CN109027379A - 远程调节阀系统及远程调节阀系统的调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种远程调节阀系统及远程调节阀系统的调节方法，涉及阀控领域，以缓解现有的电动阀存在功能单一，用户体验度差的问题，能够改善体验度。该系统包括依次连接的主阀、步进电机、电机驱动器、主控制器和上位机，还包括设置在步进电机上且与主控制器相连接的电位计；上位机接收用户调节开度指令并发送至主控制器；电位计检测主阀的当前开度值并发送至主控制器；主控制器接收调节开度指令以及接收当前开度值；根据调节开度指令以及当前开度值生成控制信号；控制信号包括步进电机的旋转方向和旋转角度；将控制信号输出至电机驱动器；电机驱动器根据控制信号驱动步进电机转动带动主阀转动到与设定数字量相对应的开度位置。

Description

远程调节阀系统及远程调节阀系统的调节方法

技术领域

本发明涉及电动阀技术领域，尤其是涉及一种远程调节阀系统及远程调节阀系统的调节方法。

背景技术

目前，现有的电动阀仅能通过其他可输出模拟量信号的设备，实地控制阀门的开度，不能实现远程控制阀门开度。

综上，现有的电动阀仅具有执行功能，存在功能单一，用户使用体验度差的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种远程调节阀系统及远程调节阀系统的调节方法，以缓解现有的电动阀仅具有执行功能，存在功能单一，用户使用体验度差的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种远程调节阀系统，包括：主阀、电位计、步进电机、电机驱动器、主控制器和上位机，所述主阀与所述步进电机相连接，所述步进电机与所述电机驱动器相连接，所述电机驱动器与所述主控制器相连接，所述主控制器与所述上位机相连接；所述电位计设置在所述步进电机上，且所述电位计与所述主控制器相连接；

所述上位机用于接收用户输入的调节开度指令并将所述调节开度指令发送至所述主控制器；其中所述调节开度指令包括表示阀门开度的设定数字量；

所述电位计用于检测所述主阀的当前开度值，并将所述当前开度值发送至所述主控制器；其中所述当前开度值包括表示阀门当前开度的模拟量；

所述主控制器用于接收所述上位机发送的所述调节开度指令以及接收所述电位计发送的当前开度值；

所述主控制器用于根据所述调节开度指令以及所述当前开度值生成控制信号；其中所述控制信号包括所述步进电机的旋转方向和旋转角度；

所述主控制器用于将所述控制信号输出至电机驱动器；

所述电机驱动器用于根据所述控制信号驱动步进电机转动，以使所述步进电机带动所述主阀转动到与所述设定数字量相对应的开度位置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述上位机为个人计算机、工业控制计算机、云服务器或移动终端的任意一种。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述主控制器包括微控制单元、数模转换器、通讯模块，所述数模转换器、所述通讯模块均分别与所述微控制单元相连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述主控制器还包括定位模块，所述定位模块与所述微控制单元相连接，所述定位模块用于定位所述主阀所处的地理位置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，该远程调节阀系统还包括：报警器，所述报警器与所述主控制器相连接，所述报警器用于发出报警信号。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述电位计还用于检测所述主阀的第二开度值，并将所述第二开度值发送至所述主控制器；其中所述第二开度值表示所述步进电机停止驱动时所述主阀的终止开度反馈信号；

所述主控制器还用于将所述第二开度值与与所述设定数字量相对应的表示阀门开度的设定模拟量是否匹配；若否，所述主控制器用于控制所述报警器发出报警信号。

第二方面，本发明实施例还提供一种远程调节阀系统的调节方法，包括：应用于主控制器，所述方法包括：

接收上位机发送的调节开度指令以及接收电位计发送的当前开度值；其中所述调节开度指令包括表示阀门开度的设定数字量；所述当前开度值包括表示阀门当前开度的模拟量；

根据所述调节开度指令以及所述当前开度值生成控制信号；其中所述控制信号包括步进电机的旋转方向和旋转角度；

将所述控制信号输出至电机驱动器，以使所述电机驱动器根据所述控制信号驱动步进电机转动，从而带动主阀转动到与所述调节开度指令中的表示阀门开度的设定数字量相对应的开度位置。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述根据所述调节开度指令以及所述当前开度值生成控制信号，包括：

