遥控浮球阀原理

遥控器主要由形成遥控信号的微处理器芯片、晶体振荡器、放大晶体管、红外发光二极管以及键盘矩阵组成。其工作原理如下 微处理器芯片IC1内部的振荡器通过2、3脚与外部的振荡晶体X组成一个高频振荡器，产生高频振荡信号（480kHz）。此信号送入定时信号发生器后产生40KHz的正弦信号和定时脉冲信号。正弦信号送入编码调制器作为载波信号；定时脉冲信号送制扫信号发生器、键控输入编码器和指令编码器作为这些电路的时间标准信号。 IC1内部的扫描信号发生器产生五中不同时间的扫描脉冲信号，由5～9脚输出送至键盘矩阵电路。当按下某一键时，相应于该功能按键的控制信号分别由10～14脚输入到键控编码器，输出相应功能的数码信号。然后由指编码器输出指令码信号，经过调制器调制在载波信号上，形成包含有功能信息的高频脉冲串，由17脚输出经过晶体管BG放大，推动红外线发光二极管D发射出脉冲调制信号。

摘 要：介绍一款基于8位单片机ATmega128为主控芯片，具有16路输出的ARTU-J16型遥控单元的设计原理，以及该产品主要技术指标与应用案例。关键字：ATmega128芯片；遥控单元；ARTU-J16型0　 引言　　在电力及工业自动化控制系统中，断路器的分合、电机的启停，电磁阀的开闭等，有众多的执行机构需要进行远程控制，在以往的系统设计中常使用多个PLC或带有通讯和开关量输出功能的现场仪表组成一个远程自动控制系统，但高昂的成本和繁琐的系统结构给自动化设计、应用带来困扰。　　本文介绍一款具有16路遥控接点输出的ARTU-J16，该装置通过RS485总线与上位机相连，作为远程继电器输出模块，用于接收计算机指令，执行系统的遥控操作或自动控制，继电器输出共16路，装置拥有1600组操作事件记录，带GPS校时功能,在外部电源掉电后可以保证SOE事件记录一个月内不丢失，相对以往控制方式，本设计在简化控制网络结构的同时，提供了一种低成本，高可靠性的替代方案。1　 电路设计原理　　ARTU-J16遥控单元硬件主要包括主CPU芯片、拨码开关设定输入、实时时钟、双路RS485通讯、SOE事件记录存储、看门狗控制、继电器控制及输出、供电电源模块等8部分组成（见图1）。1.1 主控CPU 　　ARTU-J16型16路遥控执行单元设计采用ATMEL公司的ATmega128,单芯片实现双路RS485通讯、数据处理、事件记录存取，显示和16路继电器常开接点的输出状态控制。ATmega128是ATMEL公司推出的一款8位RISC结构高速低功耗单片机，在16M时钟频率时系统性能可达16MIPS，内带128k的FlashROM、4k的EEPROM、4k系统SRAM；可扩展64k外部存储器；两路UART通讯口。同时该芯片拥有JTAG在线编程口，方便用户调试，降低了开发成本，53个可编程I/O口可以挂接足够多的外围设备。1.2 拨码开关设定输入　　拨码开关提供用户一个简化的人机接口，用于设定RS485通讯中的地址、波特率、数据格式等设定功能，拨码开关（SW1）的10位数据口都接10k电阻上拉到Vcc，电路使用一个74HC244（IC5）数据缓冲器，把拨码开关的状态传送到8位数据总线，剩余两根数据线则直接接到CPU的I/O端口（见图2）。1.3 实时时钟　　实时时钟芯片RX-8025A（IC4）提供给系统SOE事件的时间记录点，该芯片拥有400kHz 串行I2C总线接口，内置频率为32.768 kHz 的石英振荡器，提供宽温、高稳定性的实时时间数据。1.4 通讯方式　　通讯方式采用双路RS485方式，调试及设定和上位机通讯部分在物理上分成两路，互不干扰，有效防止可能存在的误操作（见图3）。1.5 SOE事件记录存储　　SOE事件记录存储器使用32k低功耗SRAM（IC3）IC61C256AH和后备电源形成一个断电不丢失的数据存储单元，使用数据锁存器74HC373（IC2）和CPU的PC端口组成15位数据地址对IC3进行数据存储操作（见图4）。1.6 看门狗控制　　掉电自动保存部分使用MAX691CWE（IC8）作为电源管理，在系统有辅助供电的情况下保证IC3由主电源Vcc供电，当主电源掉电时则自动切换到后备电池供电方式。同时此芯片还兼有看门狗功能，在系统死机的极端情况下及时复位CPU使系统快速恢复至受控状态（见图5）。1.7 继电器控制及输出　　继电器控制输出使用一个74HC273（IC14）锁存需要输出的8路继电器输出状态，再经由ULN2803（IC15）驱动对应的继电器（K1只是16路中的一路），二极管D1可以旁路继电器K1在断开的瞬间所产生的反向电流，而并接在K1输出接点上的压敏电阻VZ1则可以吸收关断后级感性负载所产生的反向电动势，有效延长输出继电器触点的寿命（见图6）。1.8 电源部分　　电源模块采用PI公司的开关电源芯片，输入范围为AC/DC 80-270V，电源共有3路输出，分别给CPU，继电器驱动、通讯等部分电路提供电源。2　 软件设计　　软件设计流程见图7。3　 产品结构特点及技术指标　　ARTU-J16采用DIN35mm导轨安装。前端带通信指示和信号运行通道指示2组指示灯，通信有两路RS485接口，一路用于通用参数的设置及调试，另一路用于和上位机通讯。产品顶端设有拨码开关窗口，可通过拨码开关设置产品通讯地址和波特率。产品符合JB/T10388-2002《带总线通信功能的智能测控节点产品通用技术条件》、GB/T7261-2000《继电器及装置基本试验方法》和GB/T13729-2002《远动终端设备》标准。产品主要技术指标见表1 表1 性能指 标输出回路16路继电器输出（脉冲或保持方式）输出容量AC 5A/220V或DC 5A/30V总线方式二线制半双工RS485（ModBus—RTU）建议采用三芯屏蔽线总线容量≤32操控准确率100%事件顺序记录（SOE）容量1600组外壳防护等级IP20电源DC24V或AC/DC200V电源功耗＜５Ｗ4　 应用案例　　以某配电系统为例，1台ARTU-J16控制8路低压馈线，CM1断路器配电动机操作机构，一次方案见图8（a），控制方式见图8(b)。启停按钮现场手动控制各回路断路器的合、分闸，遥控单元通过通讯接口集中控制8路断路器的工作状态，实现断路器就地与远程两地控制的工作模式。5　 结束语　　ARTU-J16遥控单元于2007年12月在国家继电保护及自动化设备质量监督检验中心测试，符合相关标准要求。该产品已在某油田供水供电公司、苏州某税务大厦、内蒙某煤矿等工程配电监控系统中得到应用，降低了投资成本，产生了较好的社会和经济效益。　　文章来源于：《电气开关》2009年第5期。参考文献： 上海安科瑞电气有限公司.ARTU四遥单元安装使用说明书,2008.07版. 任致远，周中.电力电测数字仪表原理与应用指南,中国电力出版社，2007.

