[发明专利]船用电动阀门电气性能调试装置

摘要

本发明提出的是船用电动阀门电气性能调试装置。在调试台柜体内设有操作面板、主控电路板、380V电源开关、电源变换器，在主控电路板上设有阀门开关计时器电路和相序自动检测电路，在电动阀、谐波式电动阀和电磁阀上分别连接有相应的控制电路，通过调试台对阀门进行模拟调试。本发明装置能够完全模拟电动阀门的真正工作环境，并且提供和真实工作环境完全一致的测试使用数据，用户根据所测得的数据判断阀门是否满足使用需求，是否需要重新调试和更换，能极大地提高工作效率，减少不必要的重复安装工作，并且能够及早发现阀门的隐患，避免经济损失。适宜船用电动阀门电气性能调试中应用。

主权项

船用电动阀门电气性能调试装置，其特征是：1)、调试台结构调试台由操作面板(1.1)、柜体内的主控电路板(1.2)、三相四线制380V电源开关(1.3)、柜体内的电源变换器(1.4)组成；2)、调试台面板组成在操作面板(1.1)上部分别设有三相380VD1、三相220VD2、单相220VD3和直流220VD4指示灯，中部设有正序指示灯D7、开关计时显示屏X1和X2，右侧设有清零开关N1和N2，还设有查灯开关N 3和过扭切除开关N4，下部设有开灯、关灯指示灯D8和D9，开灯、过扭灯和关灯指示D10、D11、D12，开灯、关灯指示灯D13和D14，最下部全封阀调试开关K1、球阀调试开关K2和电磁阀调试开关K3；其中：电源指示灯D1‑D6、正相序灯D7、开关阀计时显示屏X1/X2/，阀门操作开关K1‑K3/，阀门位置指示灯D8‑D14、清零按钮N1/N2、查灯按钮N3过扭切除按钮N4；3)、电源变换器电源变换器组成：接入380V交流电，经过开关KK1(1.40)，输入到三相变压器(1.41)中，经过变压获得交流220V电源，通过三相交流220V电源输出端(1.42)输出，供全封式电磁阀关阀用；在三相变压器前后电路上分别接有电压表C1和C2，交流三相380V电源线与中性线N构成单相220V电源，在线路上接入电压表C3和C4，并直接通过整流桥BG1(1.450)整流后，形成直流220V电源， 通过直流220V电源输出端(1.45)输出，作为供电磁阀用；经过变压器T2(1.46)变压后，分别通过整流桥BG21.430，供给直流5V输出端(1.43)，供计时器板用；另一个整流桥BG 3(1.440)，供给直流12V输出端(1.44)，供阀位控制板用；模拟式电压指示表C1‑C4分别指示三相交流380V、三相交流220V、单相交流220V、和直流220V的电压值，下面的D1‑D6电源指示灯作为辅助电源指示；正相序灯D7的信号由主控板的相序自动检测电路提供，开关阀计时以0.01秒的分辨率显示开关阀时间，信号由主控板的阀门开关计时器部分提供；清零按钮N1/N2对开关阀计时进行清零操作，查灯按钮N3提供对台面上的信号灯D7‑D14进行查灯操作，过扭切除按钮在球阀操作出现过扭时提供操作电源信号；阀门开关K1‑K3以对三种电动阀进行开关操作；在柜体内的电源变换器中设有三相交流变压器T1、柜体上的电源开关KK1、单相交流变压器T2、操作面板上的电压表C1‑C4、整流桥BG1‑BG3、操作面板上的电源指示灯D1‑D6；外部提供的三相四线制的交流380V电源通过开关KK1、三相变压器T1后变为三相220V交流电，作为全封阀的关阀电源；三相四线制交流380V电源中A相电源和中线N产生单相220V电源，该电源通过整流桥BC1产生直流220V电源，作为电磁阀的工作电源用；单相交流220V电源还通过变压器T2、整流桥BG2/BG3、产生5V和12V直流电源，分别供给主控电路板上的计时器板和阀位控制板用；安装在前面板上的指示灯D1、D2分别接在三相380V电源的A/B相和B/C相上作为三相380V电源是否缺相的辅助指示灯；安装在前 