根据调节开度指令中的设定数字量获取与所述设定数字量相对应的表示阀门开度的设定模拟量；

将所述设定模拟量与所述当前开度值进行比较，以根据所述比较结果生成控制信号；其中所述控制信号包括步进电机的旋转方向和旋转角度。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，将所述设定模拟量与所述当前开度值进行比较，以根据所述比较结果生成控制信号，包括：

计算所述设定模拟量与所述当前开度值的差值；

将所述差值与零进行比较；

基于所述差值与零的比较结果确定所述步进电机的所述旋转方向；

基于所述差值获取与所述差值的绝对值对应的步进电机的所述旋转角度；

基于所述步进电机的所述旋转方向和所述旋转角度生成控制信号。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，该方法还包括：

获取所述主阀的实际位置；

判断所述实际位置与所述开度位置是否匹配；

若否，则生成并输出报警信号。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供的远程调节阀系统及远程调节阀系统的调节方法，其中，该远程调节阀系统包括：主阀、电位计、步进电机、电机驱动器、主控制器和上位机，主阀与步进电机相连接，步进电机与电机驱动器相连接，电机驱动器与主控制器相连接，主控制器与上位机相连接；电位计设置在步进电机上，且电位计与主控制器相连接；上位机用于接收用户输入的调节开度指令并将调节开度指令发送至主控制器；其中调节开度指令包括表示阀门开度的设定数字量；电位计用于检测主阀的当前开度值，并将当前开度值发送至主控制器；其中当前开度值包括表示阀门当前开度的模拟量；主控制器用于接收上位机发送的调节开度指令以及接收电位计发送的当前开度值；主控制器用于根据调节开度指令以及当前开度值生成控制信号；其中控制信号包括步进电机的旋转方向和旋转角度；主控制器用于将控制信号输出至电机驱动器；电机驱动器用于根据控制信号驱动步进电机转动，以使步进电机带动主阀转动到与设定数字量相对应的开度位置。因此，本发明实施例提供的技术方案，可以缓解现有的电动阀仅具有执行功能，存在功能单一，用户使用体验度差的问题，能够改善用户使用体验度。该远程调节阀系统通过能够实现通过互联网或者移动网络自主控制阀门开度。此外，该远程调节阀系统无需再加其他模拟量输出设备，控制简单、不受地理限制。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述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为本发明实施例提供的远程调节阀系统的结构框图；

图2为本发明实施例提供的远程调节阀的示意图；

图3为图2中A面的示意图；

图4为图2中A面的内视图及其内部的主控制器的侧面放大图；

图5为本发明实施例提供的一种主控制器的内视图。

图6为本发明实施例提供的一种微控制单元的连接关系图；

图7为本发明实施例提供的一种远程调节阀系统的连接结构图；

图8为本发明实施例提供的一种主控制器的结构图；

图9为本发明实施例提供的一种远程调节阀系统的调节方法的流程图；

图10为本发明实施例提供的另一种远程调节阀系统的调节方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

目前现有调节型电动阀只能通过其他可输出模拟量信号的设备，实地控制阀门的开度，不能实现自主控制阀门开度，基于此，本发明实施例提供的一种远程调节阀系统及远程调节阀系统的调节方法，可以缓解现有的电动阀仅具有执行功能，存在功能单一，用户使用体验度差的问题，能够改善用户使用体验度。该远程调节阀系统通过能够实现通过互联网或者移动网络自主控制阀门开度。此外，该远程调节阀系统无需再加其他模拟量输出设备，控制简单、不受地理限制。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种远程调节阀系统进行详细介绍。

实施例一：

如图1所示，本发明实施例提供了一种远程调节阀系统，包括：远程调节阀10和上位机20，所述远程调节阀与所述上位机相连接。

具体的，参照图2至图7，所述远程调节阀10包括：电动执行器11、连杆12以及主阀13，所述电动执行器通过所述连杆与所述主阀相连接；所述电动执行器外部设置有防水出线孔112，电器室内的电缆线通过所述防水出线孔引入或引出；所述电动执行器包括相隔离的电器室111和机械室，所述电器室内设置有防水盒113，所述防水盒内设置有主控制器114，所述机械室内设置有电机驱动器115、与所述电机驱动器相连接的步进电机116以及与所述步进电机相连接的电位计117，且所述电位计与所述主控制器相连接；所述电位计用于检测主阀的当前开度值；其中所述当前开度值包括表示阀门当前开度的模拟量，例如电流模拟量20mA，可以根据电压和电阻值得到；或者电压模拟量2V。

