CN110594476A - 一种流量阀的控制电路、控制方法及控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流量阀的控制电路、控制方法及控制器，控制电路包括：单片机、通讯模块、时钟模块和电机驱动电路，所述通讯模块用于将档位指令传递给单片机，所述时钟模块用于给单片机提供时钟信号，所述档位指令包括阀门需要打开的目标档位，所述单片机用于包括:解析所述档位指令，并从所述档位指令中提取所述目标档位，并根据目标档位从档位‑时间对照表中得到目标时间长度，输出时长为所述目标时间长度的电平信号，所述电机驱动电路根据所述电平信号驱动电机转动。方法包括：获取档位指令；从所述档位指令中提取目标档位；根据目标档位从档位‑时间对照表中得到目标时间长度；电机转动所述目标时间长度。本发明主要用于阀门控制领域。

Description

一种流量阀的控制电路、控制方法及控制器

技术领域

本发明涉及阀门控制技术领域，特别涉及一种流量阀的控制电路、控制方法及控制器。

背景技术

在供暖领域，传统的球阀只能起到开关的作用，现有的流量阀控制流量的方式一般是通过全开或者全关的方式进行控制流量阀的流量，但是这种控制方式很粗糙，不准确。当然，也有一些流量阀的控制通过设置不同的档位，通过转动不同的档位实现流量阀的档位控制。这种流量阀一般是通过设置转动电机M的的转动角度，通过转动角度来控制阀门的档位，但是这种方式也不能准确的控制流量阀的流量。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以准确的控制流量阀通过流量的方法、控制电路及控制器。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一方面，一种流量阀的控制电路，包括单片机、通讯模块、时钟模块和电机驱动电路，所述通讯模块用于将档位指令传递给单片机，所述时钟模块用于给单片机提供时钟信号，所述档位指令包括阀门需要打开的目标档位，所述单片机用于包括:解析所述档位指令，并从所述档位指令中提取所述目标档位，并根据目标档位从档位-时间对照表中得到目标时间长度，输出时长为所述目标时间长度的电平信号，所述电机驱动电路根据所述电平信号驱动电机转动。

进一步，本控制电路还包括存储模块，所述存储模块用于记载有档位-时间对照表，所述单片机通过查表法根据所述目标档位从档位-时间对照表中查询得到所述目标时间长度。

进一步，所述电机驱动电路包括：供电节点、光电耦合器、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管、第一三极管、第二三极管和继电器模块，所述第一电阻的左端与单片机的第一输出端连接，所述第一电阻的右端与光电耦合器的阳极端连接，所述光电耦合器的集电极端与第二电阻的左端连接，所述第二电阻的右端与第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极与供电节点连接，所述第一三极管的集电极与继电器模块的第一引脚连接，所述继电器模块的第三引脚与外部的电机的反向端连接，所述电机的正向端与继电器模块的第八引脚连接，所述继电器模块的第四引脚与第二三极管的集电极连接，所述继电器模块的第九引脚与供电节点连接，所述第二三极管的基极与第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的基极与第五电阻的左端连接，所述第五电阻的右端与单片机的第二输出端连接，所述第二三极管的发射极分别与第三电阻的右端、第四电阻的左端、第一电容的上端连接，所述第三电阻的左端与第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极与供电节点连接，所述光电耦合器的阴极、光电耦合器的发射极、继电器模块的第二引脚、继电器模块的第七引脚、继电器模块的第十引脚、第三三极管的发射极、第一电容的下端分别对地连接，所述继电器模块具有功能为：当继电器模块的第一引脚和第十引脚具有电压差时，则继电器模块的第三引脚和第四引脚导通，继电器模块的第八引脚和第七引脚导通，当继电器模块的第一引脚和第十引脚不具有电压差时，则继电器模块的第二引脚和第三引脚导通，继电器模块的第九引脚和继电器模块的第八引脚导通。

进一步，所述电机驱动电路还包括：第六电阻、第七电阻和第四三极管，所述第四三极管的基极与供电节点连接，所述第四三极管的集电极分别与第六电阻的下端、第七电阻的右端连接，所述第六电阻的上端与第三电阻的右端连接，所述第七电阻的左端与第三三极管的基极连接。

进一步，所述通讯模块包括：M-Bus模块、RS485模块和RF470MHZ模块任意一种。

另一方面，一种流量阀的控制方法，所述流量阀通过电机转动以控制其的档位，包括:

