一種閥門保護(hù)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及閥門領(lǐng)域，具體地，涉及一種閥門保護(hù)器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電動(dòng)閥門在工業(yè)生產(chǎn)和能源傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)發(fā)展出單相和三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)等多種類型，其應(yīng)用已進(jìn)入水、氣、油等各個(gè)行業(yè)。一部分主干管道的閥門已經(jīng)逐步智能化，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制和管理。
[0003]但是，在廣泛的實(shí)踐與應(yīng)用中仍存在以下問題:不常開關(guān)的閥門由于應(yīng)用環(huán)境惡劣，容易使傳動(dòng)部件老化、生銹，進(jìn)而導(dǎo)致傳動(dòng)部件卡死，或開關(guān)力矩超過設(shè)計(jì)值。致使電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流過大，燒毀動(dòng)力部件和功率模組，嚴(yán)重時(shí)需對(duì)整個(gè)閥門進(jìn)行維修，維修時(shí)間長(zhǎng)，成
[0004]現(xiàn)有閥門很多無自我保護(hù)功能，故閥門的工作狀態(tài)，運(yùn)行工況不能及時(shí)有效地報(bào)告給用戶，致使用戶不能及時(shí)采取有效措施保護(hù)閥門。因此，迫切需要對(duì)閥門工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)核心部件進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)工況過力矩時(shí)應(yīng)能及時(shí)切斷主功率模塊和動(dòng)力模塊的聯(lián)接。同時(shí)，進(jìn)行報(bào)警給出相應(yīng)的提示，以便人為干預(yù)，排除故障。從而減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服【背景技術(shù)】中的不足，本發(fā)明提供一種可對(duì)閥門工況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、并對(duì)核心部件進(jìn)行保護(hù)的閥門保護(hù)器。
[0006]一種閥門保護(hù)器，包括依次電連接的電機(jī)功率采樣單元、降噪濾波單元、量化及異值處理單元、數(shù)學(xué)建模單元、曲線擬合單元、管理及參數(shù)輸出單元和控制單元，所述采樣單元和所述控制單元均電連接閥門電機(jī)，所述閥門電機(jī)連接動(dòng)力轉(zhuǎn)換及輸出單元；所述數(shù)學(xué)建模單元用于將來自采樣單元中檢測(cè)到的實(shí)時(shí)電機(jī)功率值通過數(shù)學(xué)模型換算成實(shí)時(shí)力矩。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述采樣單元包括電壓互感器和電流互感器。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述降噪濾波單元包括高通濾波器。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述閥門保護(hù)器的物理信道為RS-485接口。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述RS-485接口的包括DES加密裝置和CRC校驗(yàn)
目.ο
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，還包括MCU和EEPROM。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，還包括光耦合器，所述光耦合器電連接所述管理及參數(shù)輸出單元。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述閥門電機(jī)采用三相Y型連接。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，還包括數(shù)據(jù)總線，所述量化及異值處理單元、所述數(shù)學(xué)建模單元、所述曲線擬合單元和所述管理及參數(shù)輸出單元均與所述數(shù)據(jù)總線電連接。
[0015]本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果:
[0016]1、現(xiàn)有閥門的力矩傳感器體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于安裝與集成，且對(duì)閥門自身的改動(dòng)很大，改進(jìn)后直接安裝采樣單元、建模單元、參數(shù)輸出單元和控制單元等電子元器件，使安裝和使用非常方便；
