CN111550590A - 一种液压设备的控制***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液压设备的控制***及其控制方法，所述控制***包括：控制终端、无线通信模块、云服务器、局域网控制器以及液压设备；所述局域网控制器包括模拟量模块和PLC控制器；所述液压设备包括电子压力传感器、电子温度传感器、角度传感器、电机以及液压阀电磁铁；所述液压设备与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器与所述局域网控制器连接；所述无线通信模块与所述云服务器连接；所述云服务器与所述控制终端连接。本发明实施例通过无线控制的方式，解决水电阀门液压设备分散，控制地点狭小，有线远程控制通讯成本高的问题。本发明实施例还通过在液压设备上设置电子压力传感器、电子温度传感器和角度传感器使得能够快速判断设备的运行情况。

Description

一种液压设备的控制***及其控制方法

技术领域

本发明涉及液压设备技术领域，尤其涉及一种液压设备的控制***及其控制方法。

背景技术

目前，液压设备控制***主要有两种，一种由液压设备，现场控制器或者继电器，电控箱或者触摸屏组成。另一种由液压设备、现场控制器或继电器、通讯网线和中控电脑组成。然而，第一种液压设备控制***需由控制人员到液压设备的安装现场操控电控箱控制液压设备的运行，例如控制阀门的打开和关闭。或者通过现场触摸屏实现监控控制。由于液压设备水电阀门分散以及控制地点狭小，现场控制需要多名操作人员到现场操作和监控设备运行情况，且水电阀门的安装现场往往较远，因此需要大量人力成本，劳动强度高。通过第二种液压设备控制***可以实现有线远程控制液压设备的运行，例如控制阀门的打开和关闭，但是由于水电阀门安装现场和中控室距离远，因此需要的通讯线材和路由器等通讯设备多成本高。此外，组成上述控制***的液压设备通过配备大量的现场目视元件来判定设备运行情况，但是通过目视元件判定设备运行情况具有一定的延迟，导致故障率高，进而导致维护成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压设备的控制***及其控制方法，以解决现有技术中有线传输成本高、通过目视元件判定设备运行情况延迟性高的技术问题。

本发明的目的还在于提供一种能够提高液压设备运行时的可靠性和安全性的控制方法。

为了达到第一个目的，第一方面，本发明实施例提供一种液压设备的控制***，包括：

控制终端、无线通信模块、云服务器、局域网控制器以及液压设备；

所述局域网控制器包括模拟量模块和PLC控制器；所述模拟量模块与所述PLC控制器连接；

所述水电阀门液压设备包括电子压力传感器、电子温度传感器、角度传感器、电机以及液压阀电磁铁；所述电子压力传感器、所述角度传感器、所述电子温度传感器分别与所述模拟量模块连接；所述电机、所述液压阀电磁铁分别与所述PLC控制器连接；

所述PLC控制器与所述无线通信模块连接；所述无线通信模块与所述云服务器连接；所述云服务器与所述控制终端连接。

进一步地，所述局域网控制器还包括：

用于控制所述液压设备启动、急停、阀全开、阀全关、故障、阀门开、阀门停和阀门关的现场触摸屏，所述现场触摸屏与所述PLC控制器连接。

进一步地，所述液压设备的控制***还包括，用于控制所述液压设备启动、急停、阀全开、阀全关、故障、阀门开、阀门停和阀门关的现场实体按钮，所有所述现场实体按钮与所述PLC控制器连接。

进一步地，所述液压设备还包括：

压力表和液位液温计。

进一步地，所述液压设备的控制***还包括

紧急电源，所述紧急电源与所述PLC控制器连接。

进一步地，所述液压设备的控制***还包括以太网模块，所述以太网模块的第一端与所述PLC控制器连接，所述以太网模块的第二端与所述控制终端连接。

进一步地，所述控制终端为具备输入、信息处理、输出、显示及可接入网络的设备。

为了达到第二个目的，本发明实施例提供一种如上述所述的液压设备的控制***的控制方法，包括：

当启动远程模式时，切断所述现场实体按钮与所述PLC控制器间的通讯和切断所述现场触摸屏与所述PLC控制器间的通讯；其中，所述远程模式为控制终端控制所述液压设备运行；