所述主控制器用于外接上位机，且能够与外部的上位机进行数据交互。

本实施例中，所述电位计的电阻膜上的滑动触点与步进电机的输出轴上的齿轮传动连接；所述电位计与所述主控制器电连接；当前开度值采用电压模拟量。所述远程调节阀通过所述主控制器与所述上位机相连接。

需要说明的是，电位计可以采用数字电位计或者机械电位计。

进一步的，该远程调节阀还包括：观察室14，所述观察室设置在所述电动执行器的上方，所述观察室包括观察窗141和位于所述观察窗内的显示装置142，所述显示装置与所述主控制器相连接，所述显示装置用于显示所述主阀的当前开度值。

具体的，所述显示装置可以是数字显示器或者机械表盘显示器，机械表盘显示器包括指针和表盘，表盘上设置有指示阀门开度的刻度值，所述指针用于指示当前开度值；

进一步的，如图8所示，所述述主控制器包括微控制单元1141((MicrocontrollerUnit，MCU)、数模转换器1142、通讯模块1143，所述数模转换器、所述通讯模块均分别与所述微控制单元相连接。其中，数模转换器，又称D/A转换器，简称DAC，它是把数字量转变成模拟的器件。当然所述主控制器还包括与微控制单元相连接的模数转换器(A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件；未示于图中)。

其中，所述微控制单元采用ARM芯片；

所述通讯模块包括GPRS通讯模块和/或SIM(Subscriber IdentificationModule)卡，也称为用户身份识别卡、智能卡；

可选的，所述主控制器还包括定位模块1144，所述定位模块与所述微控制单元相连接，所述定位模块用于定位所述主阀所处的地理位置。这里的地理位置是指主阀使用中实际安装的位置，不是开度。

其中定位模块1144为GPS通讯模块或者北斗通讯模块，通过卫星定位；

当然定位模块1144也可以基于室内定位技术实现定位，例如基于RTK定位技术，包括流动站和定位站；或者通过设置定位基站，通过与定位基站通讯确定位置，防止卫星信号受干扰时造成的定位问题，以提高定位准确度。

通过设置定位模块，使远程调节阀具备定位功能，当供水网络需要调节流量或因管网检修、故障关闭阀门时，能够实现精确定位以及快速响应，避免耽误供水效率和检修速度所造成的社会损失。

本实施例中，具体的，所述微控制单元为STM32F103单片机。通讯模块包括GPRS通讯模块和任一三大运营商的SIM卡，可以进型2G、3G、4G网络通讯。

所述定位模块为GPS定位模块，主控制器可以通过定位模块将主阀的地理位置坐标发送至上位机。

即主控制器包括：内置GPRS通讯模块和定位模块、ARM芯片。ARM芯片和GPRS通讯模块、定位模块通过ARM芯片的针孔1145连接并固定。ARM芯片四角用螺栓固定在防水盒内，电动执行器有一电器室，电器室室内设置有卡槽(图中未示出)和螺纹孔1146，主控制器卡在卡槽中并用螺栓固定。

相比于现有的电动阀只能通过外部的设备实时实地的输入4-20mA模拟量电流信号或者0-5V、0-10V模拟量电压信号来控制开度，即现有调节型电动阀只具备执行功能；本远程调节阀集成了GPRS通讯模块、定位模块、ARM芯片，个人计算机、云平台或者手机APP直接输入开度0-100，经ARM芯片数模转换、比较、运算处理输出控制信号，调节开度。而本远程调节阀无需再加其他模拟量输出设备，控制简单、不受地理限制，即本远程调节阀系统不仅具备执行功能还具备控制功能。