步骤1、获取档位指令；

步骤2、从所述档位指令中提取目标档位；

步骤3、根据目标档位从档位-时间对照表中得到目标时间长度；

步骤4、电机转动所述目标时间长度。

进一步，所述档位-时间表的获取方法包括：

步骤11、将阀门从全关到全开运行两次；

步骤12、步骤11完成后再次将阀门从全关到全开运行，并记录所述运行过程的时间；

步骤13、记录相同流量所对应的档位，并记录电机达到所述阀门档位所需要的时间，将档位与时间对应，形成档位-时间表。

另一方面，一种流量阀的控制器，包括壳体，所述壳体内安装有电路板，所述电路板焊接有所述控制电路。

本发明的有益效果是：利用预先制定的档位-时间对照表，根据目标档位找到目标时间长度，然后利用单片机输出与目标时间长度等时长的电平信号，从而电机驱动电路驱动电机转动对应的时间长度，提高阀门控制的准确度。另一方面提供一种控制方法和控制器，该控制方法和控制器也具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。

图1是控制电路的模块框图；

图2是电机驱动电路的电路连接示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

实施例1，参考图1，一种流量阀的控制电路，包括电源模块100、单片机600、时钟模块300、通讯模块500和电机驱动电路400，所述电源模块100为单片机600、时钟模块300、通讯模块500和电机驱动电路400提供电能，所述通讯模块500用于将档位指令传递给单片机600，所述时钟模块300用于给单片机600提供时钟信号，所述档位指令包括阀门需要打开的目标档位，所述单片机600用于包括:解析所述档位指令，并从所述档位指令中提取所述目标档位，并根据目标档位从档位-时间对照表中得到目标时间长度，输出时长为所述目标时间长度的电平信号，所述电机驱动电路400根据所述电平信号驱动电机M转动。

结合图2，所述电机驱动电路400包括：供电节点+5V、光电耦合器U1、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一二极管D1、第一三极管Q1、第二三极管Q2和继电器模块U2，所述第一电阻R1的左端与单片机600的第一输出端610连接，所述第一电阻R1的右端与光电耦合器U1的阳极端连接，所述光电耦合器U1的集电极端与第二电阻R2的左端连接，所述第二电阻R2的右端与第一三极管Q1的基极连接，所述第一三极管Q1的发射极与供电节点+5V连接，所述第一三极管Q1的集电极与继电器模块U2的第一引脚连接，所述继电器模块U2的第三引脚与外部的电机M的反向端连接，所述电机M的正向端与继电器模块U2的第八引脚连接，所述继电器模块U2的第四引脚与第二三极管Q2的集电极连接，所述继电器模块U2的第九引脚与供电节点+5V连接，所述第二三极管Q2的基极与第三三极管Q3的集电极连接，所述第三三极管Q3的基极与第五电阻R5的左端连接，所述第五电阻R5的右端与单片机600的第二输出端620连接，所述第二三极管Q2的发射极分别与第三电阻R3的右端、第四电阻R4的左端、第一电容C1的上端连接，所述第三电阻R3的左端与第一二极管D1的阴极连接，所述第一二极管D1的阳极与供电节点+5V连接，所述光电耦合器U1的阴极、光电耦合器U1的发射极、继电器模块U2的第二引脚、继电器模块U2的第七引脚、继电器模块U2的第十引脚、第三三极管Q3的发射极、第一电容C1的下端分别对地连接。

作为优选的实施方式，第二三极管Q2的集电极与继电器模块U2的第三引脚之间串接有全关限位开关FA，所述全关限位开关FA可以在阀门全关的时候切断第二三极管Q2的集电极和继电器模块U2的第三引脚之间的电连接，通过全关限位开关FA可以在阀门全关的时候及时切断电机M的电连接。供电节点+5V和继电器模块U2的第九引脚之间串接有全开限位开关SW，所述全开限位开关SW可以在阀门全开的时候切断供电节点+5V与继电器模块U2的第九引脚之间的电连接，通过全开限位开关SW可以在阀门全开的时候及时切断电机M的电连接。