[0017]2、改進(jìn)前閥門的力矩傳感器機(jī)械件很多，改進(jìn)后采取電子元器件實(shí)時(shí)檢測(cè)力矩和發(fā)出警報(bào)，使閥門工作安全，不會(huì)因力矩過大損壞動(dòng)力部件和功率模組；
[0018]3、傳統(tǒng)的檢測(cè)方式為力矩傳感器直接檢測(cè)，檢測(cè)精度有限，改進(jìn)后采用間接檢測(cè)方式，通過對(duì)閥門電機(jī)功率的檢測(cè)，再對(duì)閥門工況進(jìn)行建模，最后通過數(shù)學(xué)模型換算出實(shí)時(shí)力矩，提高了產(chǎn)品運(yùn)行的可靠性。
[0019]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0020]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0021]圖1為閥門保護(hù)器的工作原理框圖；
[0022]圖2為閥門保護(hù)器的接線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0024]請(qǐng)參閱圖1和圖2，所述閥門保護(hù)器，包括依次電連接的采樣單元、降噪濾波單元、量化及異值處理單元、數(shù)學(xué)建模單元、曲線擬合單元、管理及參數(shù)輸出單元和控制單元，所述采樣單元和所述控制單元均電連接閥門電機(jī)，所述閥門電機(jī)連接動(dòng)力轉(zhuǎn)換及輸出單元。
[0025]所述量化及異值處理單元、所述數(shù)學(xué)建模單元、所述曲線擬合單元和所述管理及參數(shù)輸出單元均與所述數(shù)據(jù)總線電連接。
[0026]所述采樣單元包括電壓互感器和電流互感器，二者對(duì)負(fù)載電壓、電流進(jìn)行采樣，進(jìn)而將采樣信號(hào)傳輸至所述降噪濾波單元；所述降噪濾波單元對(duì)傳輸來的信號(hào)進(jìn)行降噪處理，同時(shí)高通濾波器使信號(hào)中不必要的低頻成分減少，以實(shí)現(xiàn)波形的修正；信號(hào)繼續(xù)傳輸至所述量化及異值處理單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行智能分析，有效去除異常數(shù)據(jù)，使結(jié)果更可靠；信號(hào)繼續(xù)傳輸至數(shù)學(xué)建模單元，所述數(shù)學(xué)建模單元對(duì)包括摩擦、能量損耗、變比、工作電壓等因素在內(nèi)的閥門自身的工況進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，通過數(shù)學(xué)模型換算出對(duì)應(yīng)的力矩，因?yàn)橥吞?hào)閥門有著不同的工況，故有不同的模型參數(shù)，這些都由相同的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行處理；經(jīng)所述數(shù)學(xué)建模單元處理后的信號(hào)傳輸至所述曲線擬合單元，因信號(hào)中的部分參數(shù)為非線性參數(shù)，故采取插值和曲線擬合等多種算法綜合運(yùn)用以滿足需求；所述管理及參數(shù)輸出單元接收來自所述曲線擬合單元的信號(hào)，進(jìn)而將信號(hào)傳輸至所述控制單元；所述控制單元將信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的門限值進(jìn)行比較，判定是否需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)，不需要保護(hù)則不發(fā)出信號(hào)，需要保護(hù)則將執(zhí)行信號(hào)發(fā)送至相應(yīng)元件，及時(shí)切斷主功率模塊和動(dòng)力模塊與閥門電機(jī)的連接，與此同時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便人為干預(yù)，排除故障。
[0027]所述閥門保護(hù)器可實(shí)時(shí)、有效地檢測(cè)動(dòng)力部件的運(yùn)行情況，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)主功率模塊和動(dòng)力模塊進(jìn)行保護(hù)。
[0028]優(yōu)選地，因?yàn)殚y門安裝環(huán)境有屏蔽效應(yīng)，故報(bào)警功能采用有線方式傳輸，具體采用工業(yè)控制應(yīng)用十分成熟的RS-485通訊技術(shù)作為報(bào)警通訊物理信道，其通訊協(xié)議具有DES加密和CRC校驗(yàn)功能，以保證數(shù)據(jù)的安全和可靠。優(yōu)選地，所述閥門保護(hù)器采用MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，參數(shù)采用EEPROM進(jìn)行存儲(chǔ)，其存儲(chǔ)年限可達(dá)20年，且生產(chǎn)過程中可根據(jù)閥門的不同規(guī)格進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，無需特定的設(shè)計(jì)，故具有很高的靈活性。