进一步的，所述上位机为个人计算机、工业控制计算机、云服务器或移动终端的任意一种。所述上位机与所述远程调节阀的主控制器通讯连接。

综上，该远程调节阀系统包括主阀、电位计、步进电机、电机驱动器、主控制器和上位机，所述主阀与所述步进电机相连接，所述步进电机与所述电机驱动器相连接，所述电机驱动器与所述主控制器相连接，所述主控制器与所述上位机相连接；所述电位计设置在所述步进电机上，且所述电位计与所述主控制器相连接；

实际使用时，所述上位机用于接收用户输入的调节开度指令并将所述调节开度指令发送至所述主控制器；其中所述调节开度指令包括表示阀门开度的设定数字量；设定数字量为0-100之间的任一整数；需要指出的是表示阀门开度的数字量与模拟量是一一对应的，下面以控制主阀的开度的模拟量为电压信号模拟量为例进行说明；例如主阀的模拟量为0-5V，则数字量0对应模拟量0V，数字量50对应模拟量2.5V；数字量100对应模拟量5V，也就是说，两者是线性关系一一对应的，数字量与模拟量的对应关系可以由下列的阀门开度模数转换线性关系式表示为：N＝0.5M，其中，M表示数字量，N表示与数字量M对应的模拟量。

所述电位计用于检测所述主阀的当前开度值并将所述当前开度值发送至所述主控制器；其中所述当前开度值包括表示阀门当前开度的模拟量；

具体的，电位计通过其电阻膜上的滑动触点检测主阀的当前开度值；当前开度值可以是电压信号模拟量或电流信号模拟量。

所述主控制器用于接收所述上位机发送的所述调节开度指令以及接收所述电位计发送的当前开度值；

所述主控制器用于根据所述调节开度指令以及所述当前开度值生成控制信号所述控制信号包括所述步进电机的旋转方向和旋转角度；

具体的，主控制器根据调节开度指令中的设定数字量查找或者计算得到与调节开度指令中的设定数字量相对应的表示阀门开度的设定模拟量，主控制器的数模转换器将设定数字量进行数模转换为设定模拟量后输出；然后将设定模拟量与当前开度值进行比较，计算得到差值，根据所述比较结果生成控制信号；

所述主控制器用于将所述控制信号输出至电机驱动器；

所述电机驱动器用于根据所述控制信号驱动步进电机转动，以使所述步进电机带动所述主阀转动到与所述设定数字量相对应的开度位置。

具体的，所述步进电机通过(驱动)齿轮经由连杆带动所述主阀转动，以使所述主阀到达与所述调节开度信号中的表示阀门开度的设定数字量相对应的开度位置。

本发明实施例提供的远程调节阀系统包括：包括：主阀、电位计、步进电机、电机驱动器、主控制器和上位机，主阀与步进电机相连接，步进电机与电机驱动器相连接，电机驱动器与主控制器相连接，主控制器与上位机相连接；电位计设置在步进电机上，且电位计与主控制器相连接；上位机用于接收用户输入的调节开度指令并将调节开度指令发送至主控制器；其中调节开度指令包括表示阀门开度的设定数字量；电位计用于检测主阀的当前开度值，并将当前开度值发送至主控制器；其中当前开度值包括表示阀门当前开度的模拟量；主控制器用于接收上位机发送的调节开度指令以及接收电位计发送的当前开度值；主控制器用于根据调节开度指令以及当前开度值生成控制信号；其中控制信号包括步进电机的旋转方向和旋转角度；主控制器用于将控制信号输出至电机驱动器；电机驱动器用于根据控制信号驱动步进电机转动，以使步进电机带动主阀转动到与设定数字量相对应的开度位置。因此，本发明实施例提供的技术方案，可以缓解现有的电动阀仅具有执行功能，存在功能单一，用户使用体验度差的问题，能够改善用户使用体验度。该远程调节阀系统通过能够实现通过互联网或者移动网络自主控制阀门开度。此外，该远程调节阀系统无需再加其他模拟量输出设备，控制简单、不受地理限制。

进一步的，远程调节阀系统还包括：报警器，所述报警器与所述主控制器相连接，所述报警器用于发出报警信号。

进一步的，所述电位计还用于检测所述主阀的第二开度值，并将所述第二开度值发送至所述主控制器；其中所述第二开度值表示所述步进电机停止驱动时所述主阀的终止开度反馈信号；