当单片机600需要控制电机M反转时，通过在第一输出端610输出高电平，第二输出端620输出高电平，此时，第一输出端610输出的高电平使得光电耦合器U1的集电极和发射极导通，从而拉低第一三极管Q1基极的电压，第一三极管Q1导通，供电节点+5V的电压差作用在继电器模块U2的第一引脚和第十引脚上，从而使得继电器模块U2的第三引脚和第四引脚导通，继电器模块U2的第八引脚和第七引脚导通。

当单片机600需要控制电机M正转时，通过在第一输出端610输出低电平，第二输出端620输出低电平，此时，继电器模块U2的第一引脚和第十引脚之间不存在电压差，继电器模块U2的第二引脚和第三引脚导通，继电器模块U2的第九引脚和继电器模块U2的第八引脚导通。第二输出端620输出的低电平作用在第三三极管Q3中，使得第三三极管Q3截止，第二三极管Q2截止，供电节点+5V作用在电机M的正向端中。电机M的正向端和反向端之间存在正电压差，因此，电机M正转。

所述档位-时间对照表通过预先测试获得，其中，档位-时间对照表的获取方法包括：

步骤11、将阀门从全关到全开运行两次；

步骤12、步骤11完成后再次将阀门从全关到全开运行，并记录所述运行过程的时间；

步骤13、记录相同流量所对应的档位，并记录电机达到所述阀门档位所需要的时间，将档位与时间对应，形成档位-时间表。

由于在现有技术中，因电机整个行程运动过程中，转动相同的转动角，电机带动的阀门转过的档位是有偏差的。靠近行程的全开和全关位置附近时，转动相同的转动角，其档位变化小；处在全开和全关的中间位置时，转动相同的转动角，阀门档位变化大。考虑到这么一点，本公开利用时间为考虑点，将阀门全开的流量为M的流量阀分成N档位来控制，那么可通过实验的方法来确定阀门从0档位到达M/N流量的档位时电机M转过的时间，将每个档位的时间记录在单片机600的存储器中。例如：若想将全开流量为0.5m³//H的流量阀分成10个档位来控制，那么每个档位的流量是0.05m³/H。将阀门安装在流量标定设备上，用单片机600定时器记录电机M从阀门全关转态转动到次档位状态的时间，当流量标定设备的流量达到0.05m³/H的整数倍时，记录该时间。重复多次试验，得出每个档位的时间，并记录成档位-时间对照表。通过记录档位-时间对照表，当阀门使用年限久，全关到全开的整个行程时间有变化时，可以根据每个档位的时间长度比例关系，进行相应的修正。十分方便。

本公开创造性的利用预先制定的档位-时间对照表，根据目标档位找到目标时间长度，通过控制时间来控制档位，使得可以更加准确的控制通过阀门的流量。

作为上述实施方式的进一步优化，所述流量阀的控制电路还包括存储模块200，所述存储模块200用于记载有档位-时间对照表，所述单片机600通过查表法根据所述目标档位从档位-时间对照表中查询得到所述目标时间长度。

作为上述实施方式的进一步优化，所述电机驱动电路400还包括第六电阻R6、第七电阻R7和第四三极管Q4，所述第四三极管Q4的基极与供电节点+5V连接，所述第四三极管Q4的集电极分别与第六电阻R6的下端、第七电阻R7的右端连接，所述第六电阻R6的上端与第三电阻R3的右端连接，所述第七电阻R7的左端与第三三极管Q3的基极连接。第六电阻R6、第七电阻R7和第四三极管Q4形成一个稳定电路，该稳定电路可以在第七电阻R7的左端始终输出低电平，该低电平作用在第三三极管Q3的基极中，使得第三三极管Q3在第二输出端620没有输出电平的时候，始终保持截止状态，使得第二三极管Q2在第二输出端620没有输出电平的时候始终保持截止状态，稳定电机M的状态。

作为上述实施方式的进一步优化，所述通讯模块500包括M-Bus模块、RS485模块和RF470MHZ模块任意一种。

另一方面，本公开提供一种流量阀的控制方法，所述流量阀通过电机M转动以控制其的档位，包括:

