CN102200198A - 执行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于控制阀门的执行器。该执行器包括初始匹配模块，其根据所接收的匹配控制信号控制电机运行，以获得所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的第一参数、及所述阀门在所述电机带动下完全打开时的第二参数；以及存储模块，其存储所述第一参数和所述第二参数。本发明所述的执行器可以准确地控制阀门位置。

Description

执行器

技术领域

本发明涉及阀门控制技术，尤其涉及驱动阀门的执行器。

背景技术

执行器是驱动阀门动作的驱动装置。工业应用中，作为分立器件的执行器与阀门，一般是在阀门的安装过程中由相关人员将两者组装，从而使它们可以配合工作。

安装人员安装水平的参差不齐使得所组装的执行器与阀门在匹配上存在误差，进而导致后续工作过程中，执行器的控制信号未必能使阀门的实际开度与所期望的开度相符，也就是说执行器对阀门的控制不够准确。另外，阀门自身工艺误差同样会导致上述问题。

以直行程阀门为例，一般是特定型号的执行器对应特定行程的直行程阀门。例如对应于26mm行程的阀门的A执行器，就无法准确地控制16mm行程的直行程阀门，因为其控制信号与16mm行程的直行程阀门不匹配。

因此，有必要提供一种执行器，使其既可以适应于不同行程的阀门，又可以避免安装误差等问题所导致的一系列问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于控制阀门的执行器，以有效解决上述问题。该执行器包括初始匹配模块，其根据所接收的匹配控制信号控制电机运行，以获得所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的第一参数、及所述阀门在所述电机带动下完全打开时的第二参数，其中所述匹配控制信号是根据需要施加给所述初始匹配模块的信号；以及存储模块，其存储所述第一参数和所述第二参数。

本发明所述的执行器，优选地，所述第一参数为所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的位置，所述第二参数为所述阀门在所述电机带动下完全打开时的位置。所述初始匹配模块被设置为根据所接收的匹配控制信号控制电机运行以获得所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的位置、及所述阀门在所述电机带动下完全打开时的位置，所述存储模块被设置为存储所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的位置和所述阀门在所述电机带动下完全打开时的位置。

本发明所述的执行器，优选地，所述第一参数为所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的电信号，所述第二参数为所述阀门在所述电机带动下完全打开时的电信号。所述初始匹配模块被设置为根据所接收的匹配控制信号控制电机运行以获得所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的电信号、及所述阀门在所述电机带动下完全打开时的电信号，所述存储模块被设置为存储所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的电信号和所述阀门在所述电机带动下完全打开时的电信号。

本发明所述的执行器，优选地，还包括计算模块，其基于所述第一参数和第二参数获得所述阀门的位置与预先设置的施加到所述阀门的控制信号之间的对应关系。

本发明所述的执行器，优选地，所述存储模块为非易失性存储器。

本发明所述的执行器，优选地，所述执行器还包括接收匹配控制信号的接收模块，所述匹配控制信号由用户根据需要手动施加。

本发明所述的执行器，优选地，所述执行器还包括用于指示所述初始匹配模块工作的指示模块。优选地，所述指示模块为指示灯。

本发明所述的执行器，优选地，所述阀门为直行程阀门。可选地，所述阀门为角行程阀门。

本发明还提供一种应用于控制阀门的执行器的初始匹配的方法，所述方法包括接收根据需要施加到所述执行器的匹配控制信号；基于所接收的匹配控制信号，控制电机运行，以获得所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的第一参数、及所述阀门在所述电机带动下完全打开时的第二参数；以及存储所述第一参数和第二参数。

本发明所述的方法，优选地，所述第一参数为所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的位置，所述第二参数为所述阀门在所述电机带动下完全打开时的位置。

本发明所述的方法，优选地，所述第一参数为所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的电信号大小，所述第二参数为所述阀门在所述电机带动下完全打开时的电信号大小。

本发明所述的初始匹配方法，优选地，还包括基于所述第一参数和第二参数计算所述阀门的位置与预先设置的施加到所述阀门的控制信号之间的对应关系。

本发明所述的初始匹配方法，优选地，所述第一参数和所述第二参数存储在非易失性存储器中。

本发明所述的初始匹配方法，优选地，所述匹配控制信号由用户根据需要手动施加。

本发明所述的初始匹配方法，优选地，所述阀门为直行程阀门。可选地，所述阀门为角行程阀门。

使用本发明所述的执行器，可以在阀门进入常规使用之前获得控制信号与阀门位置的匹配关系，进而在后续常规使用中，可以更准确地控制阀门。此外，根据本发明所述的执行器，由于其可以对控制信号与阀门位置之间的对应关系(亦即匹配关系)进行调整，从而使得该执行器适用于多种行程范围的阀门。