所述主控制器还用于将所述第二开度值与与所述设定数字量相对应的表示阀门开度的设定模拟量是否匹配；若否，所述主控制器用于控制所述报警器发出报警信号。

进一步的，该远程调节阀系统还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测阀门的开度位置，将开度位置传输至主控制器，主控制器根据开度位置生成反馈信号并发送至上位机，可以与电位计检测的位置作对比，确认无误后报警，提高报警信息的可靠性。

下面以上位机为云服务器(也称为云平台)为例对该远程调节阀系统进行说明：

云平台连接与数据库服务器，数据库服务器安装有SQL数据库，云平台和手机APP(应用程序)与数据库服务器建立联系，即可以交换数据。在云平台或者手机APP上输入开度值0-100，该数据被写入数据库，然后通过互联网和移动网络发送至主控制器，数据经ARM芯片转换、运算处理，调节主阀开度，并且开度反馈信号通过移动网络和互联网发送至服务器数据库，经云平台或者手机APP转换、运算显示当前开度值。同时，主控制器对比设定值和当前值，若两值长时间不匹配，则认为主阀出现故障并且通过与主控制器相连接的报警器(例如喇叭)报警。主控制器内置的GPRS定位模块将主阀位置信息发送至服务器的数据库，经云平台或者手机APP内置地图显示主阀精确的地理位置；需要说明的是，主控制器还可通过配置软件预留多个应急电话号码，出现掉电、故障报警时，自动发短信或者打电话给预留的应急号码。

本发明实施例提供的远程调节阀系统具有以下功能：1)GPRS通讯功能；2)定位功能，上位机为云服务器(也称为云平台)分CIS(即地图显示，精确显示地理位置，出现故障时可迅速定位，提高检修效率，降低损失)、变量、测站3种显示方式，可查看操作更改记录、故障记录以及故障处理记录、巡检记录；3)任一连接互联网的PC机输入正确的账号密码就可以登录云平台，在云平台远程调节主阀开度，并且查看当前开度；4)手机APP同样可以设置阀门开度，查看当前开度；5)阀门掉电、故障报警，云平台显示报警且远程调节控制器给预留电话号发短信或者打电话。

实施例二：

如图9所示，本发明实施例提供了一种远程调节阀系统的调节方法，应用于实施例一的远程调节阀系统，由主控制器执行，上述方法包括：

步骤S102，接收上位机发送的调节开度指令以及接收电位计发送的当前开度值；

其中上述调节开度指令包括表示阀门开度的设定数字量；上述当前开度值包括表示阀门当前开度的模拟量；

步骤S104，根据上述调节开度指令以及上述当前开度值生成控制信号；

其中上述控制信号包括步进电机的旋转方向和旋转角度；需要指出的是，旋转角度可以以圈数表示，也可以直接由圈数替代。

需要指出的是，不同的主阀类型(旋转式主阀或者上下行程式主阀)阀门开启关闭需要步进电机旋转角度是不同的，例如可以是1圈，也可以是多圈，本实施例不作限定。

在具体实现时，该步骤S104包括以下步骤：

1、根据调节开度指令中的设定数字量查找表或者通过线性计算关系式计算获取与上述设定数字量相对应的表示阀门开度的设定模拟量；

具体的，该步骤1可以通过以下方式中的一种实现：

方式1)、主控制器根据调节开度指令中的设定数字量查找预存在主控制器的存储器中的数字量与模拟量的阀门开度对应关系表获取得到与设定数字量相对应的表示阀门开度的设定模拟量；

方式2)、主控制器根据调节开度指令中的设定数字量通过调用预存在主控制器的存储器中的阀门开度模数转换线性关系式进行计算获取得到与设定数字量相对应的表示阀门开度的设定模拟量；

进一步的，该步骤还包括将设定数字量经数模转换器进行数模转换，生成调节模拟量，上述调节模拟量包括与上述调节开度指令中表示阀门开度的设定数字量相对应的表示阀门开度的设定模拟量；调节模拟量输出至步进电机用于驱动步进电机。

