一种定位器阀位反馈电路及其控制方法与流程

本发明涉及自动控制领域，具体涉及一种定位器阀位反馈电路及其控制方法。

背景技术：

1、智能阀门定位器的出现使得对阀门开度的控制智能化，加快了控制系统的响应速度以及提高了控制精度与稳定性。然而某些阀门的应用领域例如石油化工等行业对阀门控制的精度以及安全、可靠性有着极高的要求，这也就意味着对阀门定位器的设计有着严格的要求，对硬件电路的设计是定位器的核心设计环节之一，其中，对定位器的开度检测反馈电路是尤为重要的，检测反馈电路与vcc回路电压或集散控制系统(distributed controlsystem，dcs)相接，以将开关的开度转变为回路电流的方式来显示对应的阀位。在相关技术中，多数阀门定位器的阀位采集电路由主控电路中的电源模块经过变压处理之后进行供电，当外接电流信号出现故障或断电时，导致主控系统失电，阀位采集电路同时也会失电，就会失去阀位反馈信息；来自外部的输入电流信号突然中断，阀门执行保护动作，若阀位采集电路无法工作，将导致集散控制系统无法读取当前阀位，从而无法判断当前阀门开度是否符合安全要求。

2、因此，如何提供一种主控电路异常时还能实时反映阀门开度的反馈电路，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种定位器阀位反馈电路及其控制方法，以解决上述技术问题中的至少之一。

2、为达到上述目的及其他相关目的，本技术提供的技术方案如下。

3、在一方面，本技术提供了一种定位器阀位反馈电路，所述电路包括电源模块、隔离模块、控制模块及回路电流模块，

4、阀位采样模块，用于第一外设电源或第一电源电压对定位器的阀位进行采样，得到阀位信号，所述第一外设电源为主控电路提供的电源；

5、所述电源模块，用于基于第二外设电源对所述隔离模块和所述回路电流模块进行供电；

6、所述隔离模块，用于将所述电源模块的输出电压转换为对所述控制模块进行供电的电压及所述第一电源电压；

7、所述控制模块，用于基于所述阀位信号产生脉冲电压信号；

8、所述回路电流模块，用于基于所述第二外设电源对所述脉冲电压信号进行电压-电流转换，得到电流信号。

9、可选地，所述电源模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一npn三极管、电压基准芯片、第一线性稳压器；所述第一电阻的第一端接所述第二电阻的第一端，所述第一电阻的第二端接所述电压基准芯片的阴极，所述第一电阻的第二端还接所述第一npn三极管的基极，所述第一npn三极管的集电极接所述第二电阻的第二端，所述第一npn三极管的发射极接所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端接所述第四电阻的第一端，所述第三电阻的第二端还接所述电压基准芯片的控制端，所述第四电阻的第二端接所述电压基准芯片的阳极，所述第四电阻的第二端还接公共端，所述第一线性稳压器的输入端接所述第一npn三极管的发射极，所述第一线性稳压器的输入端还经所述第一电容后接所述公共端，所述第一线性稳压器的地端接所述公共端，所述第一线性稳压器的输出端经第五电阻后接所述第一线性稳压器的反馈端，所述第一线性稳压器的反馈端经第六电阻后接所述公共端，所述第一线性稳压器的输出端还经第二电容后接所述公共端，所述第一线性稳压器的输出端还经第三电容后接所述公共端，其中，所述第二电阻的第一端接所述第二外设电源的正极，所述第一npn三极管的发射极为所述电源模块的第一输出端，所述第一线性稳压器的输出端为所述电源模块的第二输出端。

10、可选地，所述隔离模块包括第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第七电阻、第八电阻、第一稳压二极管、第二稳压二极管、直流隔离芯片、第二线性稳压器及稳压芯片；所述直流隔离芯片的地端接所述公共端，所述直流隔离芯片的输出端经第四电容后接地，所述直流隔离芯片的输出端接所述第二线性稳压器的输入端，所述第二线性稳压器的地端接地，所述第二线性稳压器的输出端经第七电阻后接所述第二线性稳压器的反馈端，所述第二线性稳压器的反馈端经第八电阻后接地端，所述第二线性稳压器的输出端还经第五电容后接地端，所述第二线性稳压器的输出端还经第六电容后接地端，所述第二线性稳压器的输出端还接所述稳压芯片的输入端，所述第一稳压二极管的阴极接所述稳压芯片的输入端，所述第一稳压二极管的阳极接所述稳压芯片的地端，所述第二稳压二极管的阴极接所述稳压芯片的输入端，所述第二稳压二极管的阳极接所述稳压芯片的地端，所述稳压芯片的地端接地，所述第八电容与所述第一稳压二极管并联，所述第七电容的第一端接所述稳压芯片的输出端，所述第七电容的第二端接地；其中，所述直流隔离芯片的输入端为所述隔离模块的输入端，所述第二线性稳压器的输出端为所述隔离模块的第一输出端，所述稳压芯片的输出端为所述隔离模块的第二输出端。