步骤1、获取档位指令；

步骤2、从所述档位指令中提取目标档位；

步骤3、根据目标档位从档位-时间对照表中得到目标时间长度；

步骤4、电机转动所述目标时间长度。

其中，所述档位-时间表的获取方法包括：

步骤21、将阀门从全关到全开运行两次；

步骤22、步骤21完成后再次将阀门从全关到全开运行，并记录所述运行过程的时间；

步骤23、记录相同流量所对应的档位，并记录电机达到所述阀门档位所需要的时间，将档位与时间对应，形成档位-时间表。

另一方面，本公开提供一种流量阀的控制器，包括壳体，所述壳体内安装有电路板，所述电路板焊接有上述实施方式的控制电路。需要说明的是，壳体的结构为现有技术，电路板安装在壳体的结构方式也是现有技术。由于本控制器具有上述控制电路，因此其具有上述控制电路的有益效果，这里就不重复描述了。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种流量阀的控制电路，其特征在于，包括单片机、通讯模块、时钟模块和电机驱动电路，所述通讯模块用于将档位指令传递给单片机，所述时钟模块用于给单片机提供时钟信号，所述档位指令包括阀门需要打开的目标档位，所述单片机用于包括:解析所述档位指令，并从所述档位指令中提取所述目标档位，并根据目标档位从档位-时间对照表中得到目标时间长度，输出时长为所述目标时间长度的电平信号，所述电机驱动电路根据所述电平信号驱动电机转动。

2.根据权利要求1所述的一种流量阀的控制电路，其特征在于，还包括存储模块，所述存储模块用于记载有档位-时间对照表，所述单片机通过查表法根据所述目标档位从档位-时间对照表中查询得到所述目标时间长度。

3.根据权利要求1所述的一种流量阀的控制电路，其特征在于，所述电机驱动电路包括：供电节点、光电耦合器、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管、第一三极管、第二三极管和继电器模块，所述第一电阻的左端与单片机的第一输出端连接，所述第一电阻的右端与光电耦合器的阳极端连接，所述光电耦合器的集电极端与第二电阻的左端连接，所述第二电阻的右端与第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极与供电节点连接，所述第一三极管的集电极与继电器模块的第一引脚连接，所述继电器模块的第三引脚与外部的电机的反向端连接，所述电机的正向端与继电器模块的第八引脚连接，所述继电器模块的第四引脚与第二三极管的集电极连接，所述继电器模块的第九引脚与供电节点连接，所述第二三极管的基极与第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的基极与第五电阻的左端连接，所述第五电阻的右端与单片机的第二输出端连接，所述第二三极管的发射极分别与第三电阻的右端、第四电阻的左端、第一电容的上端连接，所述第三电阻的左端与第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极与供电节点连接，所述光电耦合器的阴极、光电耦合器的发射极、继电器模块的第二引脚、继电器模块的第七引脚、继电器模块的第十引脚、第三三极管的发射极、第一电容的下端分别对地连接，所述继电器模块具有功能为：当继电器模块的第一引脚和第十引脚具有电压差时，则继电器模块的第三引脚和第四引脚导通，继电器模块的第八引脚和第七引脚导通，当继电器模块的第一引脚和第十引脚不具有电压差时，则继电器模块的第二引脚和第三引脚导通，继电器模块的第九引脚和继电器模块的第八引脚导通。

4.根据权利要求3所述的一种流量阀的控制电路，其特征在于，所述电机驱动电路还包括：第六电阻、第七电阻和第四三极管，所述第四三极管的基极与供电节点连接，所述第四三极管的集电极分别与第六电阻的下端、第七电阻的右端连接，所述第六电阻的上端与第三电阻的右端连接，所述第七电阻的左端与第三三极管的基极连接。

5.根据权利要求1所述的一种流量阀的控制电路，其特征在于，所述通讯模块包括：M-Bus模块、RS485模块和RF470MHZ模块任意一种。

6.一种流量阀的控制方法，所述流量阀通过电机转动以控制其的档位，其特征在于，包括：

步骤1、获取档位指令；

步骤2、从所述档位指令中提取目标档位；

步骤3、根据目标档位从档位-时间对照表中得到目标时间长度；

步骤4、电机转动所述目标时间长度。

7.根据权利要求6所述的一种流量阀的控制方法，其特征在于，所述档位-时间表的获取方法包括：

步骤11、将阀门从全关到全开运行两次；

步骤12、步骤11完成后再次将阀门从全关到全开运行，并记录所述运行过程的时间；

步骤13、记录相同流量所对应的档位，并记录电机达到所述阀门档位所需要的时间，将档位与时间对应，形成档位-时间表。

8.一种流量阀的控制器，其特征在于，包括壳体，所述壳体内安装有电路板，所述电路板焊接有权利要求1所述的控制电路。