2、将上述设定模拟量与上述当前开度值进行比较，以根据上述比较结果生成控制信号；其中上述控制信号包括步进电机的旋转方向和旋转角度。

计算上述设定模拟量与上述当前开度值两者的差值，得到比较结果，根据比较结果生成控制信号。

具体的，该步骤2通过以下步骤执行：

(1)计算上述设定模拟量与上述当前开度值的差值；

(2)将上述差值与零进行比较；

(3)基于上述差值与零的比较结果确定上述步进电机的上述旋转方向；

具体的，当上述设定模拟量与上述当前开度值的差值大于零(0)，即上述设定模拟量与上述当前开度值的差值为正，则确定步进电机旋转的方向为顺时针(正转)；

当上述设定模拟量与上述当前开度值的差值小于零(0)，即上述设定模拟量与上述当前开度值的差值为负，则确定步进电机旋转的方向为逆时针(反转)；

当上述设定模拟量与上述当前开度值的差值等于零(0)，则确定步进电机不旋转，即保持步进电机的当前状态不变；

(4)基于上述差值查找对应表或者关系式计算获取与上述差值的绝对值对应的步进电机的上述旋转角度；

具体的，该步骤(4)可以通过以下方式中的一种实现：

一种方式：主控制器根据该差值查找预存在主控制器的存储器中的模拟量差值与电机旋转角对应关系表获取得到与该计算得到的差值相对应的步进电机的旋转角度；

另一种方式：主控制器根据该差值通过调用预存在主控制器的存储器中的电机旋转角-模拟量差值线性关系式进行计算获取得到与该计算得到的差值相对应的步进电机的旋转角度；

下面以控制阀门开度的信号为0—5V电压信号，步进电机旋转1圈即可实现阀门开度开启关闭进行举例说明，则差值范围为-5V—+5V的任意值，对应的旋转角度为-360°—+360°；其中-360度表示逆时针旋转360°，+360°表示顺时针旋转360°；例如设定模拟值为2.5V，当前值为0.5V，则差值为+2V，即旋转方向为顺时针旋转；根据电机旋转角-模拟量差值线性关系式：D＝|x|÷A×360°其中。D表示旋转角度，x表示模拟量差值，A表示阀门开度对应的模拟信号最大值，这里A为电压信号的最大值5，因此，计算得到的旋转角度为2V除以5V再乘以360°，得到旋转角度为144°，即步进电机旋转144°使主阀到达设定数字量50对应的开度位置。

(5)基于上述步进电机的上述旋转方向和上述旋转角度生成控制信号。

需要说明的是，步骤(3)、(4)仅为描述方便使用，不代表其先后顺序，步骤(4)可以与步骤(3)同时进行；步骤(4)也可以在步骤(2)之前，对此本实施例不作具体限定。

步骤S106，将上述控制信号输出至电机驱动器，以使上述电机驱动器根据上述控制信号驱动步进电机转动，从而带动上述主阀转动到与上述调节开度信号中的表示阀门开度的设定数字量相对应的开度位置。

具体的，首先主控制器将上述控制信号输出至电机驱动器；然后电机驱动器根据上述控制信号驱动步进电机转动，上述步进电机通过齿轮(驱动齿轮)通过连杆带动上述主阀转动，以使上述主阀到达与上述调节开度信号中的表示阀门开度的设定数字量相对应的位置。

为了便于理解，下面以上位机为个人计算机、模拟量为电压对该远程调节阀系统的调节方法进行举例说明：

下面以设定数字量为50，控制阀门开度的信号为0-5V电压信号，电位计检测的当前开度值是0.5V电压信号模拟量为例对该远程调节阀的调节方法进行举例说明；

1、接收上位机的设定数字量50以及电位计检测当前开度值0.5V；

2、查找或计算得到设定数字量50对应的设定模拟量为2.5V；

3、计算设定模拟量2.5V与当前开度指0.5V的差值为+2V；

4、判定差值大于零，确定步进电机的旋转方向为顺时针方向。

5、查找或计算得到差值2V对应的步进电机的旋转角度为144°。

6、基于上述得到的步进电机的旋转方向和旋转角度生成控制信号；

7、将控制信号输出至电机驱动器；以使电机驱动器根据该控制信号驱动步进电机顺时针旋转144°，从而带动主阀到达与设定数字量50对应的开度位置。

需要指出的是，步进电机是根据模拟量的差值驱动的，当差值为0时，步进电机不转；例如当前电压值是5V，对应的开度是100，如果维持开度100，当前电压值一直是5V即可，也就是电位计的滑动触点保持不动。