面板上的指示灯D3、D4分别接在三相220V电源的A/B相和B/C相上作为三相220V电源是否缺相的指示灯；安装在前面板上的指示灯D5接在单相交流220V的电源两端，指示灯D6接在直流220V电源两端，作为电源辅助指示灯；整个控制台内的电源变换器最后输出的电源有三相380V交流电源、三相220V交流电源、单相220V交流电源、直流220V电源、直流5V和12V六种电源；4)、电动阀控制电路(2.1)为电动阀原带的控制电路，(2.2)为阀位控制板，全封式电动阀的控制部分由FK1阀位控制板(2.2)作为阀位的控制，操作面板上的阀门开关灯D8/D9、操作面板上的查灯开关N3、操作面板上的全封阀操作开关灯D8/D9、操作面板上的查灯开关N3、操作面板上的全封阀操作开关K1、主接触器G6/G7组成；其中阀位控制板FK1由J1‑J7输出接线端子、继电器G1‑G5及其触点、续流二极管D01/DO2组成，完成对全封式电动阀的阀体上的干簧管触点的驱动和保护功能；在阀位控制板电路中，连接有D8阀开灯和D9阀关灯，在阀位控制板电路外连接有由交流220V驱动的全封阀操作开关K1，电源通过继电器G6和G7与阀位控制板连接；阀位控制板用于电动阀的动作调试使用；5)、谐波式电动阀的控制电路谐波自带控制电路(3.1)，补充控制电路(3.2)，在补充控制电路中，输入12V电源，通过K2谐波式电动阀操作开关，与开阀固态继电器KF1和关阀固态继电器GF1与谐波自带控制电路相连接， 在直流12V电源的连接线上接有N4过扭切除开关，经过过扭切除开关后的导线通过阀开灯D5、过扭灯D6和阀关灯D7与谐波自带控制电路连接；经过与K2连接的与开关阀计时取样接口IN2连接；完成对谐波式电动阀的开关动作、开关指示及保护功能；控制电路部分由直流12V电源输入端子IN1、操作面板上的过扭切除开关N4、操作面板上的谐波式电动阀操作开关K2、开阀固态继电器KF1、关阀固态继电器GF1、开阀固态继电器KF1的常开触点KF1‑1、关阀固态继电器GF1的常开触点GF1‑1、开关阀计时取样端子IN2、三相交流380V电源、操作面板上的阀开灯D5/阀关灯D7/过扭灯D6组成，当谐波式电动阀操作开关K2拨到开位置时，12V电源通过开关加到开阀固态继电器KF1的两侧，然后在一侧通过阀体上的阀开开关K1的长闭触点和过力矩开关N1的长闭触点形成回路，这样开阀固态继电器KF1的常开触点闭合KF1‑1闭合，三相380V电源就加到谐波式电动阀电机上，谐波式电动阀开，当阀门开到开极限时候，阀开开关K1的长闭触点断开，常开触点闭合，此时开阀固态继电器KF1失电，其常开触点闭合KF1‑1脱开，球阀电机失电停止，同时阀开灯D5得电点亮，提示阀门开到开极限，此时只能进行关操作，避免阀门破坏；阀门开关的过程与开的相反；过扭切除开关的用途是在阀门出现人为开关产生的开关过扭状态时，由于过力矩开关NO1的长闭触点脱开，所以此时开关阀门操作都不起作用时候，按下过扭切除开关后，仍能够电动开关阀门，起到控制作用；6)、电磁阀的控制电路电磁阀控制电路由电磁阀控制电路(4.2)和电磁阀阀体内部电 路(4.1)部分组成，完成对电磁阀DC1的开关动作即开关指示功能；图中，K3为电磁阀操作开关，D13和D09为开关灯，D14为电磁阀控制器；电磁阀控制部分由机柜内部电源单元1.4的直流220V电源、操作面板上的电磁阀操作开关K3、接触器KQ4及常开触点KQ4‑1、操作面板上的开阀灯D13、续流二极管D09、操作面板上的电磁阀开灯D14及12V直流电源组成，电磁阀的阀体部分有带干簧管指示和不带有干簧管的两种；当开关K4合上后，接触器KQ4在接通交流220V电后其常开触点KQ4‑1闭合，此时直流220V电压通过KQ4‑1送到电磁阀上，打开电磁阀，同时开阀灯D13亮，续流二极管D09是为了泄放关阀后产生的感生电动势、保护电磁阀和电路；在带有干簧管的电磁阀打开后，其干簧管触点闭合，直流12V电压通过干簧管的电磁阀G‑01的触点1、2加到操作面板上的指示灯D14上，指示电磁阀DC1已经打开；7)、阀门开关计时器电路由开关计时器电路由100HZ定时信号产生电路(5.1)、开关计时触发信号产生电路(5.2)和数码管显示电路(5.3)组成；该电路放在主控电路板上，阀门开关计时器电路由100HZ定时信号产生电路、开关计时器触发信号产生电路、LED数码管显示电路三部分组成，完成对阀门开关的自动精确计时功能；第一部分电路是100HZ定时信号产生电路(5.1)，功能是产生后续计时电路所需的精确定时频率信号，具体电路由非门U11、电阻 