[0047] 上述遠程控制模塊2包括上位機模塊201、第一以太網(wǎng)202、第二以太網(wǎng)203、RS232串口服務器204、遠程數(shù)據(jù)處理計算機205、打印機206,用于實現(xiàn)PLC可編程控制模塊1的遠程控制及數(shù)據(jù)處理。其中,上位機模塊201由第一上位機2011和第二上位機2012組成,第一上位機2011和第二上位機2012互為備份,當?shù)谝簧衔粰C2011或第二上位機2012故障時,第二上位機2012或第一上位機2011自動啟動,避免因上位機故障導致測控失敗。第一上位機2011和第二上位機2012均通過第一以太網(wǎng)202、第二以太網(wǎng)203連接至通信卡112,第一以太網(wǎng)202與第二以太網(wǎng)203互為備份,避免因第一以太網(wǎng)202或第二以太網(wǎng)203故障導致測控失敗,由此第一上位機2011或第二上位機2012可分別通過第一以太網(wǎng)202或第二以太網(wǎng)203與CPU模塊101進行數(shù)據(jù)通信;遠程數(shù)據(jù)處理計算機205一端通過RS232串口服務器204與第一以太網(wǎng)202和第二以太網(wǎng)203相連,避免因第一以太網(wǎng)202或第二以太網(wǎng)203故障導致數(shù)據(jù)處理失??;遠程數(shù)據(jù)處理計算機205另一端連接至打印機206。
[0048] 上述結(jié)構(gòu)中,模擬量輸入模塊102用來獲取測控終端6中各個壓力傳感器601、溫度傳感器602、流量計603及液位計604的模擬量測量信號(即壓力、溫度、流量、液位的模擬量測量信號),進行A/D轉(zhuǎn)換,將模擬量測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù),傳輸至CPU模塊101。數(shù)字量輸入模塊104用來獲取閥門定位器606的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù)(閥門位置數(shù)字量信號數(shù)據(jù)),并傳輸至CPU模塊101。
[0049] CPU模塊101將接收到的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù)(即:測控終端6中各個壓力傳感器601、溫度傳感器602、流量計603及液位計604的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù),以及閥門定位器606的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù)),通過第一MPI接口110發(fā)送給現(xiàn)場控制模塊3,由此在現(xiàn)場控制模塊3上顯示各個閥門的開關(guān)狀態(tài)。同時,CPU模塊101還將接收到的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù)通過通信卡112,經(jīng)第一以太網(wǎng)202或第二以太網(wǎng)203發(fā)送給第一上位機2011或第二上位機2012,通過第一上位機2011或第二上位機2012進行顯示。同時,CPU模塊101還將接收到的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù)通過通信卡112,經(jīng)第一以太網(wǎng)202或第二以太網(wǎng)203由RS232串口服務器204發(fā)送給遠程數(shù)據(jù)處理計算機205進行存儲,分析以及控制打印機206進行打印。上述在現(xiàn)場控制模塊3及第一上位機2011或第二上位機2012中各個閥門的開關(guān)狀態(tài)以閥門符號的不同顏色予以顯示。
[0050] 上述現(xiàn)場控制模塊3以及第一上位機2011或第二上位機2012中還可實現(xiàn)測控終端6中的薄膜調(diào)節(jié)閥605的開度控制以及液氮泵607、氣動截止閥608、電加熱器609的開/關(guān)控制,具體為:
[0051] 當采用現(xiàn)場控制模塊3進行測控終端6中的薄膜調(diào)節(jié)閥605的開度控制以及液氮泵607、氣動截止閥608、電加熱器609的開/關(guān)控制時,通過在現(xiàn)場控制模塊3中設定薄膜調(diào)節(jié)閥605的開度值,經(jīng)第一MPI接口110向CPU模塊101發(fā)送薄膜調(diào)節(jié)閥605開度的數(shù)字量控制信號,并經(jīng)CPU模塊101發(fā)送到模擬量輸出模塊103進行D/A轉(zhuǎn)換,將薄膜調(diào)節(jié)閥605的控制信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)的模擬信號來驅(qū)動薄膜調(diào)節(jié)閥5的開度調(diào)節(jié)。通過現(xiàn)場控制模塊3經(jīng)第一MPI接口110向CPU模塊101發(fā)送液氮泵607、氣動截止閥608、電加熱器609的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù),并經(jīng)CPU模塊101發(fā)送到數(shù)字量輸出模塊105,通過數(shù)字量輸出模塊105來驅(qū)動液氮泵607、氣動截止閥608、電加熱器609的開/關(guān)。上述過程中,CPU模塊還將接收到的薄膜調(diào)節(jié)閥605開度的數(shù)字量控制信號以及液氮泵607、氣動截止閥