附图说明

图1是根据本发明的执行器的结构示意图；

图2是图1所述的执行器的一个应用示例的示意图；以及

图3是根据本发明所述的初始匹配方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点更加明显易懂，以下结合附图和具体实施方式，进一步详细说明本发明。

需要说明的是，以下示例是以控制直行程阀门来说明本发明所述的执行器，但并不就此限制本发明所述的执行器仅可用于直行程阀门，本发明所述的执行器同样适用角行程阀门。

图1是根据本发明的执行器的结构示意图。要说明的是，本示例中的执行器1仅示意了本发明所涉及的结构并且在下文中仅对这些结构进行说明，而执行器中的其它常规结构(例如执行传动机构等)则未示意且下文中也不进行详细描述。

参考图1，执行器1包括电机10、初始匹配模块12、以及存储模块14。向执行器1施加匹配控制信号，初始匹配模块12依据该匹配控制信号控制电机10动作，从而带动与执行器1相连接的直行程阀门(未图示)动作。根据本发明，直行程阀门在执行器1的驱动之下，行进到直行程阀门完全关闭，此时获得第一截止点的参数，即对应阀门完全关闭时的第一参数；随后，电机10反向运行，使得执行器带动阀门向相反方向运行使阀门打开，在阀门完全打开时获得第二截止点的参数，即对应阀门完全打开时的第二参数。存储模块14存储该第一参数和该第二参数，优选地，该存储模块14为如EEPROM等的非易失性存储器。

可选地，本发明所述的执行器1还包括计算模块16，其基于该第一参数和第二参数获得直行程阀门的位置与预先设置的要施加到所述阀门的控制信号之间的对应关系。由此在完成初始匹配之后，在后续常规工作中，对于已组装的执行器1和该直行程阀门，执行器在上电之后都可由该对应关系获得对应于预先设置的控制信号的阀门位置，从而准确地控制阀门的行进，获得所需要的开度。该直行程阀门的阀门位置与控制信号的关系可近似为下式(1)：

y＝ax+b                                      (1)

其中，y为阀门位置，x为控制信号。根据本发明的示例，该直行程阀门为单座阀、双座阀、套筒阀、三通阀、角型阀、Y型阀、轴流阀等。

优选地，执行器1还包括接收模块18，其可以实现为按钮、按键、或触摸式控制屏等各种可由用户输入初始匹配控制信号的用户接口。可选地，该接收模块18也可以是信号接收端口，用以从其它控制器件接收用户输入的初始匹配控制信号，而所述其它控制器件与所述接收模块的通信可以为无线或有线方式，该其它控制器件可以例如是设置在控制室中的控制柜等。

根据本发明，输送给执行器的初始匹配模块12的匹配控制信号由用户根据需要手动施加。作为示例，可以在执行器1设置供用户操作的按钮、按键、或触摸式控制屏，例如在外壳上。可选地，还可在该执行器上设置指示模块(未图示)以指示初始匹配工作的开始与结束，例如指示灯。该指示灯在用户施加匹配控制信号后变亮，以表明匹配工作开始，并由初始匹配控制模块12在匹配工作结束之后，发送控制信号给指示灯，使其变暗，以表明匹配工作结束。

可选地，施加给初始匹配模块12的匹配控制信号也可以由用户根据需要例如通过语音控制的方式施加。这种情况下，则执行器1的接收模块18为或者至少包括语音输入模块。

示例地，根据需要施加可以是在执行器与阀门的安装过程中，根据匹配需要所进行的；也可以是执行器和阀门组装好之后的常规工作中，用户根据校准或匹配需要所进行的，亦即用户在其认为需要时施加匹配控制信号给初始匹配模块。

综上所述，根据本发明，施加给执行器的匹配控制信号由用户根据需要施加，便使得执行器不会在每次上电之后自动触发初始匹配模块使其工作。因此本发明所述的执行器，不仅实现了控制信号与阀门位置的初始匹配校准，而且还避免了执行器与阀门组装进入常规使用后，每次上电要进行初始匹配校准的情况。