11、可选地，所述控制模块包括第九电容和控制器，所述控制器的电源端接所述隔离模块的第二输出端，所述控制器的电源端还经所述第九电容后接地，所述控制器的输入端接所述阀位信号，所述控制器基于所述阀位信号确定所述脉冲电压信号的占空比，所述控制器的输出端所述脉冲电压信号。

12、可选地，所述回路电流模块包括隔离整形单元、滤波单元及电流源产生单元，所述隔离整形单元接所述脉冲电压信号，对所述脉冲电压信号进行隔离及整形处理，得到过渡信号，所述滤波单元接所述过渡信号，对所述过渡信号进行滤波处理，得到滤波信号，所述电流源产生单元接所述滤波信号，基于所述滤波信号产生所述电流信号。

13、可选地，所述隔离整形单元包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第十电容、第十一电容、第九电阻及变压器；所述第十电容的第二端接所述变压器原边线圈的第一端，所述变压器原边线圈的第二端接地，所述变压器副边线圈的第一端经所述第一反相器、所述第二反相器、所述第十一电容后接所述第三反相器的输入端，所述第一反相器的电源端接所述电源模块的第二输出端，所述第一反相器的地端接所述公共端，所述变压器副边线圈的第一端还经所述第九电阻后接所述第二反相器的输出端，所述变压器副边线圈的第二端接所述第三反相器的输入端；其中，所述第十电容的第一端接所述脉冲电压信号，所述第三反相器的输出端输出所述过渡信号。

14、可选地，所述滤波单元包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第一运算放大器；所述第十一电阻的第一端接所述第十电阻的第二端，所述第十电阻的第二端还经第十二电容后接所述公共端，所述第十一电阻的第二端接所述第十二电阻的第一端，所述第十二电阻的第一端还经第十三电容后接所述公共端，所述第十二电阻的第二端接所述第一运算放大器的同相输入端，所述第十二电阻的第二端还经第十四电容后接所述公共端，所述第一运算放大器的反相输入端经所述第十三电阻后接所述第一运算放大器的输出端，所述第一运算放大器的输出端还接所述第十四电阻的第一端；其中，所述第十电阻的第一端接所述过渡信号，所述第十四电阻的第二端输出所述滤波信号。

15、可选地，所述电流源产生单元包括第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十五电容、第二npn三极管、第二运算放大器、第一电感、第二电感、第三二极管；所述第二运算放大器的电源端接所述电源模块的第二输出端，所述第二运算放大器的地端接所述公共端，所述第二运算放大器的反相输入端经所述第十五电容后接所述第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端经所述第十六电阻后接所述第二npn三极管的基极，所述第二np n三极管的集电极接所述第三二极管的阴极，所述第三二极管的阳极接所述第一电感的第一端，所述第二npn三极管的发射极经所述第十七电阻后接所述第二电感的第一端，所述第二运算放大器的反相输入端还经所述第十五电阻后接所述第二npn三极管的发射极；其中，所述第二运算放大器的同相输入端接所述滤波信号，所述第一电感的第二端接所述第二外设电源的正极，所述第二电感的第二端接所述第二外设电源的负极，所述电流信号从所述第二外设电源的正极流向所述第二外设电源的负极。

16、在另一方面，本技术提供一种定位器阀位反馈电路的控制方法，应用于如前所描述定位器阀位反馈电路，包括：

17、所述电源模块基于所述第二外设电源为所述隔离模块和所述回路电流模块供电；

18、基于所述隔离模块转换所述电源模块的输出电压，以对所述控制模块和所述阀位采样模块供电；

19、所述控制模块基于所述阀位信号产生所述脉冲电压信号，并通过所述回路电流模块对所述脉冲电压信号进行信号处理，得到所述电流信号。

20、可选地，通过所述回路电流模块对所述脉冲电压信号进行信号处理，得到所述电流信号，包括：

21、对所述脉冲电压信号进行隔离及滤波，得到滤波信号；

22、基于所述第二外设电源对所述滤波信号进行电压-电流转换，得到所述电流信号。

23、本技术提供一种定位器阀位反馈电路及其控制方法，该电路包括电源模块、隔离模块、控制模块及回路电流模块，通过电源模块及隔离模块对第二外设电源进行多次电压转换处理，得到多个电压信号，多个电压信号用于对回路电流模块和控制模块供电，以及对阀位采样模块提供第一电源电压，控制模块基于阀位采样模块采样得到的阀位信号生成脉冲电压信号，回路电流模块基于第二外设电源对脉冲电压信号进行电压-电流转换，得到电流信号。本技术在主控电路异常时，可直接通过阀位反馈电路为阀位采样模块提供备用电源，保证阀位采样模块的正常供电，从而实时获取阀位信号，提高信号采集的便捷性和稳定性，将阀位采样模块的工作电压和控制模块的工作电压进行隔离，且控制模块的工作电压与输出的电流信号也实现了隔离，提高了阀位反馈电路的抗干扰能力。

24、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。