在启动远程模式后，判断所述无线通信模块与其是否持续中断大于2分钟，若是，则切换到本地模式；

当启动本地模式时，切断所述控制终端与所述PLC控制器间的通讯；其中，所述本地模式为现场触摸屏或现场实体按钮控制所述液压设备运行；

在远程模式或本地模式下，判断所述液压设备是否断电，若是，所述紧急电源向所述PLC控制器供电以使所述PLC控制器控制所述液压设备的门阀关闭。

综上，本发明实施例提供了，其有益效果在于：

本发明实施例通过无线控制的方式，解决水电阀门液压设备分散，控制地点狭小，操作人员劳动强度大，有线远程控制通讯成本高的问题。本发明实施例还通过在液压设备上设置电子压力传感器、电子温度传感器和角度传感器使得能够快速判断设备的运行情况。

本发明实施例还通过远程控制和本地控制互锁、远程通讯中断自动切换为本地控制和设备断电由紧急电源供电实现门阀关闭，保障了设备运行的可靠性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明其中一种实施例提供的液压设备的控制系的结构示意图；

图2是本发明其中一种实施例提供的液压设备的控制系的的结构示意图；

图3是本发明其中一种实施例提供的液压设备的控制系的的结构示意图；

图4是本发明其中一种实施例的提供的液压设备的控制系的电路图；

图5是本发明其中一种实施例的提供的液压设备的控制***的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

液压型水电阀门的工作原理为通过连接支架来固定阀门与油缸，油缸固定于阀门的上方，而油缸的活塞杆能够通过套、销子等实现与阀门阀杆的连接，当油缸进行运动时会带动阀门进行运动，从而实现阀门开启、关闭或停止等。

实施例1：

请参见图1，本发明实施例提供一种液压设备的控制***，包括：

控制终端1、无线通信模块2、云服务器3、局域网控制器以及液压设备；

所述局域网控制器包括模拟量模块4和PLC控制器5；所述模拟量模块4与所述PLC控制器5连接；

所述液压设备包括电子压力传感器6、电子温度传感器8、角度传感器7、电机11以及液压阀电磁铁12；所述电子压力传感器6、所述角度传感器7、所述电子温度传感器8分别与所述模拟量模块4连接；所述电机11、所述液压阀电磁铁12分别与所述PLC控制器5连接；

所述PLC控制器5与所述无线通信模块2连接；所述无线通信模块2与所述云服务器3连接；所述云服务器3与所述控制终端1连接。

其中，所述无线通信模块2包括GSM模块、3G模块和/或4G模块。所述无线通信模块2通过RS485协议与所述PLC控制器5进行双向数据通讯。

需要说明的是，在本发明实施例中，液压设备的传感器不仅包括电子压力传感器6、角度传感器7和电子温度传感器8，还可以包括采集液压设备其他运行数据的传感器，例如，检测油箱油液液位值的电子液位传感器；所述控制终端1为具备输入、信息处理、输出、显示及可接入网络的设备。例如，手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等，本发明在此不作限制。当所述控制终端1支持SIM卡***，所述无线通信模块2支持SIM卡***时，所述控制终端1还用于接收液压设备的报警短信，以达到提醒工作人员检查故障的目的。应当理解的是，本发明实施例包括用于分别给控制***各个部件供电的开关电源。