本文介绍了气动球阀的工作原理及结构特点等相关知识，更了解和使用气动球阀。 气动球阀是由旋塞阀演变而来。它具有相同的旋转90度动作，不同的是旋塞体是球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球面和通道口的比例应该是这样的，即当球旋转90度时，在进、出口处应全部呈现球面，从而截断流动。 本类阀门在管道中可任意位置安装。 气动球阀工作原理 气动球阀只需要用气动执行器用气源旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。通常认为球阀最适宜直接做开闭使用，但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用。球阀的主要特点是本身结构紧凑，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。 气动球阀按结构形式可分： 一、浮动气动球球阀 气动球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。 　　 浮动气动球球阀的结构简单，密封性好，但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈，因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷。这种结构，广泛用于中低压球阀。 二、固定球气动球阀 　 气动球阀的球体是固定的，受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座，受介质压力后，阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承，操作扭距小，适用于高压和大口径的阀门。 　　 为了减少气动球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度，近年来又出现了油封球阀，既在密封面间压注特制的润滑油，以形成一层油膜，即增强了密封性，又减少了操作扭矩，更适用高压大口径的球阀。 三、弹性球气动球阀 气动球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造，密封比压很大，依靠介质本身的压力已达不到密封的要求，必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。 　　 弹性球体是在球体内壁的下端开一条弹性槽，而获得弹性。当关闭通道时，用阀杆的楔形头使球体涨开与阀座压紧达到密封。在转动球体之前先松开楔形头，球体随之恢复原原形，使球体与阀座之间出现很小的间隙，可以减少密封面的摩擦和操作扭矩。 　　 气动球阀按其通道位置可分为直通式，三通式和直角式。后两种球阀用于分配介质与改变介质的流向。气动球阀的分类与特点 气动球阀有O型球阀和V型球阀之分。O型球阀采用浮动式结构，球芯为精密铸件，外表镀硬铬处理，阀座采用增强聚四氟乙烯材料，流道口与管道口径相同，流通能力极大，流阻极小，关闭时无泄漏，一般做开关阀使用，特别适用于高粘度、V型球阀采用固定式结构，球芯上开有V型切口，可实现剪切 含纤维、颗粒状介质。　　 根据工艺设备不同可选用气动或电动执行机构，分别组成气动球阀和电动球阀，其中气动球阀如要实现比例调节须配阀门定位器，电动球阀如要实现比例调节须选电子式电动执行机构或配伺服放大器等。 　　 从材质上,可以分为:碳钢球阀,不锈钢304球阀,316球阀和铜球阀 　　 按压力,可以分为:高压球阀和低压球阀 　　 高压气动球阀: 主要应用在石油、天然气、液压油、工程机械等行业 　　 低压气动球阀：主要应用在介质为水等腐蚀性管路上！ 刀型闸阀的启闭件是闸板，闸板的运动方向与流体方向相垂直，手动刀型闸阀只能作全开和全关,不能作调节和节流。闸板有两个密封面,最常用的模式闸板阀的两个密封面形成楔形、楔形角随阀门参数而异,通常为50,楔式刀型闸阀的闸板可以做成一个整体，叫做刚性闸板；也可以做成能产生微量变形的闸板,以改善其工艺性,弥补密封面角度在加工过程中产生的偏差,这种闸板叫做弹性闸板 刀型闸阀关闭时,密封面可以只依靠介质压力来密封,即依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封,这就是自密封.大部分刀型闸阀是采用强制密封的,即阀门关闭时，要依靠外力强行将闸板压向阀座,以保证密封面的密封性本类阀门在管道中一般应当水平安装。特别说明：请珍惜帐号，勿发广告——疯子哥