作为示例，该第一参数可以是阀门完全关闭时阀门位置对应的电信号(例如电信号大小)，第二参数可以是阀门完全打开时阀门位置对应的电信号(例如电信号大小)。替代地，该第一参数可以是阀门在完全关闭时，阀门的位置参数，而该第二参数可以是阀门在完全打开时，阀门的位置参数。实际应用中，只要该第一参数和第二参数可以分别对应或者体现出阀门完全关闭或阀门完全打开即可。

而且，本发明所述的执行器由于可以进行控制信号与阀门位置的初始匹配，从而获得阀门的位置与执行器的控制信号之间的匹配关系，从而使得对应于特定行程(例如26mm行程)阀门的执行器，也可以适用于其它行程(例如16mm行程)阀门。

本发明示例中的初始匹配模块12可以实现为软件模块，硬件模块，或者软件模块与硬件模块的结合，只需其可以在收到匹配控制信号之后，控制电机10运行，以获得对应阀门关闭时的第一参数以及对应阀门完全打开时的第二参数即可。本发明示例中的计算模块可以实现为软件模块，或硬件模块、或软件模块与硬件模块的结合，只要其基于所述第一参数、第二参数可获得阀门的位置与预先设定的执行器的控制信号之间的匹配关系即可。

图2是图1所述的执行器的一个应用示例的示意图。本实施例以气阀为例进行说明，但并不就此限定所述执行器的应用范围，实际上，本发明所述的执行器可用于控制气阀、风阀、油阀等各类阀门。

如图2所示，根据本发明所述的执行器1被安装到直行程阀门2；而直行程阀门2与被控管道4相连接，例如用于调节管道4中的气体流量；控制装置3与执行器耦接；传感器5用于感测管道4输出的气体的某类参数，比如气体的温度，并将所感测的信号作为反馈信号传送给执行器1，以便执行器1依据该反馈调节阀门的位置。本例中，执行器的工作电源为24v的交流电源，实际应用中，执行器1的工作电压依据需要而定，例如可以由220V的交流电源供电。此外，实际应用中，控制装置3为设置在控制室中的控制柜等装置。

根据本发明，在阀门2以及执行器1已经安装好，但未进入常规使用流程之前，可以在执行器1上，例如由安装人员通过设置在执行器外壳上的按键、按钮或者触摸式控制屏等用户接口来手动施加匹配控制信号给执行器1，具体而言是给执行器1的初始匹配模块12(参照图1)，使其进行初始匹配工作。可选地，也可以通过控制装置3来施加匹配控制信号，这种情况下，执行器1的接收模块18(参照图1)从控制装置3以有线或无线方式接收传送过来的匹配控制信号。在通过控制装置3来施加匹配控制信号，控制装置3上设置有供用户施加匹配控制信号的按键、按钮或者触摸式控制屏等用户接口。

图3是根据本发明所述的初始匹配方法。需要说明的是，尽管下文是结合图1和图2所示的例子对本发明所述的初始匹配方法进行说明，但并不就此限制本发明所述的初始匹配方法仅能应用在以上示例中。

首先如图3中的步骤300所示，施加匹配控制信号给执行器1。根据该实施例，该匹配控制信号例如是由控制装置3施加给执行器1的初始匹配模块12，进一步，根据本发明，该匹配控制信号是由用户根据需要手动按压按钮或按键、或者通过触摸触摸式控制屏而产生，并进而由控制装置3传送给初始匹配模块12的接收模块18。可选地，用户也可以通过语音输入的方式输入匹配控制信号，而控制装置3则以无线或有线的方式将该信号传送给初始匹配模块10。示例地，根据需要施加可以是在执行器与阀门的安装过程中，根据匹配需要所进行的；也可以是执行器和阀门组装好之后的常规工作中，用户根据校准或匹配需要所进行的，亦即用户在其认为需要时施加匹配控制信号给初始匹配模块。

