[实用新型]一种自动针阀控制器

说明书

本实用新型公开了一种自动针阀控制器，包括主控板与人机交互模块，主控板功能包括：采集现场数据、解算控制算法以及输出控制状态，人机交互模块用于显示现场仪表数据与设置现场参数，主控板与人机交互模块使用Modbus TCP协议通讯；人机交互模块的操作系统架构采用uCOS II嵌入式操作系统架构，人机交互模块设有Modbus控制器寄存器和Modbus数据寄存器；主控板设有外接接口、液晶屏和键盘，外接接口采集现场仪表数据，液晶和键盘读写Modbus控制器寄存器和显示实时Modbus数据寄存器的数据；控制器有生产实时监控和远程开关井控制功能，通过不同控制策略控制针阀的自动开度。设计开放平台，具备兼容性、人机交互、低功耗和抗干扰性能，实现生产实时监控和远程自动开关井控制功能。

技术领域

本实用新型涉及控制器领域，具体指的是一种自动针阀控制器。

背景技术

针阀是一种微调阀，可以实现细微精度调节通过阀门的流量和压力，一般使用最多的是电子针阀，即通过电子控制调节针阀的开度和阀门的打开与关闭动作，电子针阀不仅方便自动调节而且比人工调节的精度高，故此针阀常用于一些需要精细调节的行业，比如、天然气、石油和精密设备等方面。

天然气和石油疏导管或井口需要设置阀门来调节通过的流量和实现管内石油和天然气的截流，针阀因为它精密的调节精度和可自动化性能而广泛被应用于天然气和石油疏导管或井口的阀门。然而现在的实现针阀自动调节的针阀控制器有的不具备兼容性，低功耗较大，抗干扰性能较弱，而且没有人机交互功能，不是实时监控生产中和运输中管口的压力、流量、温度等信息，缺乏远程控制功能。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种自动针阀控制器，同时具备兼容性、人机交互、低功耗和抗干扰性能，而且实现生产实时监控和远程自动开关井控制功能。

为实现上述技术目的，本实用新型提供的技术方案是：

一种自动针阀控制器，包括主控板与人机交互模块，主控板的功能包括：采集现场数据、解算控制算法以及输出控制状态，人机交互模块用于现场仪表数据的显示与参数的现场设置，主控板与人机交互模块使用Modbus TCP协议通讯；人机交互模块的操作系统架构采用uCOS II嵌入式操作系统架构，人机交互模块设有Modbus控制器寄存器和Modbus数据寄存器，Modbus控制器寄存器为读写模式，Modbus数据寄存器为只读模式；主控板设有外接接口、液晶屏和键盘，外接接口用于采集现场仪表数据，液晶和键盘用于读写Modbus控制器寄存器和显示实时Modbus数据寄存器数据；控制器具有生产实时监控和远程自动开关井控制功能，通过不同控制策略实现对针阀的自动开度控制。

本实用新型的有益效果是：设计开放平台，具备兼容性、人机交互、低功耗和抗干扰性能，实现生产实时监控和远程自动开关井控制功能。

进一步优化为，生产实时监控功能包括实时采集油压、套压和管压，天然气井口温度、压力、瞬时流量和累积流量，紧急截断阀状态，通过Modbus TCP协议上传采集数据；远程自动开关井控制功能包括：手动控制节流阀调节阀门的开度变化，手动控制紧急截断阀的开启与关断，设置定压、定时和定流量的自动开度控制，超压自动紧急截断阀的关井控制，通过液晶屏与键盘实现控制参数的井场本地设置。

采用上述技术方案，实现生产实时监控和远程自动开关井。

进一步优化为，外接接口为RS-485接口，同时支持4-20mA接口。

采用上述技术方案，RS-485接口用于采集现场仪表数据，多种接口方便采集现场仪表的数据。

进一步优化为，控制策略包括定时开关井和定压开关井。

采用上述技术方案，通过不同控制策略实现对针阀开度的自动控制，包括定时，定压和定流量。

进一步优化为，所述Modbus控制器寄存器与所述Modbus数据寄存器分区管理。