为了使本发明实施例更加清楚，下面分别以上行链路和下行链路说明本发明实施例的工作原理；

上行链路：

所述电子压力传感器6，用于采集液压设备运行时的压力数据；

所述电子温度传感器8，用于采集液压设备运行时的温度数据；

所述角度传感器7，用于根据采集到的角度判断阀门是否打开或闭合；

所述模拟量模块4，用于接收所述电子温度传感器8采集到的温度数据、接收电子压力传感器6采集到的压力数据和接收角度传感器7采集到的角度数据；

所述PLC控制器5，用于将模拟量模块4接收到的温度数据、压力数据和角度数据发送到无线通信模；

所述无线通信模块2，用于将接收到的温度数据、压力数据和角度数据通过云服务器3上传到控制终端1；所述云服务器3用于存储温度数据、压力数据和角度数据；所述控制终端1，用于以一定的形式显示所述温度数据和所述压力数据。其中，所述所述控制终端1的显示界面包括经过OPC服务转化为组态软件的界面。

下行链路：

所述控制终端1，用于接收用户输入的指令、参数，所述指令包括控制液压设备运行的指令，所述参数包括控制液压设备运行的参数，例如，启动或关闭电机11的指令、给液压阀电磁铁12通电或断电的指令。其中，所述控制终端1的显示界面包括经过OPC服务转化为组态软件的界面。

所述云服务器3用于存储所述控制终端1发送的指令、参数；

所述无线通信模块2，用于将从所述云服务器3获取到的指令、参数发送到所述PLC控制器5；

所述PLC控制器5，用于根据从所述无线通信模块2处接收到的指令、参数控制液压设备运行，例如，控制电机11启动或关闭、控制液压阀电磁铁12上电或断电从而控制油路的的通断。其中，所述电机11用于驱动泵给液压***提供压力；所述液压阀电磁铁12用于控制油路的通断。

需要说明的是，上述所述的上行链路、下行链路是为了清楚的描述本发明实施例的工作原理的举例，因此，本发明实施例的工作原理并不限制于仅包含上述两个举例，例如，所述控制终端1，不仅可以用于显示所述温度数据、所述压力数据和所述角度数据，还可以显示其他设备的运行参数，不发明在此不作一一列举。

本发明实施例通过无线控制的方式，解决水电阀门液压设备分散，控制地点狭小，操作人员劳动强度大，有线远程控制通讯成本高的问题。本发明实施例还通过在液压设备上设置电子压力传感器6、电子温度传感器8和角度传感器7使得能够快速判断设备的运行情况。

请参阅2，为了在无线控制失效时，工作人员依然能够在液压设备现场控制液压设备的运行，因此，在其中一种实施例中，所述局域网控制器还包括：

用于控制所述液压设备启动、急停、阀全开、阀全关、故障、阀门开、阀门停和阀门关的现场触摸屏9，所述触摸屏9与所述PLC控制器5连接。

请参阅图3，同样为了使在液压设备现场也能够控制液压设备的运行，在其中一种实施例中，本发明***还包括用于控制所述液压设备启动、急停、阀全开、阀全关、故障、阀门开、阀门停和阀门关的现场实体按钮10，所有所述现场实体按钮10与所述PLC控制器5连接。

为了避免控制终端1断电或现场触摸屏9断电时，用户无法通过控制终端1或现场触摸屏9查看设备的运行数据，在其中一种实施例中，本发明实施例还包括压力表和液位液温计。

其中，所述压力表和液位液位计是现场监测仪表，通过肉眼观察压力表可以查看液压设备的压力值，通过液位液温计可以查看油箱的油液液位值和温度值。因此，工作人员可以通过现场监测仪表来控制液压设备的运行。

为了使本***不仅可以通过无线远程的控制方式控制液压设备的运行，还可以通过有线控制的方式控制液压设备的运行，因此，本发明实施例还包括以太网模块，所述以太网模块的第一端与PLC控制器5连接，所述以太网模块的第二端与控制终端1连接。

为了使得当液压设备断电时，保障设备运行的安全性，因此，本发明实施例还包括紧急电源，所述紧急电源为UPS紧急电源，所述UPS紧急电源在设备断电时，向PLC供电并控制阀门快速关闭。