实施例三：

如图10所示，在实施例一的基础上，本发明实施例提供了另一种远程调节阀系统的调节方法，应用于主控制器端，与实施例一的区别在于，该方法还包括：

步骤S202，获取上述主阀的实际位置；

主阀的实际位置可以通过电位仪反馈的第二开度值来表征；主阀的实际位置也可以通过步进电机的转动时间(驱动主阀的实际运行时间)来表征。

步骤S204，判断上述实际位置与上述开度位置是否匹配；

具体的，可以通过上述实际位置与上述开度位置的误差是否在误差范围内来判断。上述实际位置与上述开度位置的误差可以通过电位仪反馈的开度值(模拟量)与转换得到的设定模拟量的差值表征；也可以通过步进电机的转动时间与驱动时间的差值来表征；

另外，步骤S204还可以通过步进电机转动时间到达计时时间时是否停止来判断。

在实际判断时，步骤S204可以通过以下方式之一的步骤实现：

方式一：

A获取上述步进电机的转动速度；

B根据上述步进电机的上述旋转角度和上述转动速度，计算得到电机的驱动时间；

C获取上述步进电机的转动时间；

其中，上述转动时间是以输出控制信号至上述电机驱动器的时刻为计时零点，以上述步进电机停止旋转时的时刻作为计时终点；

具体的，主控制器可以通过设置在步进电机上的与主控制器相连接的旋转编码器确定；只要步进电机旋转主控制器就会计时。

需要说明的是为了及时发出报警信号，可以由主控制器上的定时器倒计时(计时时间为驱动时间与预设误差时间之和)配合使用，即使步进电机一直旋转，也可以及时报警。

D计算上述转动时间与上述驱动时间的第二差值；

E判断上述第二差值是否小于预设误差时间阈值；

方式二：

获取电压模拟信号；判断电流模拟信号与上述设定模拟量是否匹配。

其中，电压模拟信号可以由电位计检测

具体的，获取来自电位计检测的第二开度值，上述第二开度值表示上述步进电机停止驱动时上述主阀的终止开度反馈信号；判断第二开度值与上述设定模拟量是否匹配。

或者，

接收电位计实时发送的电流模拟信号，当上述电流模拟信号到达上述设定模拟量时，判断上述步进电机是否停止。

方式三：

获取步进电机的转动信息，判断步进电机在主控制器的定时器到达计时时间时是否停止转动；其中计时时间＝驱动时间+误差时间。

若否，即上述实际位置与上述开度位置不匹配，则执行步骤S206，若是，即上述实际位置与上述开度位置匹配，则执行步骤S208.。

步骤S206，生成并输出报警信号；

具体的，主控制器生成语音报警信号，并通过与主控制器相连接的报警器(例如喇叭)输出；和/或；

将报警信号以短信、语音的形式发送至上述上位机，例如主控制器生成报警语音信息或者文字信息形式的报警信号，报警信号包括定位模块定位的主阀的地理位置坐标；然后主控制器调取其存储器中存储的维护人员(或管理人员)的预留电话号码；最后主控制器将生成的报警信号发送至维护人员(或管理人员)，即主控制器通过通讯模块给预留电话号码发短信或者打电话。

步骤S208，输出开度位置。

具体的，主控制器将上述开度位置输出至上位机，由上位机存储备份，例如存储至云服务器(上位机)的数据库，方便用户通过云服务器查看，同时有利于后续改善比对的误差设置值；

或者，主控制器将开度位置和实际位置输出至上位机，以通过大数据改善比对的误差设置值；

接实施例二的例子，进一步的，该方法还包括：

8、获取步进电机的转动速度0.01ms/°；

9、主控制器根据控制信号中的旋转角度144°与步进电机的转动速度0.01ms/°，计算得到步进电机的驱动时间为1.44ms。

10、当步进电机的实际转动时间大于步进电机的计时时间1.47ms(驱动时间1.44ms+预设误差时间阈值0.03ms)则控制报警器发出报警信号和/或生成并发送报警信号(以短信、语音、链接等形式发送)至上位机。