[0029]優(yōu)選地，所述閥門保護(hù)器還包括光耦合器，所述光耦合器電連接所述管理及參數(shù)輸出單元，它對(duì)輸入輸出電信號(hào)具有很好的隔離作用，可確保檢測(cè)精度。
[0030]優(yōu)選地，所述閥門電機(jī)采用三相Y型連接。
[0031]本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果:
[0032]1、現(xiàn)有閥門力的矩傳感器體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于安裝與集成，且對(duì)閥門自身的改動(dòng)很大，改進(jìn)后直接安裝采樣單元、建模單元、參數(shù)輸出單元和控制單元等電子元器件，使安裝和使用非常方便；
[0033]2、改進(jìn)前閥門的力矩傳感器機(jī)械件很多，改進(jìn)后采取電子元器件實(shí)時(shí)檢測(cè)力矩和發(fā)出警報(bào)，使閥門工作安全，不會(huì)因力矩過大損壞動(dòng)力部件和功率模組；
[0034]3、傳統(tǒng)的檢測(cè)方式為力矩傳感器直接檢測(cè)，檢測(cè)精度有限，改進(jìn)后采用間接檢測(cè)方式，通過對(duì)閥門電機(jī)功率的檢測(cè)，再對(duì)閥門工況進(jìn)行建模，最后通過數(shù)學(xué)模型換算出實(shí)時(shí)力矩，提高了產(chǎn)品運(yùn)行的可靠性。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種閥門保護(hù)器，其特征在于:包括依次電連接的電機(jī)功率采樣單元、降噪濾波單元、量化及異值處理單元、數(shù)學(xué)建模單元、曲線擬合單元、管理及參數(shù)輸出單元和控制單元，所述采樣單元和所述控制單元均電連接閥門電機(jī)，所述閥門電機(jī)連接動(dòng)力轉(zhuǎn)換及輸出單元；所述數(shù)學(xué)建模單元用于將來自采樣單元中檢測(cè)到的實(shí)時(shí)電機(jī)功率值通過數(shù)學(xué)模型換算成實(shí)時(shí)力矩。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門保護(hù)器，其特征在于:所述采樣單元包括電壓互感器和電流互感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門保護(hù)器，其特征在于:所述降噪濾波單元包括高通濾波器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門保護(hù)器，其特征在于:所述閥門保護(hù)器的物理信道為RS-485 接 口。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥門保護(hù)器，其特征在于:所述RS-485接口包括DES加密裝置和CRC校驗(yàn)裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門保護(hù)器，其特征在于:還包括MCU和EEPROM。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門保護(hù)器，其特征在于:還包括光耦合器，所述光耦合器電連接所述管理及參數(shù)輸出單元。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門保護(hù)器，其特征在于:所述閥門電機(jī)采用三相Y型連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門保護(hù)器，其特征在于:還包括數(shù)據(jù)總線，所述量化及異值處理單元、所述數(shù)學(xué)建模單元、所述曲線擬合單元和所述管理及參數(shù)輸出單元均與所述數(shù)據(jù)總線電連接。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種閥門保護(hù)器。所述閥門保護(hù)器包括依次電連接的電機(jī)功率采樣單元、降噪濾波單元、量化及異值處理單元、數(shù)學(xué)建模單元、曲線擬合單元、管理及參數(shù)輸出單元和控制單元，所述采樣單元和所述控制單元均電連接閥門電機(jī)，所述閥門電機(jī)連接動(dòng)力轉(zhuǎn)換及輸出單元；所述數(shù)學(xué)建模單元用于將來自采樣單元中檢測(cè)到的實(shí)時(shí)電機(jī)功率值通過數(shù)學(xué)模型換算成實(shí)時(shí)力矩。本發(fā)明提供的閥門保護(hù)器可對(duì)閥門工況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、并對(duì)核心部件進(jìn)行保護(hù)。
【IPC分類】F16K37/00
【公開號(hào)】CN104913106
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510375758
【發(fā)明人】姚志成, 李國(guó)強(qiáng), 姚志剛, 李蕾
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)沙偉確科技發(fā)展有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月30日