请参阅图4，图4是本发明***的具体电路图。PLC控制器5的PORT0端口与无线通信模块2连接，通过RS485通讯，实现远程输入输出指令，更改相关地址变量值。PORT1端口与触摸屏9连接，通过RS485通讯，实现本地输入输出指令，更改相关地址变量值。

选择控制终端或触摸屏9操控时，当阀门需要开启时，可以通过手机等控制终端1给无线通信模块2向PLC控制器5发送开启指令或，或通过现场触摸屏9向PLC控制器5发送开启指令，无线通信模块2或者现场触摸屏9通过RS485改写PLC相关的地址值变量。在PLC控制器5中AI1.0模拟量输入压力传感器接收到压力范围为13.5MPa到15.5MPa之间，AI2.0模拟量输入温度传感器小于65度时，Q0.1和Q0.3输出，线圈K1和K3通电吸合，液压阀电磁铁12得电，油缸伸出使阀门开启。当AI3.0模拟量输入角度传感器7测得阀门完全打开时，Q0.3停止输出，线圈K3断开，电磁阀电磁铁失电。Q1.1输出，K10通电吸合，开到位指示灯亮。

选择控制终端或触摸屏9操控，当阀门需要关闭时，通过手机等控制终端1给无线通信模块2或者现场触摸屏9发送关闭指令，无线通信模块2或者现场触摸屏9通过RS485改写PLC相关的地址值变量，在PLC AIW0模拟量输入压力传感器接收到压力范围为13.5MPa到15.5MPa之间，AIW2模拟量输入温度传感器小于65度时，Q0.1和Q0.2输出，线圈K1和K2通电吸合，电磁阀电磁铁得电，油缸伸出使阀门关闭。当AI3.0模拟量输入角度传感器7测得阀门完全关闭时，Q0.2停止输出，线圈K2断开，电磁阀电磁铁失电。Q2.0输出，K11通电吸合，关到位指示灯亮。

选择实体按钮10控制时，阀门需要开启时，按下阀门开启按钮，则PLC控制器5的I0.2检测到有输入信号。在PLC AIW0模拟量输入压力传感器接收到压力范围为13.5MPa到15.5MPa之间，AIW2模拟量输入温度传感器小于65度时，Q0.1和Q0.3输出，线圈K1和K3通电吸合，电磁阀电磁铁得电，油缸伸出使阀门开启。当AI3.0模拟量输入角度传感器7测得阀门完全打开时，Q0.3停止输出，线圈K3断开，电磁阀电磁铁失电。Q1.1输出，K10通电吸合，开到位指示灯亮。

选择实体按钮10控制时，阀门需要关闭时，按下阀门关闭按钮，则PLC控制器5的I0.4检测到有输入信号。在PLC AIW0模拟量输入压力传感器接受到压力范围为13.5MPa到15.5MPa之间，AIW2模拟量输入温度传感器小于65度时，Q0.1和Q0.2输出，线圈K1和K2通电吸合，电磁阀电磁铁得电，油缸伸出使阀门关闭。当AI3.0模拟量输入角度传感器7测得阀门完全关闭时，Q0.2停止输出，线圈K2断开，电磁阀电磁铁失电。Q2.0输出，K11通电吸合，关到位指示灯亮。

实施例2：

本发明实施例提供一种如实施例1所述的液压设备的控制***的控制方法：

当启动远程模式时，切断所述现场实体按钮与所述PLC控制器间的通讯和切断所述现场触摸屏与所述PLC控制器间的通讯；其中，所述远程模式为控制终端控制所述液压设备运行；