本发明实施例提供的远程调节阀系统的调节方法，与上述实施例提供的远程调节阀系统具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本发明实施例所提供的方法，其实现原理及产生的技术效果和前述系统实施例相同，为简要描述，方法实施例部分未提及之处，可参考前述系统实施例中相应内容。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种远程调节阀系统，其特征在于，包括：主阀、电位计、步进电机、电机驱动器、主控制器和上位机，所述主阀与所述步进电机相连接，所述步进电机与所述电机驱动器相连接，所述电机驱动器与所述主控制器相连接，所述主控制器与所述上位机相连接；所述电位计设置在所述步进电机上，且所述电位计与所述主控制器相连接；

所述上位机用于接收用户输入的调节开度指令并将所述调节开度指令发送至所述主控制器；其中所述调节开度指令包括表示阀门开度的设定数字量；

所述电位计用于检测所述主阀的当前开度值，并将所述当前开度值发送至所述主控制器；其中所述当前开度值包括表示阀门当前开度的模拟量；

所述主控制器用于接收所述上位机发送的所述调节开度指令以及接收所述电位计发送的当前开度值；

所述主控制器用于根据所述调节开度指令以及所述当前开度值生成控制信号；其中所述控制信号包括所述步进电机的旋转方向和旋转角度；

所述主控制器用于将所述控制信号输出至电机驱动器；

所述电机驱动器用于根据所述控制信号驱动步进电机转动，以使所述步进电机带动所述主阀转动到与所述设定数字量相对应的开度位置。

2.根据权利要求1所述的远程调节阀系统，其特征在于，所述上位机为个人计算机、工业控制计算机、云服务器或移动终端的任意一种。

3.根据权利要求1所述的远程调节阀系统，其特征在于，所述主控制器包括微控制单元、数模转换器、通讯模块，所述数模转换器、所述通讯模块均分别与所述微控制单元相连接。

4.根据权利要求3所述的远程调节阀系统，其特征在于，所述主控制器还包括定位模块，所述定位模块与所述微控制单元相连接，所述定位模块用于定位所述主阀所处的地理位置。

5.根据权利要求1所述的远程调节阀系统，其特征在于，还包括：报警器，所述报警器与所述主控制器相连接，所述报警器用于发出报警信号。

6.根据权利要求5所述的远程调节阀系统，其特征在于，所述电位计还用于检测所述主阀的第二开度值，并将所述第二开度值发送至所述主控制器；其中所述第二开度值表示所述步进电机停止驱动时所述主阀的终止开度反馈信号；

所述主控制器还用于将所述第二开度值与与所述设定数字量相对应的表示阀门开度的设定模拟量是否匹配；若否，所述主控制器用于控制所述报警器发出报警信号。

7.一种远程调节阀系统的调节方法，其特征在于，应用于主控制器，所述方法包括：

接收上位机发送的调节开度指令以及接收电位计发送的当前开度值；其中所述调节开度指令包括表示阀门开度的设定数字量；所述当前开度值包括表示阀门当前开度的模拟量；

根据所述调节开度指令以及所述当前开度值生成控制信号；其中所述控制信号包括步进电机的旋转方向和旋转角度；

将所述控制信号输出至电机驱动器，以使所述电机驱动器根据所述控制信号驱动步进电机转动，从而带动主阀转动到与所述调节开度指令中的表示阀门开度的设定数字量相对应的开度位置。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述调节开度指令以及所述当前开度值生成控制信号，包括：

根据调节开度指令中的设定数字量获取与所述设定数字量相对应的表示阀门开度的设定模拟量；

将所述设定模拟量与所述当前开度值进行比较，以根据所述比较结果生成控制信号；其中所述控制信号包括步进电机的旋转方向和旋转角度。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述设定模拟量与所述当前开度值进行比较，以根据所述比较结果生成控制信号，包括：

计算所述设定模拟量与所述当前开度值的差值；

将所述差值与零进行比较；

基于所述差值与零的比较结果确定所述步进电机的所述旋转方向；

基于所述差值获取与所述差值的绝对值对应的步进电机的所述旋转角度；

基于所述步进电机的所述旋转方向和所述旋转角度生成控制信号。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述主阀的实际位置；

判断所述实际位置与所述开度位置是否匹配；

若否，则生成并输出报警信号。