R11、晶振JT、电容C11、C12组成产生的100HZ的精确信号，该信号进入由U12和U13组成的千分频网络中最后产生的100HZ的精确定时频率信号连续到第三部分电路的U1和U5的9脚上；第二部分是开关计时触发信号产生电路(5.2)，该电路功能是为第三部分电路提供开关计时触发信号，具体电路：由操作面板上的全封阀操作开关K1和谐波式电动阀操作开关K2触点提供两种阀门的开关计时触发信号，开关计时信号经J1进入主电路板中，然后经电阻R15、U10A、U10B进行整形后接到第三部分电路中U1‑U4的4脚上；关计时信号经J1进入主电路板中，然后经电阻R16、U10C/U10D进行整形后接到第三部分电路中U5‑U8的4脚上；开清零信号由面板上的开复零按钮产生，通过J1进入主电路板，然后连接至由电阻和电容组成的分压网络，最后连接至第三部分的U5‑U8的5脚上；第三部分是LED数码管显示电路(5.3)，功能是驱动数码管，显示开关阀时间；具体电路：由8个驱动显示器件U1‑U8及56个限流电阻、8个数码管组成；8)、相序自动检测电路该电路放在主控电路板上，由380V电网电压采集处理电路(6.1)、相序判断电路(6.2)和声光报警电路(6.3)三部分电路组成，共同完成相序的自动检测；第一部分是380V电网电压采集处理电路(6.1)，此电路功能是将380V电压网络进行降压、隔离后产生的三相12V直流电压输送到第二部分的相序判定电路中去；具体电路：从三相变压器T1的原边输入的380V电源的A/B/C三相分别连接到主电路板J6插座的1、2、 3上，然后A相电源进入由电阻R41和R42、二极管D1和D2、12V稳压管WY1和WY2、电阻R40和R41、发光二极管L1、光电耦合器G05组成的电压采集处理电路；B相电源进入由电阻R43和R44、二极管D3和D4、12V稳压管WY3和WY4、电阻R45和R46、发光二极管L2、光电耦合器G06组成的电压采集处理电路，将B相的380V电压通过光电耦合器G06耦合到相序判定电路中的B相上；C相电源进入由电阻R48和R49、二极管D5和D6、12V稳压管WY5和WY6、电阻R50和R51、发光二极管L3、光电耦合器G07耦合到相序判定电路中的C相上，在相序判定电路中对三相电源AS/B/C进行判定，采用光电耦合器是为了防止高压的380V系统进入后面的低压直流12V直流系统中；第二部分电路是相序判定电路(6.2)，该电路的作用是判定出三相电的A/B/C相是否为正序；具体电路：由光电耦合G05/G06/G07采集到的与380V系统隔离的三相电源A/B/C三相12V电压分别进入与非门U21中进行处理，其中A相12V电源连接到与非门U21的5脚和8脚上，B相12V电源连接到与非门21的12脚上，C相12V电源连接到与非门U21的9脚上，然后U21的4脚连接到U21的1脚上，U21的6脚连接到U21的13脚上，U21的10脚连接到U21的2脚上，U21的3脚连接到U21的13脚上，U21的11脚是最后的输出电压，此时如果输入380V电压为正序，U21的11脚输出负脉冲，如果输入380V为逆序，U21的11脚输出高电平，然后此信号进入第三部分的声光报警电路中；第三部分电路为声光报警电路(6.3)，此电路功能是将第二部 分输出的脉冲或电平信号进行处理，然后驱动蜂鸣器或是相序灯提示用户输入380V电压网络的相序是正序还是逆序；具体电路：由第二部分电路的U21的11脚的信号经过电阻R53后连接到一个四运算放大器U22的9脚上，U22全接成比较器的方式，U22的10脚、5脚、3脚相连并连接至由R56、R57组成的电阻分压网络上，U22的8脚连接至隔离二极管D7的正向端上，D7的负向端连接到由电位器P1、电阻R55、电容C24组成的幅度调节网络上，同时D7的负向端还连接到U22的6脚，U2的7脚连接到U22D 12脚上，U22的12脚、13脚、14脚组成了电压跟随器，驱动报警蜂鸣器BEEP，U22D 1脚连接至面板上的正相序灯D7上。