在启动远程模式后，判断所述无线通信模块与其是否持续中断大于2分钟，若是，则切换到本地模式；

当启动本地模式时，切断所述控制终端与所述PLC控制器间的通讯；其中，所述本地模式为现场触摸屏或现场实体按钮控制所述液压设备运行；

在远程模式或本地模式下，判断所述液压设备是否断电，若是，所述紧急电源向所述PLC控制器供电以使所述PLC控制器控制所述液压设备的门阀关闭。在发明实施例中，上述步骤的执行主体为PLC控制器。为了保证***的可靠性和安全性，请参见图5，通过控制终端或触摸屏可以选择“本地”模式或者“远程”模式，进行模式切换，两种模式相互互锁。当选择“远程”模式时，现场实体按钮和现场触摸屏全部失效。当选择“本地”模式时，远程控制失效，现场实体按钮和现场触摸屏恢复。在“远程”模式下，当无线通信模块与PLC控制器中断2分钟以上，PLC控制器自动转化为“本地”模式。当液压设备断电时，设置在液压设备里面的UPS紧急电源向PLC控制器供电并快速关闭阀门。

需要说明的是，本发明第一实施例提供的液压设备的控制***的所有技术内容、技术效果以及对所述第一实施例提供的液压设备的控制***的所有解释、说明均适用于本发明第二实施例提供的控制方法，因此本发明第二实施例在此不作过多赘述。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种液压设备的控制***，其特征在于，包括：

控制终端、无线通信模块、云服务器、局域网控制器以及液压设备；

所述局域网控制器包括模拟量模块和PLC控制器；所述模拟量模块与所述PLC控制器连接；

所述液压设备包括电子压力传感器、电子温度传感器、角度传感器、电机以及液压阀电磁铁；所述电子压力传感器、所述角度传感器、所述电子温度传感器分别与所述模拟量模块连接；所述电机、所述液压阀电磁铁分别与所述PLC控制器连接；

所述PLC控制器与所述无线通信模块连接；所述无线通信模块与所述云服务器连接；所述云服务器与所述控制终端连接。

2.根据权利要求1所述的液压设备的控制***，其特征在于，所述局域网控制器还包括：

用于控制所述液压设备启动、急停、阀全开、阀全关、故障、阀门开、阀门停和阀门关的现场触摸屏，所述现场触摸屏与所述PLC控制器连接。

3.根据权利要求1或2所述的液压设备的控制***，其特征在于，还包括用于控制所述液压设备启动、急停、阀全开、阀全关、故障、阀门开、阀门停和阀门关的现场实体按钮，所有所述现场实体按钮与所述PLC控制器连接。

4.根据权利要求3所述的液压设备的控制***，其特征在于，所述水电阀门液压设备还包括：

压力表和液位液温计。

5.根据权利要求1所述的液压设备的控制***，其特征在于，还包括

紧急电源，所述紧急电源与所述PLC控制器连接。

6.根据权利要求4所述的液压设备的控制***，其特征在于，还包括

紧急电源，所述紧急电源与所述PLC控制器连接。

7.根据权利要求1所述的液压设备的控制***，其特征在于，还包括：以太网模块，所述以太网模块的第一端与所述PLC控制器连接，所述以太网模块的第二端与所述控制终端连接。

8.根据权利要求1所述的液压设备的控制***，其特征在于，所述无线通信模块包括GSM模块、3G模块和/或4G模块。

9.根据权利要求1所述的液压设备的控制***，其特征在于，所述控制终端为具备输入、信息处理、输出、显示及可接入网络的设备。

10.一种如权利要求6所述的液压设备的控制***的控制方法，其特征在于，包括：

当启动远程模式时，切断所述现场实体按钮与所述PLC控制器间的通讯和切断所述现场触摸屏与所述PLC控制器间的通讯；其中，所述远程模式为控制终端控制所述液压设备运行；

在启动远程模式后，判断所述无线通信模块与其是否持续中断大于2分钟，若是，则切换到本地模式；

当启动本地模式时，切断所述控制终端与所述PLC控制器间的通讯；其中，所述本地模式为现场触摸屏或现场实体按钮控制所述液压设备运行；

在远程模式或本地模式下，判断所述液压设备是否断电，若是，所述紧急电源向所述PLC控制器供电以使所述PLC控制器控制所述液压设备的门阀关闭。

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