608、電加熱器609的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù)由通信卡112經(jīng)第一以太網(wǎng)202或第二以太網(wǎng)203發(fā)送給第一上位機2011或第二上位機2012,通過第一上位機2011或第二上位機
2012顯示薄膜調(diào)節(jié)閥5的開度以及液氮泵607、氣動截止閥608、電加熱器609的開/關(guān)狀態(tài)。同時,CPU模塊還將接收到的薄膜調(diào)節(jié)閥605開度的數(shù)字量控制信號以及液氮泵607、氣動截止閥608、電加熱器609的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù)由通信卡112經(jīng)第一以太網(wǎng)
202或第二以太網(wǎng)203由RS232串口服務器204發(fā)送給遠程數(shù)據(jù)處理計算機205進行存儲,分析以及控制打印機206進行打印。
[0052] 當采用第一上位機2011或第二上位機2012進行測控終端6中的薄膜調(diào)節(jié)閥605的開度控制以及液氮泵607、氣動截止閥608、電加熱器609的開/關(guān)控制時,通過在第一上位機2011或第二上位機2012中設定薄膜調(diào)節(jié)閥605的開度值,經(jīng)第一以太網(wǎng)202或第二以太網(wǎng)203由通信卡112向CPU模塊發(fā)送薄膜調(diào)節(jié)閥605開度的數(shù)字量控制信號,并經(jīng)CPU模塊101發(fā)送到模擬量輸出模塊103進行D/A轉(zhuǎn)換,將薄膜調(diào)節(jié)閥605的控制信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)的模擬信號來驅(qū)動薄膜調(diào)節(jié)閥5的開度調(diào)節(jié)。通過第一上位機2011或第二上位機2012經(jīng)第一以太網(wǎng)202或第二以太網(wǎng)203由通信卡112向CPU模塊發(fā)送液氮泵607、氣動截止閥608、電加熱器609的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù),并經(jīng)CPU模塊101發(fā)送到數(shù)字量輸出模塊105,通過數(shù)字量輸出模塊105來驅(qū)動液氮泵607、氣動截止閥608、電加熱器609的開/關(guān)。上述過程中,CPU模塊還將接收到的薄膜調(diào)節(jié)閥605開度的數(shù)字量控制信號以及液氮泵607、氣動截止閥608、電加熱器609的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù)由通信卡112經(jīng)第一MPI接口110發(fā)送給現(xiàn)場控制模塊3,通過現(xiàn)場控制模塊3顯示薄膜調(diào)節(jié)閥5的開度以及液氮泵607、氣動截止閥608、電加熱器609的開/關(guān)狀態(tài)。上述第一上位機2011或第二上位機2012還將接收到的薄膜調(diào)節(jié)閥605開度的數(shù)字量控制信號以及液氮泵607、氣動截止閥608、電加熱器609的開/關(guān)數(shù)字量控制信號數(shù)據(jù)還將接收到的數(shù)字量測量信號數(shù)據(jù)通過經(jīng)第一以太網(wǎng)202或第二以太網(wǎng)203由RS232串口服務器204發(fā)送給遠程數(shù)據(jù)處理計算機
205進行存儲,分析以及控制打印機206進行打印。
[0053] 由此當?shù)谝簧衔粰C2011或第二上位機2012中任何數(shù)字量數(shù)據(jù)丟失時,可通過遠程數(shù)據(jù)處理計算機205經(jīng)第一以太網(wǎng)202或第二以太網(wǎng)203將丟失的數(shù)據(jù)傳輸給第一上位機2011或第二上位機2012。
[0054] 所述第一供電模塊4用來為PLC可編程控制模塊1中的PLC電源模塊113供電,包括第一配電柜401、穩(wěn)壓電源裝置402和第一UPS電源403;其中,第一配電柜401為穩(wěn)壓電源裝置402與第一UPS電源403供電;穩(wěn)壓電源裝置402與PLC可編程控制模塊1中的PLC電源模塊113提供穩(wěn)定無干擾的電源供應,包括直流穩(wěn)壓電源4021和第一交流穩(wěn)壓電源4022;直流穩(wěn)壓電源4021可輸出0~24V的可調(diào)電壓以及4~20mA的可調(diào)電流;第一交流穩(wěn)壓電源4022可提供穩(wěn)定的交流供電,避免市電波動造成的干擾;第一UPS電源403為PLC電源模塊113提供備用電源,平時帶電不工作,當?shù)谝慌潆姽?01斷電時,及時啟動UPS電源403,通過UPS電源403為穩(wěn)壓電源裝置402提供電源,保證PLC電源模塊113正常工作。
[0055] 第二供電模塊5用來為遠程控制模塊供電,包括第二配電柜501、第二交流穩(wěn)壓電源502與第二UPS電源503;其中,第二配電柜501為第二交流穩(wěn)壓電源502和第二UPS電源503提供電源;其中,第二交流穩(wěn)壓電源502為上位機模塊201提供電源,保證其正常工作;第二UPS電源503為備用電源,平時帶電不工作,當?shù)诙潆姽?01斷電時,及時啟動第二UPS電源503,通過第二UPS電源503為第二交流穩(wěn)壓電源502提供電源,保證上位機模塊201正常工作。
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