在步骤301，基于所接收的匹配控制信号，控制电机10运行，以获得所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的第一参数、及所述阀门在所述电机带动下完全打开时的第二参数。根据本发明，依据所接收的匹配控制信号，初始匹配模块12控制电机10动作，从而使执行器1在电机10的带动下驱动与执行器1相连接的直行程阀门2动作；根据本发明，直行程阀门2在执行器1的驱动之下，行进到完全关闭，此时获得第一截止点的参数，随后，电机10反向运行，使得执行器也带动阀门向相反方向运行使阀门打开，在阀门完全打开时，获得第二截止点的参数。如上文所述，该第一截止点的参数亦即第一参数可以为阀门完全关闭时阀门位置对应的电信号(例如电信号大小)，第二截止点的参数亦即第二参数可以是阀门完全打开时阀门位置对应的电信号(例如电信号大小)；替代地，该第一参数可以是阀门完全关闭时，阀门的位置参数，而该第二参数可以是阀门完全打开时，阀门的位置参数。

在步骤303，由存储模块14存储该第一参数和第二参数。该存储模块优选为非易失性存储器。

优选地，本发明所述的方法还包括步骤305。在步骤305，基于所述第一参数和第二参数计算所述直行程阀门的位置与预先设置的施加到所述阀门的控制信号之间的对应关系。本例中，执行器1的计算模块16基于该第一参数和第二参数来获得该直行程阀门2的位置与预先设置的施加到所述阀门的控制信号之间的对应关系，由此在完成初始匹配之后的常规工作中，对于已安装在一起的执行器1和直行程阀门2，可以通过该对应关系获得对应于给出的控制信号的阀门位置，从而准确地控制阀门的开度。该直行程阀门2与控制信号的关系近似为上文给出的关系式(1)。

在完成了初始匹配之后，在后续的常规工作中，可选地，执行器1还可以根据来自传感器5的反馈信号，来对调整阀门的位置进行调整，或进行其它工作。

应当说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制。尽管参照上述具体实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或对部分技术特征进行等同替换，而在不脱离本发明的技术方案的精神下，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (18)

1.一种用于控制阀门的执行器，其特征在于，所述执行器包括：

初始匹配模块，其根据所接收的匹配控制信号控制电机运行，以获得所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的第一参数、及所述阀门在所述电机带动下完全打开时的第二参数，其中所述匹配控制信号根据需要施加给所述初始匹配模块；以及

存储模块，其存储所述第一参数和所述第二参数。

2.根据权利要求1所述的执行器，其特征在于，所述执行器还包括计算模块，其基于所述第一参数和第二参数获得所述阀门的位置与预先设置的要施加到所述阀门的控制信号之间的对应关系。

3.根据权利要求1或2所述的执行器，其特征在于，所述执行器还包括接收匹配控制信号的接收模块，所述匹配控制信号由用户根据需要手动施加。

4.根据权利要求3所述的执行器，其特征在于，所述存储模块为非易失性存储器。

5.根据权利要求1所述的执行器，其特征在于，所述第一参数为所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的位置，所述第二参数为所述阀门在所述电机带动下完全打开时的位置。

6.根据权利要求1所述的执行器，其特征在于，所述第一参数为所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的电信号，所述第二参数为所述阀门在所述电机带动下完全打开时的电信号。

7.根据权利要求1所述的执行器，其特征在于，所述执行器还包括用于指示所述初始匹配模块工作的指示模块。

8.根据权利要求7所述的执行器，其特征在于，所述指示模块为指示灯。

9.根据权利要求1所述的执行器，其特征在于，所述阀门为直行程阀门。

10.根据权利要求1所述的执行器，其特征在于，所述阀门为角行程阀门。

11.一种应用于控制阀门的执行器的初始匹配方法，所述方法包括：

接收根据需要施加到所述执行器的匹配控制信号；

基于所接收的匹配控制信号，控制电机运行，以获得所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的第一参数、及所述阀门在所述电机带动下完全打开时的第二参数；以及

存储所述第一参数和所述第二参数。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括基于所述第一参数和第二参数计算所述阀门的位置与预先设置的要施加到所述阀门的控制信号之间的对应关系。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述匹配控制信号由用户根据需要手动施加。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一参数和所述第二参数存储在非易失性存储器中。

15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一参数为所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的位置，所述第二参数为所述阀门在所述电机带动下完全打开时的位置。

16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一参数为所述阀门在所述电机带动下完全关闭时的电信号，所述第二参数为所述阀门在所述电机带动下完全打开时的电信号。

17.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述阀门为直行程阀门。

18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述阀门为角行程阀门。

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